EP0895645A1 - Pyrotechnisches schaltelement für elektrische stromkreise - Google Patents

Pyrotechnisches schaltelement für elektrische stromkreise

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Publication number
EP0895645A1
EP0895645A1 EP97921731A EP97921731A EP0895645A1 EP 0895645 A1 EP0895645 A1 EP 0895645A1 EP 97921731 A EP97921731 A EP 97921731A EP 97921731 A EP97921731 A EP 97921731A EP 0895645 A1 EP0895645 A1 EP 0895645A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
current conductor
sections
pyrotechnic
switching element
bridging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP97921731A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz Kern
Gerhard Kordel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Original Assignee
Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19712387A external-priority patent/DE19712387B4/de
Application filed by Dynamit Nobel AG, Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik filed Critical Dynamit Nobel AG
Publication of EP0895645A1 publication Critical patent/EP0895645A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/004—Closing switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/006—Opening by severing a conductor

Definitions

  • the invention relates to a pyrotechnic switching element for electrical circuits, with which an electrical circuit can be switched on by igniting a pyrotechnic charge (once) or by switching off a (single) pyrotechnic charge, a first electrical circuit can be switched off and immediately afterwards a second electrical circuit Lets the circuit turn on or reverses the polarity of an electrical circuit due to the ignition of a pyrotechnic charge.
  • Pyrotechnically operated fuse elements for electrical circuits are known, for example, from DE 42 11 079 A1 and DE 44 22 177 A1.
  • an electrical circuit is interrupted by a separating element if a pyrotechnic charge is ignited when an overcurrent flowing in the circuit to be protected, the current strength of which is greater than a predetermined threshold value, is ignited.
  • the combustion gases released are used to drive the separating element through the current conductor.
  • the invention has for its object to provide a pyrotechnic switching element for electrical circuits with which electrical circuit can be switched on due to the ignition of a pyrotechnic charge.
  • the invention proposes a pyrotechnic switching element for electrical circuits, which is provided with
  • At least one current conductor which has two current conductor sections which are arranged separated from one another by an intermediate space
  • At least one bridging element that can be moved as a result of the ignition of a pyrotechnic charge, which is arranged separately from at least one of the two current conductor sections in an initial position before the pyrotechnical charge is ignited and is in electrical contact with both current conductor sections in a bridging position after the pyrotechnic charge is ignited .
  • an electrically conductive bridging element is moved by ignition of a pyrotechnic charge in the direction of the two spaced-apart ends of two current conductor sections and brought into electrical contact with them.
  • the bridging element In the starting position of the pyrotechnic switching element before the pyrotechnic charge is ignited, the bridging element is arranged at least separately from one of the two current conductor sections. In the bridging position after the pyrotechnic charge has been ignited, the bridging element is in electrically conductive contact with both current conductor sections.
  • the two current conductor sections which are electrically connected to one another via the bridging element, are regarded as parts of a current conductor.
  • the pyrotechnic switching element With the help of the pyrotechnic switching element, several current conductors or several pairs of current conductor sections can be bridged simultaneously or at different times. A bridging element is then assigned to each current conductor.
  • the bridging element is pressed into the gap between the two current conductor sections in the bridging position, in particular by wedging.
  • the wedging or, more generally, the interference fit of the bridging element and the current conductor in the bridging position creates an electrical contact between the bridging element and the current conductor sections that has no appreciable contact resistance. This is particularly advantageous if the current conductor is connected to electrical load circuits for high currents.
  • the interference fit of the bridging element and the current conductor can be implemented in a wide variety of ways.
  • the bridging element it is conceivable for the bridging element to have wedge surfaces which come into contact with the current conductor sections when the bridging element is "shot" between them.
  • Such wedge surfaces could, however, also be formed, for example, on the end faces of the current conductor sections, the bridging element then being able to have rectangular contact surfaces for contacting the wedge surfaces of the current conductor sections.
  • the bridging element in the form of a ball or as a bolt, the round circumferential surfaces of which come into contact with the current conductor sections or the end faces thereof if the bridging element is shot into the space between the two current conductor sections.
  • the bridging element in a movable manner in a receiving space of a housing, the combustion gases released when the pyrotechnic charge is ignited penetrating into this receiving space in order to advance the bridging element in the manner of the piston of a pneumatic or hydraulic piston-cylinder unit.
  • the bridging element it is also conceivable for the bridging element to be held by a holding element, which in turn can be driven pyrotechnically and is movably guided in a receiving space of a housing. In both cases it applies that the two current conductor sections also protrude into the receiving space of the housing.
  • a holding element is provided for the bridging element, it is advantageous if this holding element has an opening for receiving the bridging element, the bridging element projecting laterally beyond the holding element in the direction of the extension of the two current conductor sections.
  • the bridging element is exposed on the two sides of the holding element opposite the end faces of the current conductor sections in order to come into mechanical and electrical contact with the current conductor sections when the pyrotechnic switching element is in its bridging position.
  • the bridging element is separated from a carrier element by means of a pyrotechnically driven separating device, and that the separate part of the carrier element (bridging element) is used for contacting the two conductor sections.
  • the pyrotechnic charge is used both to separate the bridging element from the carrier element and to shoot the bridging element into the space between the two current conductor sections or to contact the bridging element with the two current conductor sections.
  • the carrier element can be fixed in a simple manner in a housing, wherein it extends through a receiving space inside the housing, in which the opening device is also located.
  • the separating device is arranged on the side of the carrier element facing away from the current conductor sections.
  • the separating device When it moves as a result of the ignition of the pyro-technical charge, the separating device accordingly first strikes the carrier element in order to separate a part (called a bridging element) from its separating section, which part is moved by the separating device against the current conductor sections in the further course of the advancing movement.
  • a bridging element a part
  • the carrier element is expediently formed in one piece, its separating section having an extension which is greater than the distance between the two conductor sections and having a cross-sectional area which is smaller than in the region of the carrier element outside the at least one separating section.
  • the bridging element is designed as a predetermined breaking point of the carrier element, which is advantageous in that the forces for separating the bridging element from the carrier element are then reduced. This in turn is advantageous with regard to the dimensioning of the pyrotechnic switching element and in particular the pyrotechnic charge.
  • the separating device is preferably provided with a punching tool for separating the bridging element from the separating section of the carrier element.
  • the carrier element thus has, so to speak, the function of a die for punching out the bridging element, which, however, is part of the carrier element before being removed.
  • the at least one separating section of the carrier element is designed as a recess made in the outer surface thereof.
  • This depression is expediently located in the side section of the outer surface of the carrier element facing the punching element.
  • the flanks of the recess can then serve as a guide for the punching tool, which then expediently already in the recess in its initial position, from which it can be moved as a result of the ignition of the pyrotechnic charge to separate the bridging element from the carrier part is immersed.
  • the pyrotechnic switching element according to the invention can advantageously be used both for safety shutdown of a first circuit and for switching on a second circuit if the carrier element is designed as a current conductor. Then the current conductor is used on the one hand to provide the bridging element for switching on the second circuit connected to the current conductor sections and on the other hand to switch off the on the Current conductor connected to the first circuit. If this double function is assigned to the pyrotechnic switching element, the pyrotechnic charge is ignited depending on whether the current flowing in the first circuit, which is connected to the current conductor providing the bridging element, is greater than a predefinable threshold value.
  • the separated bridging element which is brought into electrical contact with the current conductor sections and thus serves to switch on the circuit connected to them, can then be used for (additional) signal activation.
  • the pyrotechnic switching element according to this embodiment of the invention thus has the function of a cut-off protection with additional signal activation.
  • the carrier element is used as a current conductor and its at least one separating section is formed by reducing the cross-section, care should be taken to ensure that this reduction in cross-sectional area does not result in any significant voltage drop, i.e. does not lead to any appreciable increase in resistance in the conductor.
  • the cross-sectional area of the current conductor in the separating section is less than 50%, preferably less than 30%, most preferably between 5% to 15% and in particular 10% of the cross-sectional area of the current conductor outside the separating section.
  • the at least one current conductor is made in one piece, thereby avoiding electrical contact zones which can change with regard to their contact resistance as a result of temperature, manufacturing tolerances, moisture or corrosion.
  • the moving mass can be reduced, which enables lower material thicknesses and the use of inexpensive plastic materials.
  • the size of the pyrotechnic fuse element is relatively small.
  • the pyrotechnic security element has only a few items.
  • the pyrotechnic charge need only be designed to be low.
