EP0889804B1

EP0889804B1 - Vorrichtung zur unterbrechung des stromflusses in einem kabel

Info

Publication number: EP0889804B1
Application number: EP97906030A
Authority: EP
Inventors: Karl Franz FRÖSCHL
Original assignee: Gebauer and Griller Kabelwerke GmbH
Current assignee: Gebauer and Griller Kabelwerke GmbH
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 1999-09-15
Anticipated expiration: 2017-03-13
Also published as: ATE184555T1; AU2086397A; US6078108A; DE59700444D1; WO1997037873A1; EP0889804A1; JP2000508875A

Description

Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterbrechung des Stromflusses in einem Kabel, das von der in einem Kraftfahrzeug angeordneten Batterie zu einem gleichfalls im Kraftfahrzeug angeordneten Verbraucher, wie dem Starter, dem Motor u.dgl., führt.

Es besteht die Forderung, in einem Kraftfahrzeug eine Vorrichtung vorzusehen, durch welche bei einem Unfall der Stromfluß zwischen der Batterie und den an die Batterie angeschlossenen Verbrauchern, insbesondere dem Startgerät, unterbrochen wird. Der Grund hierfür liegt darin, daß durch unfallbedingte Beschädigungen der stromführenden Kabel Kurzschlüsse bedingt werden können, durch welche Brände und Explosionen verursacht werden können.

Aus dem DE GM 84 33 042.2 ist eine Vorrichtung bekannt, welche aus einem mit einer zylindrischen Ausnehmung ausgebildeten Gehäuse mit einer ersten Anschlußklemme und einem zylindrischen Bolzen mit einer zweiten Anschlußklemme besteht, wobei der Bolzen in die Ausnehmung einsetzbar und in dieser durch Reibungsschluß gehalten ist. An die beiden Anschlußklemmen sind das von der Batterie herführende Kabel und das zu den Verbrauchern wegführende Kabel angeschlossen. Weiters befindet sich im Gehäuse ein Treibsatz in Form eines pyrotechnischen Elementes, welches durch einen Sensor auslösbar ist.

Im Falle eines Unfalles wird vom Sensor an den Treibsatz ein Impuls abgegeben, wodurch dieser gezündet wird. Durch den hierdurch erzeugten Gasdruck wird der in der zylindrischen Ausnehmung befindliche Bolzen aus dieser hinaus gefördert, wodurch die zwischen der Batterie und den Verbrauchern bestehende elektrische Verbindung unterbrochen wird.

Dieser bekannten Vorrichtung haftet jedoch der Nachteil an, daß durch die reibungsschlüssige Verbindung der beiden Kupplungsteile sowohl eine mechanische Verbindung als auch eine elektrische Verbindung bewirkt wird. Um dabei sowohl eine gute mechanische Verbindung als auch eine gute elektrische Verbindung zu gewährleisten, müssen die einander zugeordneten Kupplungsteile exakt übereinstimmen, wodurch hohe Herstellungskosten bedingt werden. Weiters besteht die Gefahr, daß die beiden Kupplungsteile aufgrund der beim Betrieb des Kraftfahrzeuges auftretenden Vibrationen voneinander gelöst werden, wodurch entweder der Übergangswiderstand erhöht wird oder die elektrische Verbindung vollständig unterbrochen wird. Weiters kann durch einen erhöhten Stromfluß ein Verschweißen der beiden Kupplungsteile erfolgen, wodurch die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung nicht mehr gewährleistet ist. Zudem kann auch infolge von durch mechanische Einflüsse verursachten Verformungen, z.B. durch einen Wärmeverzug, der Reibungsschluß zwischen den beiden Kupplungsteilen so groß werden, daß die Funktionsfähigkeit dieser Vorrichtung nicht mehr gewährleistet ist.

Der gegenständlichen Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile dadurch vermieden werden, daß bei einer derartigen Vorrichtung die Funktionen der mechanischen Verbindung und der elektrischen Verbindung der beiden Kupplungsteile durch unterschiedliche Bauteile bewirkt werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß ein Gehäuse mit zwei voneinander elektrisch isolierten Anschlußklemmen für die zur Batterie und zum Verbraucher führenden Leitungen und mit einem in seinem Innenraum angeordneten Schalter, welchem eine durch einen Sensor auslösbare Stelleinrichtung zugeordnet ist, durch deren Auslösung der Schalter betätigbar ist, vorgesehen sind.

Vorzugsweise ist die Stelleinrichtung durch ein pyrotechnisches Element gebildet, durch dessen Zündung der Schalter betätigbar ist. Alternativ dazu kann die Stelleinrichtung durch eine Druckfeder gebildet sein, welche mittels eines Schmelzdrahtes in ihrer gespannten Stellung gehalten ist und welche durch einen den Schmelzdraht durchsetzenden Strom auslösbar ist. Ebenso kann die Stelleinrichtung durch ein Zylinder-Kolben-Aggregat gebildet sein, welches durch Beaufschlagung mit einem Druckgas von einer außerhalb angeordneten Druckquelle her auslösbar ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse mit einem insbesondere zylindrischen Hohlraum ausgebildet, an dessen einem Ende die Stelleinrichtung angeordnet ist und in welchem sich zwei mit den Anschlußklemmen verbundene Kontakte sowie ein kolbenartiges Schaltelement, welches mittels der Stelleinrichtung innerhalb des Hohlraumes gegenüber den Kontakten verschiebbar ist, befinden. Dabei kann das Gehäuse durch zwei voneinander elektrisch isolierte Hülsen aus elektrisch leitendem Material, insbesondere aus Metall, gebildet sein, welche jeweils mit einer Anschlußklemme ausgebildet sind und welche den Hohlraum umschließen. Vorzugsweise ist dabei das Gehäuse durch zwei zylindrische Rohrstücke gebildet, welche mit jeweils einer Anschlußklemme ausgebildet sind und welche mit einer Ummantelung aus Kunststoff versehen sind, durch welche sie miteinander mechanisch verbunden und voneinander elektrisch isoliert sind.

Nach weiteren bevorzugten Merkmalen ist das kolbenartige Schaltelement an seiner Außenseite mit Kontaktfedern ausgebildet und ist zwischen der Stelleinrichtung und dem Schaltelement eine Druckplatte angeordnet, durch welche der von der Stelleinrichtung erzeugte Schub auf das Schaltelement übertragbar ist. Vorzugsweise ist zudem das Gehäuse an einer seiner Stirnseiten mit einer lösbar befestigten Abdeckkappe ausgebildet, nach deren Entfernung in den Hohlraum eine Stellernrichtung einsetzbar ist. Zudem kann das Gehäuse mit mindestens einer weiteren Anschlußklemme ausgebildet sein, welche mit der Anschlußklemme für das zur Batterie führende Kabel elektrisch verbunden ist.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse mit zwei voneinander im Abstand befindlichen Schienen ausgebildet, welche in einem ersten Abschnitt des Hohlraumes mittels des Schaltelementes miteinander elektrisch verbunden sind, wogegen sie in einem zweiten Abschnitt gegenüber dem Schaltelement elektrisch isoliert sind. Vorzugsweise sind dabei die Schienen außerhalb des Gehäuses als Anschlußfahnen ausgebildet. Vorzugsweise ist das Gehäuse mit zwei voneinander im Abstand befindlichen Schienen ausgebildet, zwischen welchen sich ein Schaltelement befindet, wobei dem Schaltelement ein Isolierelement zugeordnet ist, durch dessen mittels der Stelleinrichtung bewirkter Verschiebung das Schaltelement von den Schienen elektrisch isolierbar ist. Dabei kann das Schaltelement durch eine Schraubenfeder gebildet sein und kann das Isolierelement zwischen das Schaltelement und die Schienen einschiebbar sein. Insbesondere kann das Schaltelement mit Flügeln ausgebildet sein, welche zwischen die Schienen und das Schaltelement einschiebbar sind.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse durch zwei hohlzylindrische Gehäuseteile gebildet, wobei ein Gehäuseteil mit einer ersten Anschlußfahne ausgebildet ist, sich im Innenraum des Gehäuses ein zylindrischer Körper befindet, welcher mit einer zweiten Anschlußfahne ausgebildet ist und zwischen dem zylindrischen Körper und dem mit der Anschlußfahne ausgebildeten Gehäuseteil ein Schaltelement vorgesehen ist, welches durch das Stellelement von einer die beiden Bauteile elektrisch verbindenden Lage in eine diese beiden Bauteile voneinander elektrisch isolierende Lage verstellbar ist. Dabei kann das Schaltelement als torusförmig ausgebildete Schraubenfeder gebildet sein. Weiters kann zwischen dem mit der Anschlußfahne ausgebildeten Gehäuseteil und einem radial abragenden Flansch des zylindrischen Körpers eine Hülse aus isolierendem Material vorgesehen sein. Zudem kann in der Innenwand des mit der Anschlußfahne ausgebildeten Gehäuseteiles eine Nut vorgesehen sein, in welcher das in der elektrisch leitenden Stellung befindliche Schaltelement gehalten ist.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand von neun in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in Ansicht und in axialem Längsschnitt,
Fig. 1a: die Vorrichtung gemäß Fig. 1, im Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 1,
Fig. 2: eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in Ansicht und in axialem Längsschnitt,
Fig. 2a: die Vorrichtung gemäß Fig. 2, im Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 2,
Fig. 3: eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in Ansicht und in axialem Längsschnitt,
Fig. 3a: die Vorrichtung nach Fig. 3, im Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 3,
Fig. 4: eine gegenüber der Vorrichtung gemäß Fig. 1 geänderte Ausführungsform, in Ansicht und in axialem Längsschnitt,
Fig. 4a: die Vorrichtung gemäß Fig. 4, im Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 4,
Fig. 5: die Vorrichtung gemäß Fig. 4 mit einer weiteren Abänderung, in Ansicht und in axialem Längsschnitt,
Fig. 5a: die Vorrichtung gemäß Fig. 5, im Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 5,
Fig. 6: eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in vertikalem Längsschnitt,
Fig. 6a: die Vorrichtung gemäß Fig. 6, im Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 6,
Fig. 7: eine gegenüber der Vorrichtung gemäß den Fig. 6 und 6a geänderte Ausführungsform, in vertikalem Längsschnitt,
Fig. 7a: die Vorrichtung gemäß Fig.7, im Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 7,
Fig. 8: eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in vertikalem Längsschnitt,
Fig. 8a: die Vorrichtung gemäß Fig. 8, im Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 8,
Fig. 9: eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in vertikalem Schnitt, und
Fig. 9a: die Vorrichtung nach Fig. 9, in Ansicht und im Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 9,
Fig. 10: eine siebente Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in vertikalem Schnitt,
Fig. 10a: die Vorrichtung nach Fig. 10, in Ansicht und im Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 10;
Fig. 11: eine gegenüber der Ausführungsform der Fig. 10 ergänzte Ausführungsform, in vertikalem Schnitt, und
Fig. 11a: die Vorrichtung nach Fig. 11 in Ansicht und im Schnitt nach der Linie XI-XI der Fig. 11.