  • the carrier element serving as a current conductor for the bridging element can also have two separating sections. These separating sections are at a greater distance from one another than the distance between the two conductor sections to be connected to one another via the bridging element. Otherwise, the separating sections can be designed as described above. In this development of the invention, the middle part between the two separating sections is separated from the carrier element / current conductor in order to serve as a bridging element for the two current conductor sections of the other current conductor.
  • the two separating sections are designed as recesses which are introduced into the outer surface of the carrier element facing the current conductor sections. It is also advantageous here if the two flanks of the depressions arranged on both sides of the central part of the carrier element are designed as wedge surfaces, so that the central part is designed in the manner of a trapezoid when viewed from the side. These wedge surfaces can then be used to press the separated central part (bridging element) by wedging between the end faces of the current conductor sections when the pyro-technical switching element is in its bridging position.
  • the carrier element is formed in several parts and has at least two carrier element sections with mutually facing ends, between which the bridging element is caused by friction in mechanical parts and electrical contact with the support element sections is arranged, the bridging element forming the separating section of the support element.
  • the bridging element is held by frictional engagement with the mutually facing ends of the two carrier element sections.
  • These two carrier element sections expediently overlap, their ends having through bores which are aligned with one another and through which the bridging element extends.
  • the bridging element is preferably designed as a particularly cylindrical bolt, the axial ends of which are received in the through bores of the carrier element sections.
  • a press fit is particularly suitable as a friction fit.
  • the support element and the bridging element are formed in several parts by means of the separating device between the support elements and driven between the two current conductor sections in order to electrically connect them to one another.
  • the separating device has a pyrotechnically driven impact element, by means of which the bridging element is separated out of the mechanical connection with the two carrier element sections and moved out in order to be driven between the two current conductor sections.
  • the support element can advantageously be designed as an electrical safety cut-off current conductor, from which the bridging element held with frictional engagement can be removed if the threshold current is exceeded by means of the separating device. Even when the bridging element is clamped on the carrier element or between its two sections, the pyrotechnic switching element can be used to switch off a first circuit and to switch on a second circuit when the pyrotechnic charge is ignited.
  • the impact element expediently consists of an electrically non-conductive material. If the two carrier element sections are the sections of a current conductor which is to be interrupted in the event of the pyrotechnic charge being triggered, it should be reliably prevented that after the bridging element has been removed, the butt element taking up its space between the separating element sections does not close leads to an electrical connection of the two separating element sections.
  • a pyrotechnic switching element with a bridging element held between two carrier element sections can be used in a simple manner to implement a two-way switch.
  • the bridging element In the starting position, the bridging element is located between the first current conductor, viewed in the direction of movement of the bridging element, and the second, i.e. middle conductor. These two current conductors form the carrier element sections for holding the bridging element. In this starting position of the bridging element, an electrical current can flow via the first and the middle current conductor.
  • the bridging element When the pyrotechnic charge is triggered, the bridging element is brought out of engagement with the first current conductor by the abutting element lying against it, in order to bring the middle current conductor into connection with the last current conductor viewed in the direction of movement of the bridging element. Now the middle conductor and the last conductor are mechanically and thus electrically connected, as a result of which the two-way switching function is implemented. During its movement, the bridging element should be guided between the current conductors in order to always dive into the mutually aligned bores of the ends of the current conductor sections.
  • the ends of the current conductor sections are embedded in a housing made of non-conductive material, which has a cavity which is flush with the bores of the ends of the current conductor sections and has a diameter or cross-section in which the bridging area ⁇ element is arranged.
  • the inner walls of the bores of the ends of the current conductor sections thus form sections of the inner wall of the cavity.
  • FIGS. 1 to 4 sectional views of a pyrotechnic switching element for switching on an electrical circuit
  • the FIGS. 1 and 2 the initial state of the pyro-technical switching element when the circuit is switched off
  • FIGS. 3 and 4 show the bridging state of the pyrotechnic switching element for switching on the circuit
  • FIG. 5 and 6 are sectional views of a pyrotechnic switching element with cut-off protection for a first circuit and switch-on function for a second circuit, FIG. 5 showing the situation with the first circuit switched on and the second circuit switched off, and FIG. 6 showing the situation with the first circuit switched off and the second circuit switched on,
  • FIGS. 7 to 10 are sectional views of a variant of a pyrotechnic switching element with a switch-off protection function for a first circuit and a signal switch-on function for a second circuit, the FIGS. 7 and 8 the situation when the first circuit is switched on and the signal activation is not activated and FIGS. 9 and 10 show the situation when the first circuit is switched off and the signal is switched on, and
  • FIG. 11 shows the situation when the first circuit is switched on and the pyrotechnic charge is not activated
  • FIG. 12 shows the situation when the first circuit is switched off and the second circuit is switched on and the pyrotechnic charge is activated.
  • FIGs. 1 to 4 show a first exemplary embodiment of a pyrotechnic switching element 10.
  • the figures 2 and 4 sectional views according to the arrows II-II and IV-IV of Fig. 1 and Fig. 3.
  • the pyrotechnic switching element 10 is shown in Figs. 1 and 2 in its switched-off state and in FIGS. 3 and 4 shown in its switched-on state.
  • the pyrotechnic switching element 10 has a housing 12 made of a particularly electrically insulating material, in which a 14 is designed as a receiving space for a holding element 16.
  • a current conductor 18 extends through the receiving space 14 and has two current conductor sections 20 which are aligned with one another and arranged at a distance from one another. Both current conductor sections 20 extend with their mutually facing contact ends 22 into the cavity 14.
  • the holding element has a continuous opening extending in the direction of the course of the current conductor 18, in which a bridging element 26 made of electrically conductive material is accommodated.
  • the bridging element 26 stands, as can be seen in particular in FIG. 1, at both ends of the opening 24 above the holding element 16 and, in particular when viewed from above, projects beyond the contacting ends 22 of the conductor sections 20 in its projecting end sections in its projecting end sections from the FIGS. 1 to 4, the bridging element 26 has the shape of a round bolt, the longitudinal axis of which extends transversely to the longitudinal extent of the current conductor 18.
  • the cylindrical outer surface of the round-bolt-like bridging element 26 thus projects laterally beyond the holding element 16.
  • a pyrotechnic charge 28 with an electrical ignition element (not shown) and electrical feed lines 30.
  • the holding element 16 moves in the direction of the arrow 32, as a result of which the bridging element 26 in Direction on the contacting ends 22 of the conductor sections 20 is moved.
  • the combustion gases generated during the ignition of the pyrotechnic charge 28 give the holding element 16 such a high kinetic energy that the bridging element 26 held by the holding element 16 is pressed into the intermediate space 34 between the contacting ends 22 of the current conductor sections 20.
  • the forward movement of the holding element 16 is limited by the boundary wall 36 of the cavity 14 running transversely to the direction of movement (32), against which the front end of the holding element 16 abuts in the direction of movement. This situation is shown in FIGS. 3 and 4.
  • the driving in of the bridging element 26 into the intermediate space 34 with the creation of an interference fit between the bridging element 26 and the contacting ends 22 of the current conductor sections 20 ensures a bounce-free and reliable electrical bridging of the two current conductor sections 20.
  • the frictional connection between the bridging element 26 and the current conductor sections 20 guarantees a negligible transition resistance.
  • Copper in particular, is a suitable material for the bridging element, which is a comparatively soft, electrically highly conductive material.
  • Figs. 5 and 6 show another exemplary embodiment of a pyrotechnic switching element 40 for load circuits in the switch-on and switch-off positions.
  • this pyrotechnic switching element 40 the function of a safety shutdown of another circuit is also realized when the load circuit is switched on.
  • the pyrotechnic switching element 40 has a housing 42 made of, in particular, electrically insulating material.
  • a cavity 44 is formed in the housing 42, through which two current conductors 46, 48 extend in different planes. While the first current conductor 46 is continuous, the second current conductor 48 has two current conductor sections 49, the mutually opposite contacting ends 50 of which extend into the cavity 44.
  • the punching tool 52 has, in particular, the shape of a piston, preferably made of plastic.
  • the central part 54 which can be separated from the first current conductor 46, is delimited in the longitudinal extent of the first current conductor 46 by two groove-like depressions 60.
  • the two depressions 60 are introduced in the outer side 62 of the first current conductor 46 facing the second current conductor 48.
  • the first current conductor 46 has a substantially smaller cross-sectional area than in its remaining area. This reduction in cross-section is dimensioned such that there are no significant voltage drops in the current conductor 46, that is to say the depressions 60 do not have an electrical disadvantage on the circuit connected to the first current conductor 46.