Wie dies aus den Fig. 1 und 1a ersichtlich ist, besteht eine derartige Vorrichtung aus zwei voneinander im Abstand befindlichen zylindrischen Hülsen 1 und 2, welche aus elektrisch leitendem Material, z.B. einem Metall, wie Messing oder Bronze, hergestellt sind und welche durch eine Ummantelung 3, welche aus elektrisch nicht leitendem Material, z.B. einem Kunststoff, gefertigt ist, umschlossen sind. Durch die Ummantelung 3 sind die beiden Hülsen 1 und 2 miteinander mechanisch verbunden. Da sich jedoch die beiden Hülsen 1 und 2 voneinander im Abstand befinden, sind sie voneinander elektrisch isoliert.

Von der ersten Hülse 1 ragen zwei Klemmen 11 und 12 ab, welche zum Anschluß von Kabeln 13 und 14 dienen. Von der zweiten Hülse 2 ragen zwei Klemmen 21 und 22 ab, welche zum Anscbluß von Kabeln 23 und 24 dienen.

Die Hülse 1 ist an ihrem freien Ende mit einem Innengewinde 15 ausgebildet, in welches eine Abschlußkappe 16 eingeschraubt ist, durch welche der Innenraum der Hülse 1 verschlossen ist. Innerhalb der Kappe 16 befindet sich ein pyrotechnisches Element 4, an dessen Zünder 41 ein Kabel 42 angeschlossen ist, welches von einem Sensor herführt.

Die zweite Hülse 2 ist an ihrem freien Ende mit einer Stirnwand 26 ausgebildet. In der Stirnwand 26 befindet sich eine Bohrung 29, in welche ein Stopfen 27 eingesetzt ist. In dem von den beiden Hülsen 1 und 2 umschlossenen Hohlraum 10 befindet sich ein zylindrisches Schaltelement 5, welches an seiner Außenfläche mit Kontaktfedern 51 ausgebildet ist, welche an die Innenflächen 18 und 28 der beiden Hülsen 1 und 2 anliegen. Weiters befindet sich zwischen dem pyrotechnischen Element 4 und dem Schaltelement 5 eine Druckplatte 6.

Das Kabel 13 ist an die Batterie angeschlossen. Das Kabel 23 führt zum Startgerät. Das Kabel 14 führt zu einer Notstromversorgung und das Kabel 24 führt zum Bordnetz des Kraftfahrzeuges.

In der in den Fig. 1 und 1a gezeigten Stellung des Schaltelementes 5 liegen dessen Kontaktfedern 51 an die Innenflächen 18 und 28 der beiden Hülsen 1 und 2 an, wodurch die Klemmen 11, 12, 21 und 22 miteinander elektrisch verbunden sind. Hierdurch sind sämtliche Geräte des Kraftfahrzeuges an die Batterie angeschlossen. Soferne infolge eines Unfalles der Stromfluß von der Batterie unterbrochen werden muß, wird vom Sensor über die Leitung 42 an den Zünder 41 des pyrotechnischen Elementes 4 ein Impuls abgegeben, wodurch das pyrotechnische Element 4 gezündet wird. Durch den hierdurch bewirkten Gasdruck wird über die Druckplatte 6 das Schaltelement 5 aus der in den Fig. 1 und 1a gezeigten Stellung nach rechts verschoben. Hierdurch tritt im rechten Teil des Hohlraumes 10 ein Druckanstieg ein, wodurch der Stopfen 27 aus der Bohrung 29 hinausgedrückt wird. Hierdurch kann das Schaltelement 5 in die strichliert gezeigte Stellung verschoben werden. Da sich somit das Schaltelement 5 nur innerhalb der zweiten Hülse 2 befindet, wird der Stromfluß zu den Kabeln 23 und 24 unterbrochen. Demgegenüber bleibt der Stromfluß zum Kabel 14 aufrecht, wodurch eine Notstromversorgung gewährleistet ist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 und 2a ist als Stellelement für das Schaltelement 5 eine Druckfeder 7 vorgesehen, welche durch einen Schmelzdraht 7a in der gespannten Lage gehalten ist. Sobald der Sensor anspricht, gelangt in den Schmelzdraht 7a ein Stromstoß, wodurch dieser geschmolzen wird, sodaß er die Druckleder 7 freigibt, wodurch das Schaltelement 5 in seine rechte Lage verschoben wird. Hierdurch wird der Stromfluß von der ersten Hülse 1 in die zweite Hülse 2 unterbrochen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 3a ist ein Hohlraum 8 vorgesehen, welcher über eine Leitung 81 an einen außerhalb der Vorrichtung befindlichen Druckspeicher angeschlossen ist. Sobald der Sensor anspricht, wird der Hohlraum 8 vom Druckspeicher her mit einem Druckmedium, z.B. mit Druckluft, beaufschlagt, wodurch das Schaltelement 5 in seine nicht leitende Stellung verschoben wird.