  • the depressions 60 are introduced into the first current conductor 46 transversely to the longitudinal extent thereof and extend over the entire width of the current conductor 46.
  • the depressions 60 form two separating sections 64 in which the central part 54 emerges from the first current conductor 46 when acted on by the punching tool 52 ⁇ can be separated.
  • the two flanks 66 adjoining the central part 54 run obliquely, being inclined towards one another.
  • the central part 54 is given a wedge shape which is dimensioned such that the central part 54, at its front end facing the second current conductor 48, has an extension — viewed in the longitudinal direction of the second current conductor 48 — that is equal to the distance between the contacting ends 50 Current conductor sections 49 of the second current conductor 48.
  • the mode of operation of the pyrotechnic switching element 40 will be briefly discussed below.
  • the pyrotechnic charge 56 is ignited.
  • the combustion gases released thereby give the punching tool 52 a force to move through the cavity 44 in the direction of the arrow 68.
  • the punching tool 52 acts on the central part 54 of the first current conductor 46 and separates it at the separating sections 64 from the first current conductor 46.
  • this transports the central part 54 in the direction of the second current conductor 48 in order to drive the central part 54 into the intermediate space 70 between the contacting ends 50 of the current conductor sections 49 of the second current conductor 48.
  • the central part 54 Because of the wedge-shaped design of the central part 54, it is pressed with the current conductor sections 49, so to speak. As a result, there is no significant contact resistance between the central part 54 and the current conductor sections 49.
  • the central part 54 therefore takes on the function of a bridging element. 72 for electrically bridging the two current conductor sections 49 of the first current conductor 46.
  • a further exemplary embodiment of a pyrotechnic switching element 80 with a cut-off protection function for a first circuit and switch-on function for a second circuit is to be described.
  • the switching element 80 has a housing 82 made of, in particular, electrically non-conductive material, in which a cavity 84 is formed.
  • the electrical current conductor 86 extends through the cavity 84 and is made on both sides of the Housing 82 is led out.
  • the circuit to be protected can be connected to the led out ends of the current conductor 86.
  • a pyrotechnically operable separating device 88 which has a plastic piston 90.
  • the plastic piston 90 carries on its end facing the current conductor 86 a separating element 92 in the form of a plastic sword, which is preferably connected in one piece to the plastic piston 90.
  • On the front side of the plastic piston 90 facing away from the separating element 92 there is a pyrotechnic charge 94 in the housing 82 with an ignition element (not shown) which can be ignited electrically via electrical feed lines 96.
  • the front end of the separating element 92 is immersed in a depression 98 in the current conductor 86.
  • This depression 98 which in the case of the exemplary embodiment is a groove with a rectangular cross section and extends over the entire width of the current conductor 86, represents the separating section 100 of the current conductor 86, in the area of which the current conductor 86 by means of the separator device 18 can be severed.
  • the depression 98 is introduced into that part 102 of the outer surface of the current conductor 86 which faces the separating device 88.
  • the separating element 92 is advanced through the separating section 100 of the current conductor 86 into the receiving space 104.
  • this receiving space 104 also serves to receive that part 106 of the current conductor 86, within its separating section 100, which is separated by the separating element 92.
  • the separating element 92 thus stamps the part 106 out of the separating section 100 of the current conductor 86.
  • This separated web part 106 is pressed by the punching element 102 against the ends 108 of two contact pins 110 projecting into the cavity 84 and held in this position.
  • the web part 106 thus represents the bridging element 114 for bridging the contact pins 110.
  • FIG. 11 shows a longitudinal section through the pyrotechnic switching element 120 when the ignition element is not yet activated, ie in the state in which the first of the two circuits having a common (central) connection is closed.
  • FIG. 12 shows the situation in the case in which the pyrotechnic charge has ignited and the second circuit is closed.
  • the pyrotechnic switching element 120 has a housing 122 made of an electrically non-conductive material, into which a blind hole 124 is made.
  • the blind hole 124 is closed on its open end face by a closure piece 126.
  • the closure piece 126 can, for example, be glued in, clamped in or welded in.
  • a pyrotechnic charge 128 or an electronic ignition element with feed lines 129 In the closure piece 126 there is a pyrotechnic charge 128 or an electronic ignition element with feed lines 129. When ignited, the charge 128 generates a compressed gas in the blind hole 124 which is used to move a push element 130 made of electrically non-conductive material and designed as a bolt .
  • three current conductor sections are embedded in the housing 122 and are arranged in the axial extension of the blind hole 124 one after the other overlapping ends.
  • the first current conductor section 132 which is closest to the pyrotechnic charge 128, has an end 134 in the housing 122, which is provided with a through hole 136 which is aligned with the blind hole 124 of the housing 122 and has the same diameter as the blind hole 124.
  • the impact element 130 is located between the end 134 of the first current conductor section 132 and the pyrotechnic charge 128.
  • the second current conductor section 138 is arranged adjacent to the first current conductor section 132 and has a bore 142 in its end 140 immersed in the housing 122, which is aligned with the bore 136 of the first current conductor section 132 and thus with the blind bore 124.
  • the third conductor section 144 is arranged on the side of the second conductor section 138 facing away from the first conductor section 132 and has an end 146 in the housing 122 with a through hole 148 which is aligned with the two through holes 136 and 142 of the first and second conductor sections 132, 138 and is equal to the blind bore 124 in diameter.
  • the third current conductor section 144 is arranged at the level of the inner end of the blind hole 124. Concentric to the blind hole 124 and in extension to this extends through the housing 122 through a ventilation channel 150 which is led out of the housing 122 and is closed in this area by a plug 152.
  • a bridging element 154 which is designed as a cylinder bolt and made of electrically conductive material, is located between the first and second current conductor sections 132, 138, which is immersed in the through bores 136, 142 of the first and second current conductor sections 132, 138 and with the surfaces of these two facing away from one another Current conductor sections ends flush.
  • the above- bridging element 154 thus ensures the electrical connection of the first conductor section 132 to the second conductor section 138.
  • the overpressure which arises in the region of the blind hole 124 below the bridging element 154 can escape via the relief bore 150.
  • the sealing plug 152 is ejected or destroyed, as a result of which an indicator or display function is implemented which indicates that the pyrotechnic switching element 120 has triggered.
  • the ejection element 120 is located after the ignition between the first conductor section 132 and the second conductor section 138, but without being immersed in the through hole 142 of the second conductor section 138. Rather, in this through-bore 142 there is the end of the bridging element 154 on the face side, which in the starting position according to FIG. 11 was immersed in the through-bore 136 of the first current conductor section 132.
  • a pyrotechnically operated changeover switch is thus created by means of an electrically conductive bridging element which is clamped between current conductor sections and which performs a changeover function which is triggered pyrotechnically at ultra-fast response times.
  • FIGS. 1 and 2 described features of the venting or relief bore 50 with sealing plugs 52 can of course also be used in the switching elements of the other exemplary embodiments according to FIGS. Realize 1 to 10.

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Abstract

Das pyrotechnische Schaltelement für elektrische Stromkreise ist mit mindestens einem Stromleiter (18) versehen, der zwei durch einen Zwischenraum (34) voneinander getrennt angeordnete Stromleiterabschnitte (20) aufweist. Ferner ist das pyrotechnische Schaltelement mit mindestens einem infolge der Zündung einer pyrotechnischen Ladung (28) bewegbaren Überbrückungselement (26) versehen, das in einer Ausgangsposition vor Zündung der pyrotechnischen Ladung (28) von zumindest einem der beiden Stromleiterabschnitte (20) getrennt angeordnet ist und in einer Überbrückungsposition nach Zündung der pyrotechnischen Ladung (28) in elektrischem Kontakt mit beiden Stromleiterabschnitten (20) steht.

Description

Pyrotechnisches Schaltelement für elektrische Stromkreise
Die Erfindung betrifft ein pyrotechnisches Schaltelement für elektrische Stromkreise, mit dem sich ein elektrischer Stromkreis durch Zündung einer pyrotechnischen La¬ dung (einmalig) einschalten läßt oder durch Zündung einer (einzigen) pyrotechni¬ schen Ladung ein erster elektrischer Stromkreis ausschalten und unmittelbar danach ein zweiter elektrischer Stromkreis einschalten läßt oder infolge der Zündung einer pyrotechnischen Ladung ein elektrischer Stromkreis umpolen läßt.