Um nach einer Verschiebung des Schaltelementes 5 und trotz der hierdurch bewirkten Unterbrechung des Stromflusses von der Batterie her einen Notbetrieb zu ermöglichen, kann das Schaltelement 5 mittels eines Werkzeuges, welches durch die Bohrung 29 hindurchgeführt wird, in seine ursprüngliche Stellung zurückverschoben werden, wodurch die elektrische Verbindung wieder hergestellt wird. Um die Vorrichtung wieder vollständig funktionsfähig zu machen, wird die Abschlußkappe 16 entfernt und wird in die erste Hülse 1 ein neues Stellelement in Form eines pyrotechnischen Elementes 4 oder einer Druckfeder 7 eingesetzt.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 und 4a unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 1a dadurch, daß die beiden Hülsen 1a und 2a an den einander zugewandten Enden mit jeweils einem Außengewinde 10a und 20a ausgebildet sind und daß die Ummantelung 3a, welche gleichfalls als zylindrische Hülse ausgebildet ist und durch welche die beiden Hülsen 1a und 2a voneinander elektrisch isoliert sind, mit zwei Innengewinden 30a ausgebildet ist, in welche die Hülsen 1a und 2a eingeschraubt sind. Weiters ist das pyrotechnische Element 4a in die Hülse 1a von deren freiem Ende her eingesetzt, wobei es an einer Abschlußwand 41 der Hülse 1a von innen zur Anlage kommt. Dabei durchsetzt eine Abschlußkappe 16a eine in der Abschlußwand 41 vorgesehene Bohrung 15a. Durch die Abschlußkappe 16a ist die zum pyrotechnischen Element 4a führende Leitung 42 hindurchgeführt.

Weiters ragen von den freien Enden der Hülsen 1a und 2a nur zwei Klemmen 11a und 21a ab, an welche einerseits die Leitungen 13 und 14 und andererseits die Leitungen 23 und 24 angeschlossen sind. Zudem ist das im Innenraum 10 der beiden Hülsen 1a und 2a angeordnete Schaltelement als einseitig geschlossene Hülse 5a ausgebildet, deren dem pyrotechnischen Element 4a zugewandte Stirnfläche die Druckplatte bildet, an welcher das pyrotechnische Element 4a zur Wirkung kommt. Schließlich ist das Schaltelement 5a an seinen beiden Enden mit radial nach außen abragenden ringförmigen Flanschen 52 ausgebildet, welche einen hohlzylindrischen Raum begrenzen, in welchem die Kontaktfedern 51 angeordnet sind.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß den Fig. 4 und 4a ist die gleiche wie diejenige der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 1a.

Die Vorrichtung gemäß den Fig. 5 und 5a betrifft eine Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß den Fig. 4 und 4a dahingehend, daß in das Schaltelement 5a ein aus einem isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff, gefertigter Bolzen 54 eingesetzt ist, welcher die Bohrung 29 durchsetzt und welcher an seinem außerhalb der Hülse 2a befindlichen freien Ende mit einem Handgriff in Form einer Scheibe oder eines Kopfes 55 ausgebildet ist. Der Bolzen 54 ist mit dem Schaltelement 5a durch Formschluß auf Mitnahme gekuppelt.

Der Zweck dieser Ausführungsform besteht darin, diese Vorrichtung dadurch auch als Generalschalter verwenden zu können, daß das Schaltelement 5a mittels des Bolzens 54 manuell in die Ausschaltstellung verschoben werden kann, wodurch der Stromßuß von der Batterie zu den Verbrauchern unterbrochen ist. Zudem kann das Schaltelement 5a, nachdem es mittels des pyrotechnischen Elementes 4a in seine nicht leitende Stellung verschoben worden ist, zur Aufrechterhaltung der Stromversorgung in seine leitende Stellung zurückverschoben werden.

In den Fig. 6 und 6a ist weiters eine vereinfachte Ausführungsform dargestellt, welche aus einem quadrisch ausgebildeten Gehäuse 60 aus elektrisch isolierendem Material besteht, in welchem zwei aus elektrisch leitendem Material gefertigte Schienen 61 und 65 angeordnet sind, zwischen welchen sich ein Hohlraum 70 befindet. Im Hohlraum 70 ist ein Schaltelement 71 angeordnet, welches mittels eines pyrotechnischen Elementes 73 von einer ersten Lage in eine zweite Lage verschiebbar ist. Das Schaltelement 71 ist mit Kontaktfedern 72 ausgebildet, welche in der ersten Lage des Schaltelementes 71 an die beiden Schienen 61 und 65 anliegen. Demgegenüber sind in einem weiteren Abschnitt des Hohlraumes 70 die Schienen 61 und 65 mit isolierenden Auflagen 64 und 67 ausgebildet, wodurch in diesem Abschnitt die Kontaktfedern 72 von den Schienen 61 und 65 elektrisch isoliert sind. Das pyrotechnische Element 73 ist von der linken Seite her in den Hohlraum 70 eingesetzt und durch einen Stopfen 74 im Hohlraum 70 gehalten. Der Stopfen 74 ist von dem zum pyrotechnischen Element führenden Kabel 76 durchsetzt.

Die Schiene 61, welche das Gehäuse 60 vollständig durchsetzt, ist an ihren beiden außerhalb des Gehäuses 60 befindlichen Enden mit Anschlußfahnen 62 und 63 ausgebildet. Demgegenüber ist die Schiene 65 nur an ihrem rechten Ende aus dem Gehäuse 60 hinausgeführt, wobei sie dort mit einer Anschlußfahne 66 ausgebildet ist. An die Anschlußfahne 62 wird die von der Batterie her führende Leitung angeschlossen. An die Anschlußfahne 63 wird die Notstromversorgung angeschlossen und an die Anschlußfahne 66 werden die elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeuges angeschlossen. Der Hohlraum 70 ist mittels eines Stopfens 75 verschlossen.

In der in Fig. 6 dargestellten Lage des Schaltelementes 71 sind die beiden Schienen 61 und 65 über die Kontaktfedern 72 miteinander elektrisch verbunden, wodurch auch die Anschlußfahne 66, an welche die Verbraucher angeschlossen sind, mit der Anschlußfahne 62 elektrisch verbunden ist. Soferne demgegenüber das Schaltelement 71 mittels des pyrotechnischen Elementes 73 in den rechten Abschnitt des Hohlraumes 70 verschoben worden ist, wird die elektrische Verbindung durch die isolierenden Auflagen 64 und 67 unterbrochen, wodurch nur die Anschlußfahne 63, an welche die Notstromversorgung angeschlossen ist, mit der Anschlußfahne 62 elektrisch verbunden bleibt. Demnach wird durch eine Zündung des pyrotechnischen Elementes 73, durch welche eine Verschiebung des Schaltelementes 71 von seiner leitenden Stellung in seine nicht leitende Stellung erfolgt, die Stromversorgung unterbrochen.

In den Fig. 7 und 7a ist weiters eine gegenüber der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 6a geänderte Ausführungsform dargestellt, welche ebenfalls aus einem quadrisch ausgebildeten Gehäuse 80 aus elektrisch isolierendem Material besteht, in welchem zwei aus elektrisch leitendem Material gefertigte Schienen 81 und 85 angeordnet sind, zwischen welchen sich ein Hohlraum 90 befindet. Im Hohlraum 90 ist ein Schaltelement 91 angeordnet, welches mittels eines pyrotechnischen Elementes 93 von einer ersten Lage in eine zweite Lage verschiebbar ist. Das Schaltelement 91 ist mit Kontaktfedern 92 ausgebildet, welche in der ersten Lage des Schaltelementes 91 an die beiden Schienen 81 und 85 anliegen. Demgegenüber ist in einem weiteren Abschnitt des Hohlraumes 90 die Schiene 81 nicht fortgesetzt, wodurch in diesem Abschnitt die unteren Kontaktfedern 92 an die Schiene 81 nicht anliegen. Das pyrotechnische Element 93 ist von oben her in den Hohlraum 90 eingesetzt. Weiters sind zum pyrotechnischen Element 81 führende Leitungen 96 vorgesehen.

Die linke Schiene 81, welche sich bis etwa zur Mitte des Gehäuses 80 erstreckt, ist an ihrem außerhalb des Gehäuses 80 befindlichen Ende mit einer Anschlußfahne 82 ausgebildet. Zudem ist sie mit einer quer abragenden Anschlußfahne 83 ausgebildet. Die Schiene 85 ist an ihrem rechten Ende aus dem Gehäuse 80 hinausgeführt, wobei sie dort mit einer Anschlußfahne 86 ausgebildet ist. An die Anschlußfahne 82 wird die von der Batterie her führende Leitung angeschlossen. An die Anschlußfahne 83 wird die Notstromversorgung angeschlossen und an die Anschlußfahne 86 werden die elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeuges angeschlossen. Der Hohlraum 70 ist mittels eines Stopfens 95 verschlossen.