Pyrotechnisch betriebene Sicherungselemente für elektrische Stromkreise sind bei¬ spielsweise aus DE 42 11 079 A1 und DE 44 22 177 A1 bekannt. In beiden Fällen wird ein elektrischer Stromkreis durch ein Trennelement unterbrochen, wenn bei De¬ tektion eines im abzusichernden Stromkreis fließenden Überstromes, dessen Strom¬ stärke größer ist als ein vorgegebener Schwellwert, eine pyrotechnische Ladung ge¬ zündet wird. Die dabei freiwerdenden Verbrennungsgase werden dazu benutzt, das Trennelement durch den Stromleiter hindurch zu treiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pyrotechnisches Schaltelement für elektrische Stromkreise zu schaffen, mit dem sich elektrische Stromkreis infolge der Zündung einer pyrotechnischen Ladung einschalten lassen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein pyrotechnisches Schaltelement für elektrische Stromkreise vorgeschlagen, das versehen ist mit
- mindestens einem Stromleiter, der zwei durch einen Zwischenraum voneinander getrennt angeordnete Stromleiterabschnitte aufweist, und
- mindestens einem infolge der Zündung einer pyrotechnischen Ladung bewegbaren Überbrückungselement, das in einer Ausgangsposition vor Zündung der pyrotech¬ nischen Ladung von zumindest einem der beiden Stromleiterabschnitte getrennt angeordnet ist und in einer Überbrückungsposition nach Zündung der pyrotechni¬ schen Ladung in elektrischem Kontakt mit beiden Stromleiterabschnitten steht.
Bei dem pyrotechnischen Schaltelement wird ein elektrisch leitendes Überbrückungse¬ lement durch Zündung einer pyrotechnischen Ladung in Richtung auf die beiden voneinander beabstandeten Enden zweier Stromleiterabschnitte bewegt und mit die¬ sen in elektrischen Kontakt gebracht. In der Ausgangsposition des pyrotechnischen Schaltelements vor Zündung der pyrotechnischen Ladung ist das Überbrückungsele¬ ment zumindest von einem der beiden Stromleiterabschnitte getrennt angeordnet. In der Überbrückungsposition nach Zündung der pyrotechnischen Ladung steht das Überbrückungselement in elektrisch leitendem Kontakt mit beiden Stromleiterabschnit¬ ten. Für die nachfolgende Beschreibung gilt, daß die beiden Stromleiterabschnitte, die über das Überbrückungselement miteinander elektrisch verbunden werden, als Teile eines Stromleiters aufgefaßt werden.
Mit Hilfe des pyrotechnischen Schaltelements lassen sich mehrere Stromleiter bzw. mehrere Paare von Stromleiterabschnitten gleichzeitig bzw. zeitlich versetzt überbrük- ken. Jedem Stromleiter ist dann ein Überbrückungselement zugeordnet. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Überbrückungse¬ lement in der Überbrückungsposition in den Zwischenraum zwischen den beiden Stromleiterabschnitten insbesondere durch Verkeilung eingepreßt ist. Durch die Ver¬ keilung bzw. allgemeiner ausgedrückt durch die Preßpassung von Überbrückungse¬ lement und Stromleiter in der Überbrückungsposition wird ein elektrischer Kontakt zwischen dem Überbrückungselement und den Stromleiterabschnitten geschaffen, der keinen nennenswerten Übergangswiderstand aufweist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Stromleiter an elektrischen Lastkreisen für hohe Stromstärken angeschlossen ist.
Die Preßpassung von Überbrückungselement und Stromleiter kann auf die unter¬ schiedlichsten Arten und Weisen realisiert werden. Beispielsweise ist es denkbar, daß das Überbrückungselement Keilflächen aufweist, die in Anlage mit den Stromleiterab¬ schnitten gelangen, wenn das Überbrückungselement zwischen diese "eingeschossen" wird. Derartige Keilflächen könnten aber auch beispielsweise an den Stirnseiten der Stromleiterabschnitte ausgebildet sein, wobei das Überbrückungsele¬ ment dann über rechtwinklige Anlageflächen zur Anlage an den Keilflächen der Stromleiterabschnitte verfügen könnte. Schließlich ist es auch denkbar, das Über¬ brückungselement in Form einer Kugel oder als Bolzen auszubilden, deren runde Umfangsflächen in Anlage mit den Stromleiterabschnitten bzw. deren Stirnflächen gelangen, wenn das Überbrückungselement in den Zwischenraum zwischen den bei¬ den Stromleiterabschnitten eingeschossen ist.
Nach der Erfindung ist es möglich, das Überbrückungselement beweglich in einem Aufnahmeraum eines Gehäuses anzuordnen, wobei die bei Zündung der pyrotechni¬ schen Ladung freiwerdenden Verbreπnungsgase in diesen Aufnahmeraum eindringen, um das Überbrückungselement nach Art des Kolbens einer pneumatischen oder hy¬ draulischen Kolbenzylindereinheit vorzubewegen. Es ist aber auch denkbar, daß das Überbrückungselement von einem Halteelement gehalten ist, das wiederum pyro- technisch antreibbar ist und in einem Aufnahmeraum eines Gehäuses beweglich ge¬ führt ist. In beiden Fällen gilt, daß auch die beiden Stromleiterabschnitte in den Auf¬ nahmeraum des Gehäuses hineinragen.
Sofern ein Halteelement für das Überbrückungselement vorgesehen ist, ist es von Vorteil, wenn dieses Halteelement eine Durchbrechung zur Aufnahme des Überbrük- kungselements aufweist, wobei das Überbrückungselement in Richtung der Erstrek- kung der beiden Stromleiterabschnitte seitlich über das Halteelement übersteht. Mit anderen Worten liegt das Überbrückungselement an den beiden den Stirnflächen der Stromleiterabschnitte gegenüberliegenden Seiten des Halteelements frei, um in me¬ chanischen und elektrischen Kontakt mit den Stromleiterabschnitten zu gelangen, wenn sich das pyrotechnische Schaltelement in seiner Überbrückungsposition befin¬ det.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Überbrückungselement mittels einer pyrotechnisch angetriebenen Trennvorrichtung aus einem Trägerelement herausgetrennt wird und daß das auf diese Weise heraus- getrennte Teil des Trägerelements (Überbrückungselement) zur Kontaktierung der beiden Stromleiterabschnitte verwendet wird. Hierbei wird die pyrotechnische Ladung also sowohl zum Heraustrennen des Uberbrückungselements aus dem Trägerelement sowie zum Einschießen des Uberbrückungselements in den Zwischenraum zwischen die beiden Stromleiterabschnitte bzw. zum Kontaktieren des Uberbrückungselements mit den beiden Stromleiterabschnitten genutzt. Das Trägerelement kann auf einfache Weise in einem Gehäuse fixiert werden, wobei es sich durch einen Aufnahmeraum innerhalb des Gehäuses erstreckt, in dem sich auch die Treπnvorrichtung befindet. Die Trennvorrichtung ist dabei auf der den Stromleiterabschnitten abgewandten Seite des Trägerelements angeordnet. Bei seiner Bewegung infolge der Zündung der pyro¬ technischen Ladung trifft die Trennvorrichtung demzufolge zunächst auf das Träger¬ element, um aus dessen Trennabschnitt einen Teil herauszutrennen (Überbrückungselement genannt), welcher im weiteren Verlauf der Vorbewegung der Trennvorrichtung von dieser gegen die Stromleiterabschnitte bewegt wird.
Zweckmäßigerweise ist das Trägerelement einteilig ausgebildet, wobei sein Trennab¬ schnitt eine Ausdehnung aufweist, die größer ist als der Abstand der beiden Stromlei¬ terabschnitte, und eine Querschnittsfläche aufweist, die kleiner ist als im Bereich des Trägerelements außerhalb des mindestens einen Trennabschπitts. Bei dieser Ausge¬ staltung der Erfindung ist das Überbrückungselement als Sollbruchstelle des Träger¬ elements ausgebildet, was insofern von Vorteil ist, als dann die Kräfte zum Heraus¬ trennen des Uberbrückungselements aus dem Trägerelement verringert sind. Das wiederum ist in Bezug auf die Dimensionierung des pyrotechnischen Schaltelements und insbesondere der pyrotechnischen Ladung von Vorteil.
Die Trennvorrichtung ist vorzugsweise mit einem Ausstanzwerkzeug zum Heraustren¬ nen des Uberbrückungselements aus dem Trennabschnitt des Trägerelements verse¬ hen. Das Trägerelement hat also sozusagen die Funktion einer Matritze zum Heraus¬ stanzen des Uberbrückungselements, das allerdings vor dem Heraustrennen Teil des Trägerelements ist.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der mindestens eine Trennabschnitt des Trägerelements als eine in dessen Außenfläche eingebrach¬ te Vertiefung ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise befindet sich diese Vertiefung in dem dem Ausstanzelement zugewandten Seitenabschnitt der Außenfläche des Trä¬ gerelements. Bei dieser Ausgestaltung können dann die Flanken der Vertiefung als Führung für das Stanzwerkzeug dienen, das sich dann zweckmäßigerweise in seiner Ausgangsposition, aus der es heraus infolge der Zündung der pyrotechnischen La¬ dung zum Heraustrennen des Uberbrückungselements aus dem Trägerteil bewegbar ist, bereits in die Vertiefung eingetaucht ist.
Das erfindungsgemäße pyrotechnische Schaltelement kann mit Vorteil sowohl zum Sicherheitsabschalten eines ersten Stromkreises als auch zum Einschalten eines zweiten Stromkreises verwendet werden, wenn das Trägerelement als Stromleiter ausgebildet ist. Dann nämlich dient der Stromleiter einerseits zur Bereitstellung des Uberbrückungselements zum Einschalten des an den Stromleiterabschnitten ange¬ schlossenen zweiten Stromkreises und andererseits zur Abschaltung des an dem Stromleiter angeschlossenen ersten Stromkreises. Kommt dem pyrotechnischen Schaltelement diese Doppelfunktion zu, so erfolgt die Zündung der pyrotechnischen Ladung in Abhängigkeit davon, ob der in dem ersten Stromkreis fließende Strom, der an den das Überbrückungselement zur Verfügung stellenden Stromleiter angeschlos¬ sen ist, größer ist als ein vorgebbarer Schwellwert. Das herausgetrennte Überbrük- kungselement, das in elektrischen Kontakt mit den Stromleiterabschnitten gebracht wird und damit zum Einschalten des mit diesen verbundenen Stromkreises dient, kann dann für eine (zusätzliche) Signaleinschaltung verwendet werden. Das pyrotechnische Schaltelement gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung weist also die Funktion ei¬ ner Abschaltsicherung mit zusätzlicher Signaleinschaltung auf.
Sofern das Trägerelement als Stromleiter eingesetzt wird und sein mindestens einer Trennabschnitt durch Querschnittsverringerung ausgebildet ist, sollte darauf geachtet werden, daß diese Querschnittsflächenreduktion zu keinem nennenswerten Span¬ nungsabfall, d.h. zu keiner nennenswerten Widerstandserhöhung im Stromleiter führt. Vorteilhaft insoweit ist es, wenn die Querschnittsfläche des Stromleiters im Trennab¬ schnitt weniger als 50 %, vorzugsweise weniger als 30 %, höchst vorzugsweise zwi¬ schen 5 % bis 15 % und insbesondere 10 % der Querschnittsfläche des Stromleiters außerhalb des Trennabschnitts beträgt.
Die Ausbildungen des als Stromleiter dienenden Trägerelements mit einem durch Querschnittsverringerung ausgebildeten Trennabschnitt lassen sich wie folgt zusam¬ menfassen:
- Der mindestens eine Stromleiter ist einteilig ausgeführt, wodurch elektrische Kon¬ taktzonen, die infolge von Temperatur, Fertigungstoleranzen, Feuchtigkeit oder Korrosion sich bezüglich ihres Übergangswiderstandes verändern können, vermie¬ den sind.
- Die Herstellungskosten sind im Vergleich zu den bekannten pyrotechnischen Si¬ cherungselementen wesentlich reduziert.
- Wegen der geringeren Trennkräfte kann die bewegte Masse reduziert werden, was geringere Materialstärken und die Verwendung kostengünstiger Kunststoffmateria- lien ermöglicht.
- Die Baugröße des pyrotechnischen Sicherungselements ist relativ gering.
- Das pyrotechnische Sicherungselement weist lediglich wenige Einzelteile auf.
- Die pyrotechnische Ladung braucht lediglich gering ausgelegt zu sein.
- Es entstehen weniger Verlustleistungen.
- Es ist kaum Geräuschentwicklung zu verzeichnen. Anstelle eines Trennabschnitts kann das als Stromleiter dienende Trägerelement für das Überbrückungselement auch zwei Trennabschnitte aufweisen. Diese Trennab¬ schnitte weisen einen größeren Abstand voneinander auf als der Abstand der beiden über das Überbrückungselement miteinander zu verbindenden Stromleiterabschnitte. Ansonsten können die Trennabschnitte so wie oben beschrieben ausgebildet sein. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung wird der Mittelteil zwischen den beiden Trennabschnitten aus dem Trägerelement/Stromleiter herausgetrennt, um als Über¬ brückungselement für die beiden Stromleiterabschnitte des anderen Stromleiters zu dienen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die beiden Trennabschnitte als in der den Stromleiterabschnitten zugewandten Außenfläche des Trägerelements einge¬ brachte Vertiefungen ausgebildet. Hierbei ist es ferner von Vorteil, wenn die beiden beidseitig des Mittenteils des Trägerelements angeordneten Flanken der Vertiefungen als Keilflächen ausgebildet sind, so daß das Mittenteil in Seitenansicht betrachtet nach Art eines Trapezes ausgebildet ist. Diese Keilflächen können dann benutzt wer¬ den, um das herausgetrennte Mittenteil (Überbrückungselement) durch Verkeilung zwischen den Stirnseiten der Stromleiterabschnitte einzupressen, wenn sich das pyro¬ technische Schaltelement in seiner Überbrückungsposition befindet.
Alternativ zu der oben beschriebenen Ausbildung des erfindungsgemäßen Schaltele¬ ments mit das Überbrückungselement aufweisendem einteiligen Trägerelement ist vorgesehen, daß das Trägerelement mehrteilig ausgebildet ist und mindestens zwei Trägerelementabschnitte mit voneinander beabstandeten einander zugewandten En¬ den aufweist, zwischen denen das Überbrückungselement durch Reibung in mechani¬ schem und elektrischem Kontakt mit den Trägerelementabschnitten gehalten ange¬ ordnet ist, wobei das Überbrückungselement den Trennabschnitt des Trägerelements bildet.
Bei dieser Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Halterung des Uberbrückungsele¬ ments durch Reibschluß mit den einander zugewandten Enden der beiden Trägere¬ lementabschnitte. Zweckmäßigerweise überlappen sich diese beiden Trägerelemen¬ tabschnitte, wobei ihre Enden miteinander fluchtende Durchgangsbohrungen aufwei¬ sen, durch die hindurch sich das Überbrückungselement erstreckt. Das Überbrük- kungselement ist dabei vorzugsweise als insbesondere zylindrischer Bolzen ausgebil¬ det, dessen axiale Enden in den Durchgangsbohrungen der Trägerelementabschnitte aufgenommen sind. Als Reibschluß eignet sich insbesondere ein Preßsitz.
Wie bei einteiliger Ausbildung des Trägerelements mit integralem Überbrückungsele¬ ment wird auch bei mehrteiliger Ausbildung von Trägerelement und Überbrückungse¬ lement dieses mittels der Trennvorrichtung zwischen den Trägerelementen herausge¬ trennt und zwischen die beiden Stromleiterabschnitte getrieben, um diese elektrisch untereinander zu verbinden. Hierbei weist die Trennvorrichtung ein pyrotechnisch an¬ getriebenes Stoßelement auf, mittels dessen das Überbrückungselement aus der me¬ chanischen Verbindung mit den beiden Trägerelementabschnitten herausgetrennt und herausbewegt wird, um zwischen die beiden Stromleiterabschnitte getrieben zu wer¬ den. Auch bei mehrteiliger Ausbildung des Trägerelements und des Uberbrückungsele¬ ments kann das Trägerelement vorteilhafterweise als elektrischer Sicherheitsabschalt- Stromleiter ausgebildet sein, aus dem bei Überschreiten einer Schwellstromstärke mittels der Trennvorrichtung das mit Reibschluß gehaltene Überbrückungselement heraustrennbar ist. Auch bei klemmender Halterung des Uberbrückungselements am Trägerelement bzw. zwischen dessen beide Abschnitte kann also das pyrotechnische Schaltelement bei Zündung der pyrotechnischen Ladung zur Ausschaltung eines er¬ sten Stromkreises und zur Einschaltung eines zweiten Stromkreises verwendet wer¬ den.