In der in Fig. 7 dargestellten Lage des Schaltelementes 91 sind die beiden Schienen 81 und 85 über die Kontaktfedern 92 miteinander elektrisch verbunden, wodurch auch die Anschlußfahne 86, an welche die Verbraucher angeschlossen sind, mit der Anschlußfahne 82 elektrisch verbunden ist. Soferne demgegenüber das Schaltelement 91 mittels des pyrotechnischen Elementes 93 in den rechten Abschnitt des Hohlraumes 90 verschoben worden ist, wird die elektrische Verbindung unterbrochen, wodurch nur die Anschlußfahne 83, an welche die Notstromversorgung angeschlossen ist, mit der Anschlußfahne 82 elektrisch verbunden bleibt.

Demnach wird durch die Zündung des pyrotechnischen Elementes 93, durch welche eine Verschiebung des Schaltelementes 91 von seiner elektrisch leitenden Stellung in seine elektrisch nicht leitende Stellung erfolgt, die Stromversorgung unterbrochen.

Wie dies weiters in Fig. 7 strichliert dargestellt ist, kann die Anschlußfahne 83 für die Notstromversorgung auch an der anderen Seite des Gehäuses 80 angeordnet sein und kann die Anschlußfahne 86 für die Verbraucher von der Schiene 85 im rechten Winkel abragen.

In den Fig. 8 und 8a ist weiters eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, welche ein quadrisches Gehäuse 100 mit einem Hohlraum 110 aufweist. Im Hohlraum 110 befindet sich ein pyrotechnisches Element 113, welches über Leitungen 116 auslösbar ist. An den oberen und unteren Seitenwänden des Hohlraumes 110 befinden sich zwei Schienen 101 und 105, welche beiderseits des Gehäuses 100 nach außen geführt und außerhalb des Gehäuses 100 mit Anschlußfahnen 102 und 106 ausgebildet sind. An die Anschlußfähne 102 werden die Batterie und die Notstromversorgung angeschlossen. An die Anschlußfahne 106 wird die elektrische Versorgung des Kraftfahrzeuges angeschlossen. Weiters befindet sich zwischen den beiden Schienen 101 und 105 ein aus elektrisch leitendem Material gefertigtes Schaltelement 112 in Form einer Schraubenfeder. Diesem Schaltelement 112 ist ein Isolierelement 111 zugeordnet, welches mit Flügeln 111a ausgebildet ist, welche zwischen das Schaltelement 111 und die Schienen 101 und 105 einschiebbar sind.

Sobald das pyrotechnische Element 113 über die Leitungen 116 gezündet wurde, wird durch den hierdurch erzeugten Gasdruck das Isolierelement 111 nach rechts verschoben. Hierdurch werden die Flügel 111a des Isolierelementes 111 zwischen das Schaltelement 112 und die Schienen 101 und 105 eingeschoben, wodurch der Stromfluß zwischen den Anschlußfahnen 102 und 106 unterbrochen wird.

Die in den Fig. 9 und 9a dargestellte weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen ersten Gehäuseteil 120 aus isolierendem Material, in welchen ein hohlzylindrischer Gehäuseteil 125 eingesetzt ist, welcher mit einer Anschlußfahne 126 ausgebildet ist. Die beiden Gehäuseteile 120 und 125 umschließen einen Hohlraum 130, in welchem sich ein aus elektrisch leitendem Material gefertigter, zylindrischer Körper 121 befindet, von welchem eine Anschlußfahne 122 abragt, welche den Gehäuseteil 120 durchsetzt. Im zylindrischen Körper 121 befindet sich eine Ausnehmung, in welche ein pyrotechnisches Element 133 eingesetzt ist. An das pyrotechnische Element 133 sind Zündleitungen 136 angeschlossen. Außerhalb des zylindrischen Körpers 121 befindet sich ein aus isolierendem Material gefertigter Ring 131, welchem ein Schaltelement in Form einer torusförmigen Schraubenfeder 132 zugeordnet ist, welche in einer an der Innenfläche des Gehäuseteiles 125 angeordneten Nut 127 gehalten ist. Weiters befindet sich zwischen dem hohlzylindrischen Gehäuseteil 125 und dem Gehäuseteil 120 ein aus isolierendem Material gefertigter Ring 124, durch welchen der zylindrische Teil 121 und der hohlzylindrische Gehäuseteil 125 voneinander elektrisch isoliert sind.

In der in Fig. 9 gezeigten Stellung ist die Anschlußfahne 126 über den hohlzylindrischen Gehäuseteil 125, das Schaltelement 132 und den zylindrischen Teil 121 an die Anschlußfahne 122 angeschlossen. Sobald das pyrotechnische Element 133 gezündet wurde, wird durch den im Hohlraum 130 entstehenden Gasdruck der Ring 131 nach unten verschoben, wodurch das Schaltelement 132 in den Bereich der isolierenden Hülse 124 verschoben wird. Hierdurch wird die Anschlußfahne 126 von der Anschlußfahne 122 elektrisch isoliert.

Ergänzend wird darauf verwiesen, daß auch bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 4 bis 9 das Stellelement durch eine Druckfeder oder durch ein von außen zugeführtes Druckmedium gebildet sein kann. Die Zündung des pyrotechnischen Elementes kann durch einen Sensor, welcher auf unfallbedingte Stöße anspricht, ausgelöst werden.