Zweckmäßigerweise besteht das Stoßelement aus einem elektrisch nicht leitenden Material. Handelt es sich nämlich bei den beiden Trägerelementabschnitten um die Abschnitte eines Stromleiters, der im Falle der Auslösung der pyrotechnischen La¬ dung unterbrochen werden soll, so sollte zuverlässig verhindert werden, daß nach dem Heraustrennen des Uberbrückungselements das dessen Platz zwischen den Trennelementabschnitten einnehmende Stoßelement nicht zu einer elektrischen Ver¬ bindung der beiden Trennelementabschnitte führt.
Ein pyrotechnisches Schaltelement mit einem zwischen zwei Trägerelementabschnit¬ ten gehaltenen Überbrückungselement läßt sich in einfacher Weise zur Realisierung eines Wechselschalters einsetzen. Hierzu bedarf es dreier Stromleiterabschnitte, die, in Bewegungsrichtung des Uberbrückungselements betrachtet, hintereinanderliegen- de einander überlappende Enden aufweisen. Diese drei Stromleiterenden weisen zu¬ sätzlich miteinander fluchtende Bohrungen auf. In der Ausgangsposition befindet sich das Überbrückungselement zwischen dem in Bewegungsrichtung des Uberbrückung¬ selements betrachtet ersten Stromleiter und dem zweiten, d.h. mittleren Stromleiter. Diese beiden Stromleiter bilden die Trägerelementabschnitte zum Halten des Uber¬ brückungselements. In dieser Ausgangsposition des Uberbrückungselements kann über den ersten und den mittleren Stromleiter ein elektrischer Strom fließen. Bei Aus¬ lösung der pyrotechnischen Ladung wird das Überbrückungselement durch das an ihm anliegende Stoßelement außer Eingriff mit dem ersten Stromleiter gebracht, um den mittleren Stromleiter in Verbindung mit dem in Bewegungsrichtung des Überbrük- kungselements betrachtet letzten Stromleiter zu bringen. Nun sind der mittlere Strom¬ leiter und der letzte Stromleiter mechanisch und damit elektrisch verbunden, wodurch die Wechselschaltfunktion realisiert ist. Während seiner Bewegung sollte das Über¬ brückungselement zwischen den Stromleitern geführt sein, um stets in die miteinander fluchtenden Bohrungen der Enden der Stromleiterabschnitte einzutauchen. Zweck¬ mäßigerweise wird diese Führung dadurch erreicht, daß die Enden der Stromleiterab¬ schnitte in ein Gehäuse aus nicht leitendem Material eingebettet sind, das einen mit den Bohrungen der Enden der Stromleiterabschnitte fluchtenden und im Durchmesser bzw. Querschnitt übereinstimmenden Hohlraum aufweist, in dem das Überbrückungse¬ lement angeordnet ist. Die Innenwände der Bohrungen der Enden der Stromleiterab¬ schnitte bilden also Abschnitte der Innenwand des Hohlraums.
Nachfolgend werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigen: Fign. 1 bis 4 Schnittansichten eines pyrotechnischen Schaltelements zum Einschalten eines elektrischen Stromkreises, wobei die Fign. 1 und 2 den Ausgangszustand des pyro¬ technischen Schaltelements bei ausgeschaltetem Stromkreis und die Fign. 3 und 4 den Überbrückungszustand des pyrotechnischen Schaltelements zum Einschalten des Stromkreises zeigen,
Fign. 5 und 6 Schnittansichten eines pyrotechnischen Schaltelements mit Abschaltsicherung für einen ersten Stromkreis und Einschaltfunktion für einen zweiten Stromkreis, wobei Fig. 5 die Situation bei eingeschaltetem ersten Stromkreis und ausgeschaltetem zweiten Stromkreis und Fig. 6 die Situation bei ausgeschaltetem ersten Stromkreis und eingeschalteten zweiten Stromkreis zeigt,
Fign. 7 bis 10 Schnittansichten einer Variante eines pyrotechnischen Schaltelements mit Ab- schaltsicherungsfunktion für einen ersten Stromkreis und Signaleinschaltfunktion für einen zweiten Stromkreis, wobei die Fign. 7 und 8 die Situation bei eingeschal¬ tetem ersten Stromkreis und nicht aktivierter Signaleinschaltung und die Fign. 9 und 10 die Situation bei ausgeschaltetem ersten Stromkreis und Signaleinschaltung zeigen, und
Fign. 11 und 12
Schnittansichten einer weiteren Variante eines pyrotechnischen Schaltelements mit Wechselschaltfunktion, wobei die Fig. 11 die Situation bei eingeschaltetem ersten Stromkreis und nicht aktivierter pyrotechnischer Ladung und Fig. 12 die Situation bei ausgeschaltetem ersten Stromkreis und eingeschaltetem zweiten Stromkreis sowie aktivierter pyrotechnischer Ladung zeigt.
In den Fign. 1 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines pyrotechnischen Schalte¬ lements 10 dargestellt. Dabei zeigen die Fign. 2 und 4 Schnittansichten gemäß den Pfeilen ll-ll bzw. IV-IV der Fig. 1 bzw. Fig. 3. Das pyrotechnische Schaltelement 10 ist in den Fign. 1 und 2 in seinem Ausschaltzustand und in den Fign. 3 und 4 in seinem Einschaltzustand dargestellt.
Gemäß den Figuren weist das pyrotechnische Schaltelement 10 ein Gehäuse 12 aus einem insbesondere elektrisch isolierenden Material auf, in dem ein 14 als Aufnahme¬ raum für ein Halteelement 16 ausgebildet ist. Durch den Aufnahmeraum 14 hindurch erstreckt sich ein Stromleiter 18, der zwei Stromleiterabschnitte 20 aufweist, die mit¬ einander fluchtend und im Abstand voneinander angeordnet sind. Beide Stromleiter¬ abschnitte 20 erstrecken sich mit ihren einander zugewandten Kontaktierungsenden 22 bis in den Hohlraum 14 hinein.
Das Halteelement weist eine sich in Richtung des Verlaufs des Stromleiters 18 er¬ streckende durchgehende Durchbrechung auf, in der ein Überbrückungselement 26 aus elektrisch leitendem Material untergebracht ist. Das Überbrückungselement 26 steht, wie insbesondere in Fig. 1 zu erkennen ist, an beiden Enden der Durchbre¬ chung 24 über das Halteelement 16 über und überragt insbesondere in der Projektion von oben betrachtet in seinen überstehenden Endabschnitten die einander zugewand¬ ten Kontaktierungsenden 22 der Stromleiterabschnitte 20. Wie sich aus den Fign. 1 bis 4 ergibt, weist das Überbrückungselement 26 die Form eines Rundbolzens auf, dessen Längsachse quer zur Längserstreckung des Stromleiters 18 verläuft. Die zy¬ lindrische Mantelfläche des rundbolzenartigen Uberbrückungselements 26 steht damit also über das Halteelement 16 seitlich über.
In dem Gehäuse 12 befindet sich ferner eine pyrotechnische Ladung 28 mit einem (nicht dargestellten) elektrischen Anzündelement und elektrischen Zuführleitungen 30. Infolge der Zündung der pyrotechnischen Ladung 28 kommt es zu einer Bewegung des Halteelements 16 in Richtung des Pfeils 32, wodurch das Überbrückungselement 26 in Richtung auf die Kontaktierungsenden 22 der Stromleiterabschnitte 20 bewegt wird. Die bei der Zündung der pyrotechnischen Ladung 28 entstehenden Verbren¬ nungsgase verleihen dem Halteelement 16 eine derart hohe kinetische Energie, daß das von dem Halteelement 16 gehaltene Überbrückungselement 26 in den Zwischen¬ raum 34 zwischen den Kontaktierungsenden 22 der Stromleiterabschnitte 20 hinein¬ gepreßt wird. Die Vorbewegung des Halteelements 16 wird durch die quer zur Bewe¬ gungsrichtung (32) verlaufende Begrenzungswand 36 des Hohlraums 14 begrenzt, gegen die das in Bewegungsrichtung vordere Ende des Halteelements 16 anstößt. Diese Situation ist in den Fign. 3 und 4 gezeigt. Das Eintreiben des Uberbrückungse¬ lements 26 in den Zwischenraum 34 unter Erzeugung einer Preßpassung zwischen dem Überbrückungselement 26 und den Kontaktierungsenden 22 der Stromleiterab¬ schnitte 20 sorgt für eine prellfreie und zuverlässige elektrische Überbrückung der beiden Stromleiterabschnitte 20. Der Reibschluß zwischen Überbrückungselement 26 und den Stromleiterabschnitten 20 garantiert einen vernachlässigbaren Übergangswi¬ derstand.
Als Material für das Überbrückungselement kommt insbesondere Kupfer in Frage, bei dem es sich um ein vergleichsweise weiches elektrisch gut leitendes Material handelt.
In den Fign. 5 und 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel für ein pyrotechnisches Schaltelement 40 für Laststromkreise in der Einschalt- und in der Ausschaltposition gezeigt. Zusätzlich wird bei diesem pyrotechnischen Schaltelement 40 auch noch die Funktion einer Sicherheitsabschaltung eines anderen Stromkreises bei Einschaltung des Laststromkreises realisiert.
Das pyrotechnische Schaltelement 40 weist ein Gehäuse 42 aus insbesondere elek¬ trisch isolierendem Material auf. In dem Gehäuse 42 ist ein Hohlraum 44 ausgebildet, durch den sich hindurch zwei Stromleiter 46,48 in unterschiedlichen Ebenen erstrek- ken. Während der erste Stromleiter 46 durchgehend ausgebildet ist, weist der zweite Stromleiter 48 zwei Stromleiterabschnitte 49 auf, deren einander gegenüberliegende Kontaktierungsenden 50 sich bis in den Hohlraum 44 hinein erstrecken. Auf der dem zweiten Stromleiter 48 abgewandten Seite des ersten Stromleiters 46 befindet sich eine Trennvorrichtung 51 mit einem Ausstanzelement 52 zum Ausstanzen eines Mit¬ tenabschnitts 54 aus dem ersten Stromleiter 46 in dessen den Hohlraum 44 über- spannenden Abschnitt. Das Ausstanzwerkzeug 52 weist insbesondere die Form eines Kolbens aus vorzugsweise Kunststoff auf. Auf der den beiden Stromleitern 46 und 48 abgewandten Seite des Ausstanzwerkzeuges 52 befindet sich eine pyrotechnische Ladung 56 mit (nicht dargestelltem) elektrischen Anzündelement und elektrischen Zuführleitungen 58.
Wie man anhand von Fig. 5 erkennen kann, ist das aus dem ersten Stromleiter 46 heraustrennbare Mittenteil 54 in Längserstreckung des ersten Stromleiters 46 betrach¬ tet durch zwei nutenartigen Vertiefungen 60 begrenzt. Die beiden Vertiefungen 60 sind in der dem zweiten Stromleiter 48 zugewandten Außenseite 62 des ersten Stromleiters 46 eingebracht. Im Bereich der beiden Vertiefungen 60 weist der erste Stromleiter 46 eine wesentlich geringere Querschnittsfläche auf als in seinem übrigen Bereich. Diese Querschnittsverringerung ist derart bemessen, daß es im Stromleiter 46 zu keinerlei nennenswerten Spannungsabfällen kommt, die Vertiefungen 60 sich also elektrisch auf den an den ersten Stromleiter 46 angeschlossenen Stromkreis nachteilig nicht auswirken.
Die Vertiefungen 60 sind quer zur Längserstreckung des ersten Stromleiters 46 in diesen eingebracht und erstrecken sich über die gesamte Breite des Stromleiters 46. Die Vertiefungen 60 bilden zwei Trennabschnitte 64, in denen das Mittenteil 54 bei Einwirkung durch das Ausstanzwerkzeug 52 aus dem ersten Stromleiter 46 herausge¬ trennt werden kann.
Wie man anhand der Fig. 5 erkennen kann, verlaufen die beiden an den Mittenteil 54 angrenzenden Flanken 66 schräg, wobei sie gegeneinander geneigt sind. Dadurch wird dem Mittenteil 54 eine Keilform verliehen, die derart bemessen ist, daß das Mit¬ tenteil 54 an seinem dem zweiten Stromleiter 48 zugewandten vorderen Ende eine - in Längserstreckung des zweiten Stromleiters 48 betrachtet - Erstreckung aufweist, die gleich dem Abstand der Kontaktierungsenden 50 der Stromleiterabschnitte 49 des zweiten Stromleiters 48 ist.
Nachfolgend soll kurz auf die Funktionsweise des pyrotechnischen Schaltelements 40 eingegangen werden. Bei Detektion eines Überstroms in dem an den ersten Stromlei¬ ter 46 angeschlossenen Stromkreis kommt es zur Zündung der pyrotechnischen La¬ dung 56. Die dabei freiwerdenden Verbrennungsgase verleihen dem Ausstanzwerk¬ zeug 52 eine Kraft zur Bewegung durch den Hohlraum 44 in Richtung des Pfeils 68. Infolge dieser Vorbewegung wirkt das Ausstanzwerkzeug 52 auf das Mittenteil 54 des ersten Stromleiters 46 ein und trennt dieses an den Trennabschnitten 64 aus dem er¬ sten Stromleiter 46 heraus. Im weiteren Verlauf der Vorwärtsbewegung des Aus¬ stanzwerkzeuges 56 transportiert dieses das Mittenteil 54 in Richtung auf den zweiten Stromleiter 48, um das Mittenteil 54 in den Zwischenraum 70 zwischen den Kontaktie¬ rungsenden 50 der Stromleiterabschnitte 49 des zweiten Stromleiters 48 zu treiben. Wegen der keilförmigen Ausbildung des Mittenteils 54 wird dieses mit dem Stromlei¬ terabschnitten 49 sozusagen verpreßt. Dadurch kommt es zu einem nicht nennens¬ werten Übergangswiderstand zwischen Mittenteil 54 und den Stromleiterabschnitten 49. Das Mitteπteil 54 übernimmt demzufolge die Funktion eines Überbrückungsele- ments 72 zum elektrischen Überbrücken der beiden Stromleiterabschnitte 49 des er¬ sten Stromleiters 46.
Anhand der Fign. 7 bis 10 soll ein weiteres Ausfύhrungsbeispiel eines pyrotechni¬ schen Schaltelements 80 mit Abschaltsicherungsfunktion für einen ersten Stromkreis und Einschaltfunktion für einen zweiten Stromkreis beschrieben werden.
Wie sich aus den Figuren ergibt, weist das Schaltelement 80 ein Gehäuse 82 aus ins¬ besondere elektrisch nicht leitendem Material auf, in dem ein Hohlraum 84 ausgebil¬ det ist, Durch den Hohlraum 84 hindurch erstreckt sich der elektrische Stromleiter 86, der beidseitig aus dem Gehäuse 82 herausgeführt ist. An den herausgeführten Enden des Stromleiters 86 läßt sich der abzusichernde Stromkreis anschließen. In dem ins¬ besondere zylindrischen Hohlraum 84 befindet sich eine pyrotechnisch betreibbare Trennvorrichtung 88, die einen Kunststoffkolben 90 aufweist. Der Kunststoffkolben 90 trägt an seiner dem Stromleiter 86 zugewandten Stirnseite ein Trennelement 92 in Form eines Kunststoffschwertes, das vorzugsweise einstückig mit dem Kunststoffkol¬ ben 90 verbunden ist. Auf der dem Trennelement 92 abgewandten Stirnseite des Kunststoffkolbens 90 befindet sich in dem Gehäuse 82 eine pyrotechnische Ladung 94 mit einem (nicht dargestellten) Zündelement, das über elektrische Zuführleitungen 96 elektrisch gezündet werden kann.
Wie sich aus Fig. 7 ergibt, ist das Trennelement 92 mit seinem vorderen Ende in eine Vertiefung 98 des Stromleiters 86 eingetaucht. Diese Vertiefung 98, bei der es sich im Falle des Ausführungsbeispiels um eine im Querschnitt rechteckige Nut handelt, die sich über die gesamte Breite des Stromleiters 86 erstreckt, stellt den Trennabschnitt 100 des Stromleiters 86 dar, in dessen Bereich der Stromleiter 86 mittels der Trenn¬ vorrichtung 18 durchgetrennt werden kann. Die Vertiefung 98 ist in den der Trennvor¬ richtung 88 zugewandten Teil 102 der Außenfläche des Stromleiters 86 eingebracht. Auf der der Trennvorrichtung 88 abgewandten Seite des Stromleiters 86 befindet sich in Verlängerung des Trennelements 92 im Gehäuse 82 ein Aufnahmeraum 104.