In den Fig. 10 und 10a ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, welche ein quadrisches Gehäuse 140 aus isolierendem Material mit einem Hohlraum 150 aufweist. Im Hohlraum 150 befindet sich ein pyrotechnisches Element 153, welches über Leitungen 156 auslösbar ist. Der Hohlraum 150 ist an seinem einen Ende durch eine Kappe 154 verschlossen. An den oberen und unteren Seitenwänden des Hohlraumes 150 befinden sich zwei Schienen 141 und 145, welche beiderseits des Gehäuses 140 nach außen geführt und außerhalb des Gehäuses 140 mit Anschlußfahnen 142 und 146 ausgebildet sind. An die Anschlußfahne 142 werden die Batterie und die Notstromversorgung angeschlossen. An die Anschlußfahne 146 wird die elektrische Versorgung des Kraftfahrzeuges angeschlossen. Weiters befindet sich zwischen den beiden Schienen 141 und 145 ein aus elektrisch leitendem Material gefertigtes Schaltelement 152 in Form einer Schraubenfeder. Dieses Schaltelement 152 befindet sich innerhalb eines aus isolierendem Material hergestellten Kolbens 151, welcher im Hohlraum 150 angeordnet ist und welcher gegenüber den Schienen 141 und 145 verschiebbar ist. In der in den Fig. 10 und 10a dargestellten Ausgangsstellung liegt das Schaltelement 152 an die beiden Schienen 141 und 145 an, wodurch diese miteinander elektrisch verbunden sind.

Sobald das pyrotechnische Element 153 über die Leitungen 156 gezündet wurde, wird durch den hierdurch erzeugten Gasdruck der Kolben 151 mit dem Schaltelement 152 nach rechts verschoben. Hierdurch wird das Schaltelement 152 von den Schienen 141 und 145 getrennt, wodurch der Stromfluß zwischen den Anschlußfahnen 142 und 146 unterbrochen wird.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 11 und 11a unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß den Fig. 10 und 10a dadurch, daß das Gehäuse 140a dahingehend symmetrisch ausgebildet ist, daß an beiden Enden des Hohlraumes 150, welcher durch Kappen 154 und 154a verschlossen ist, pyrotechnische Elemente 153 und 153a angeordnet sind, welche über Leitungen 156 und 156a zündbar sind. Hierbei erfolgt die Verschiebung des Kolbens 151 im Hohlraum 150 in beiden Richtungen mittels jeweils eines der pyrotechnischen Elemente 153 bzw. 153a, wodurch sowohl die Unterbrechung des Stromflusses zwischen den Anschlußfahnen 142 und 146 als auch die Wiedereinschaltung mittels der pyrotechnischen Elemente 153 und 153a bewirkt wird.

Claims

Vorrichtung zur Unterbrechung des Stromflusses in einem Kabel (13, 23), das von der in einem Kraftfahrzeug angeordneten Batterie zu einem gleichfalls im Kraftfahrzeug angeordneten Verbraucher, wie dem Starter, dem Motor u.dgl., führt, mit einem Gehäuse (1, 2, 3), durch welches zwei einander zugeordnete Enden des Kabels (13, 23) miteinander elektrisch verbindbar sind und mit einer im Gehäuse (1, 2, 3) angeordneten Stelleinrichtung (4), durch welche die beiden einander zugeordneten Enden des Kabels (13, 23) voneinander elektrisch trennbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 2, 3) mit zwei an diesem fest angeordneten und voneinander elektrisch isolierten Anschlußklemmen (11, 21) für die einander zugeordneten Enden des Kabels (13, 23) ausgebildet ist, und daß sich im Inneren des Gehäuses (1, 2, 3) ein mittels der Stelleinrichtung (4) betätigbarer Schalter (5) befindet, durch welchen die beiden Anschlußklemmen (11, 21) miteinander elektrisch verbindbar bzw. voneinander elektrisch trennbar sind (Fig. 1).
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung durch ein pyrotechnisches Element [4) gebildet ist, durch dessen Zündung der Schalter (5) betätigbar ist (Fig. 1).
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung durch eine Druckfeder (7) gebildet ist, welche mittels eines Schmelzdrahtes (7a) in ihrer gespannten Stellung gehalten ist und welche durch einen den Schmelzdraht (7a) durchsetzenden Strom auslösbar ist (Fig. 2).
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung durch ein Zylinder-Kolben-Aggregat (1, 5) gebildet ist, welches durch Beaufschlagung mit einem Druckgas auslösbar ist (Fig. 3).
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 2, 3) mit einem insbesondere zylindrischen Hohlraum (10) ausgebildet ist, an dessen einem Ende die Stelleinrichtung (4) angeordnet ist und in welchem sich zwei mit den Anschlußklemmen (11, 21) verbundene Kontakte (18, 28) sowie ein kolbenartiges Schaltelement (5), welches mittels der Stelleinrichtung (4) innerhalb des Hohlraumes (10) gegenüber den Kontakten (18, 28) verschiebbar ist, befinden (Fig. 1).
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch zwei voneinander elektrisch isolierte Hülsen (1, 2) aus elektrisch leitendem Material, insbesondere aus Metall, gebildet ist, welche jeweils mit mindestens einer Anschlußklemme (11, 21) ausgebildet sind und welche den Hohlraum (10) umschließen (Fig. 1).
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch zwei zylindrische Rohrstücke (1, 2) gebildet ist, welche mit jeweils mindestens einer Anschlußklemme (11, 21) ausgebildet sind und welche mit einer Ummantelung (3) aus Kunststoff versehen sind, durch welche sie miteinander mechanisch verbunden und voneinander elektrisch isoliert sind.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das kolbenartige Schaltelement (5) an seiner Außenseite mit Kontaktfedern (51) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stelleinrichtung (4) und dem Schalter (5) eine Druckplatte (6) angeordnet ist, durch welche der von der Stelleinrichtung (4) erzeugte Schub auf den Schalter (5) übertragbar ist.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 2, 3) an einer seiner Stirnseiten mit einer lösbar befestigten Abdeckkappe (16) ausgebildet ist, nach deren Entfernung in den Hohlraum (10) eine Stelleinrichtung einsetzbar ist (Fig. 1).
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5 und 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (60) mit zwei voneinander im Abstand befindlichen Schienen (61, 65) ausgebildet ist, welche in einem ersten Abschnitt des Hohlraumes (70) mittels des Schaltelementes (71) miteinander elektrisch verbunden sind, wogegen sie in einem zweiten Abschnitt gegenüber dem Schaltelement (71) elektrisch isoliert sind (Fig. 6).
Vorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (61, 65) außerhalb des Gehäuses (60) als Anschlußfahnen (62, 63, 66) ausgebildet sind (Fig. 6).
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (100) mit zwei voneinander im Abstand befindlichen Schienen (101, 105) ausgebildet ist, zwischen welchen sich ein Schaltelement (112) befindet, wobei dem Schaltelement (112) ein Isolierelement (111) zugeordnet ist, durch dessen mittels der Stelleinrichtung (112) bewirkter Verschiebung das Schaltelement (112) von den Schienen (101, 105) elektrisch isolierbar ist (Fig. 8).
Vorrichtung nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement durch eine Schraubenfeder (112) gebildet ist und daß das Isolierelement (111) zwischen das Schaltelement (112) und die Schienen (101, 105) einschiebbar ist (Fig. 8).
Vorrichtung nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (111) mit Flügeln (111a) ausgebildet ist, welche zwischen die Schienen (101, 105) und das Schaltelement (112) einschiebbar sind (Fig. 8).
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch zwei hohlzylindrische Gehäuseteile (120, 125) gebildet ist, wobei ein Gehäuseteil mit einer ersten Anschlußfahne (126) ausgebildet ist, daß sich im Innenraum des Gehäuses ein zylindrischer Körper (121) befindet, welcher mit einer zweiten Anschlußfahne (122) ausgebildet ist und daß zwischen dem zylindrischen Körper (121) und dem mit der Anschlußfahne (126) ausgebildeten Gehäuseteil (125) ein Schaltelement (132) vorgesehen ist, welches durch das Stellelement von einer die beiden Bauteile (121, 125) elektrisch verbindenden Lage in eine diese beiden Bauteile (121, 125) voneinander elektrisch isolierende Lage verstellbar ist (Fig. 9).
Vorrichtung nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement als torusförmig ausgebildete Schraubenfeder (132) gebildet ist (Fig. 9).
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem mit der Anschlußfahne (126) ausgebildeten Gehäuseteil und einem radial abragenden Flansch des zylindrischen Körpers (121) eine Hülse (124) aus isolierendem Material vorgesehen ist (Fig. 9).
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenwand des mit der Anschlußfahne (126) ausgebildeten Gehäuseteiles (120) eine Nut (127) vorgesehen ist, in welcher das in der elektrisch leitenden Stellung befindliche Schaltelement (132) gehalten ist (Fig. 9).
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (152) in Form einer Schraubenfeder ausgebildet ist, welche in einem kolbenartigen Stellelement (151) aus elektrisch isolierendem Material angeordnet ist, wobei in einer ersten Stellung des kolbenartigen Stellelementes (151) das Schaltelement (152) an im Gehäuse (140) befindliche, mit den Anschlußfahnen (142, 146) angeschlossene Kontakte (141, 145) anliegt, wogegen in einer zweiten Stellung des Stellelementes (151) das Schaltelement (152) von den Kontakten (141, 145) getrennt ist (Fig. 10, Fig. 10a).
Vorrichtung nach Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (141, 145) den Hohlraum (150) begrenzen und seitlich aus dem Gehäuse (140) herausgeführt und dort als Anschlußfahnen (142, 146) ausgebildet sind (Fig. 10, Fig. 10a).
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (140a) an seinen beiden Enden mit Stellelementen, insbesondere mit pyrotechnischen Elementen (153, 153a) ausgebildet ist, durch welche das Schaltelement (152) in seine beiden Schaltstellungen verschiebbar ist (Fig. 11, Fig. 11a).