Wie man anhand der Fign. 9 und 10 erkennen kann, ist das Trennelement 92 bei ausgelöstem Schaltelement 80 durch den Trennabschnitt 100 des Stromleiters 86 hindurch bis in den Aufnahmeraum 104 vorbewegt. Dieser Aufnahmeraum 104 dient darüber hinaus aber auch zur Aufnahme desjenigen Teils 106 des Stromleiters 86, innerhalb von dessen Trennabschnitt 100, der durch das Trennelement 92 herausge¬ trennt ist. In gewisser Weise stanzt das Trennelement 92 also aus dem Trennab¬ schnitt 100 des Stromleiters 86 den Teil 106 heraus. Dieses herausgetrennte Stegteil 106 wird von dem Ausstanzelement 102 gegen die in den Hohlraum 84 hineinragen¬ den Enden 108 zweier Kontaktstifte 110 gedrückt und in dieser Position gehalten. Da¬ durch kommt es zu einem prellfreien Kurzschließen der beiden Kontaktstifte 110 und zu einer Aufrechterhaltung dieses Kurzschlusses. Über den aus den Kontaktstiften 110 bestehenden Stromleiter 112 können dann kleinere Ströme fließen, die in dem an die Kontaktstifte 110 angeschlossenen Stromkreis bestimmte Funktionen hervorrufen. Das Stegteil 106 stellt hier also das Überbrückungselement 114 zum Überbrücken der Kontaktstifte 110 dar. Anhand der Fign. 11 und 12 wird nachfolgend auf eine weitere Variante eines pyro¬ technisch betriebenen Schaltelements für elektrische Stromkreise eingegangen, bei dem das pyrotechnische Schaltelement 120 die Funktion eines Wechselschalters übernimmt. Fig. 11 zeigt einen Längsschnitt durch das pyrotechnische Schaltelement 120 bei noch nicht aktiviertem Anzündelement, d. h. in dem Zustand, in dem der erste der beiden einen gemeinsamen (Mittel-)Anschluß aufweisenden Stromkreise ge¬ schlossen ist. Demgegenüber zeigt Fig. 12 die Situation in dem Fall, in dem die pyro¬ technische Ladung gezündet hat und der zweite Stromkreis geschlossen ist.
Gemäß Fig. 11 weist das pyrotechnische Schaltelement 120 ein Gehäuse 122 aus einem elektrisch nicht leitenden Material auf, in das eine Sacklochbohrung 124 einge¬ bracht ist. An ihrer offenen Stirnseite ist die Sacklochbohrung 124 mit einem Ver¬ schlußstück 126 verschlossen. Das Verschlußstück 126 kann beispielsweise einge¬ klebt, eingeklemmt oder eingeschweißt sein. In dem Verschlußstück 126 befindet sich eine pyrotechnische Ladung 128 bzw. ein elektronisches Anzündelement mit Zulei¬ tungen 129. Bei Zündung erzeugt die Ladung 128 in der Sacklochbohrung 124 ein Druckgas, das zur Bewegung eines als Bolzen ausgebildeten Stoßelements 130 aus elektrisch nicht leitendem Material ausgenutzt wird.
Gemäß Fig. 11 sind in das Gehäuse 122 drei Stromleiterabschnitte eingebettet, die in axialer Erstreckung der Sacklochbohrung 124 hintereinanderliegend miteinander überlappenden Enden angeordnet sind. Der zur pyrotechnischen Ladung 128 nächst¬ benachbarte erste Stromleiterabschnitt 132 weist ein im Gehäuse 122 liegendes Ende 134 auf, das mit einer Durchgangsbohrung 136 versehen ist, die mit der Sacklochboh¬ rung 124 des Gehäuses 122 fluchtet und im Durchmesser gleich der Sacklochbohrung 124 ist. Zwischen dem Ende 134 des ersten Stromleiterabschnitts 132 und der pyro¬ technischen Ladung 128 befindet sich das Stoßelement 130. Der zweite Stromleiter¬ abschnitt 138 ist dem ersten Stromleiterabschnitt 132 benachbart angeordnet und weist in seinem in das Gehäuse 122 eingetauchten Ende 140 eine Bohrung 142 auf, die mit der Bohrung 136 des ersten Stromleiterabschnitts 132 und damit mit der Sacklochbohrung 124 fluchtet. Der dritte Stromleiterabschnitt 144 ist auf der dem er¬ sten Stromleiterabschnitt 132 abgewandten Seite des zweiten Stromleiterabschnitts 138 angeordnet und weist ein im Gehäuse 122 befindliches Ende 146 mit einer Durchgangsbohrung 148 auf, die mit den beiden Durchgangsbohrungen 136 und 142 der ersten und zweiten Stromleiterabschnitte 132,138 fluchtet und im Durchmesser gleich der Sacklochbohrung 124 ist. Der dritte Stromleiterabschnitt 144 ist in Höhe des innenliegenden Endes der Sacklochbohrung 124 angeordnet. Konzentrisch zur Sacklochbohrung 124 und in Verlängerung zu dieser erstreckt sich durch das Gehäu¬ se 122 hindurch ein Entlüftungskanal 150, der aus dem Gehäuse 122 herausgeführt ist und in diesem Bereich durch einen Stopfen 152 verschlossen ist.
Gemäß Fig. 11 befindet sich zwischen dem ersten und dem zweiten Stromleiterab¬ schnitt 132,138 ein als Zylinderbolzen ausgebildetes Überbrückungselement 154 aus elektrisch leitendem Material, das in die Durchgangsbohrungen 136,142 der ersten und zweiten Stromleiterabschnitte 132,138 eingetaucht ist und mit den einander ab¬ gewandten Flächen dieser beiden Stromleiterabschnitte bündig abschließt. Das Über- brückungselement 154 gewährleistet also die elektrische Verbindung des ersten Stromleiterabschnitts 132 mit dem zweiten Stromleiterabschnitt 138.
Bei Zündung der pyrotechnischen Ladung 128 wird durch den Druck der entstehen¬ den Verbrennungsgase eine Kraft auf das Stoßelement 130 ausgeübt. Infolge davon bewegt das Stoßelement 130 das Überbrückungselement 154 aus der Durchgangs¬ bohrung 136 des ersten Stromleiterabschnitts 132 heraus. Das Stoßelement 130 be¬ wegt das Überbrückungselement 154 durch die Durchgangsöffnung 142 des zweiten Stromleiterabschnitts 138 hindurch, bis das zuvor in der Durchgangsöffπung 142 des zweiten Stromleiterabschnitts 138 befindliche Ende des Uberbrückungselements 154 in die Durchgangsbohrung 148 des dritten Stromleiterabschnitts 144 eingetaucht ist. Diese Situation ist in Fig. 12 dargestellt, so daß nun der zweite Stromleiterabschnitt 138 über das Überbrückungselement 154 mit dem dritten Stromleiterabschnitt 144 elektrisch verbunden ist. Über die Entlastungsbohrung 150 kann der Überdruck, der im Bereich der Sacklochbohrung 124 unterhalb des Uberbrückungselements 154 ent¬ steht, entweichen. Durch diesen Druckstoß in der Entlastungsbohrung 150 wird der Verschlußstopfen 152 ausgestoßen oder zerstört, wodurch eine Kennmelder- oder Anzeigefunktion realisiert ist, die anzeigt, daß das pyrotechnische Schaltelement 120 ausgelöst hat.
Wie in Fig. 12 dargestellt, befindet sich das Ausstoßelement 120 nach erfolgter Zün¬ dung zwischen dem ersten Stromleiterabschnitt 132 und dem zweiten Stromleiterab¬ schnitt 138, ohne jedoch in die Durchgangsbohrung 142 des zweiten Stromleiterab¬ schnitts 138 eingetaucht zu sein. In dieser Durchgangsbohrung 142 befindet sich vielmehr dasjenige stirnseitige Ende des Uberbrückungselements 154, das in der Ausgangsposition gemäß Fig. 11 in der Durchgangsbohrung 136 des ersten Stromlei¬ terabschnitts 132 eingetaucht war.
Mit dem oben beschriebenen und in den Fign. 1 und 2 gezeigten pyrotechnischen Schaltelement 20 ist also mittels eines zwischen Stromleiterabschnitten klemmend gehaltenen elektrisch leitenden Überbrückungselement ein pyrotechnisch betriebener Wechselschalter geschaffen, der bei ultraschnellen Ansprechzeiten eine Wechsel¬ schaltfunktion ausführt, die pyrotechnisch ausgelöst wird.
Die anhand des Ausführungsbeispiels der Fign. 1 und 2 beschriebenen Merkmale der Entlüftung- bzw. Eπtlastungsbohrung 50 mit Verschlußstopfen 52 lassen sich selbst¬ verständlich auch bei den Schaltelementeπ der anderen Ausführungsbeispiele gemäß den Fign. 1 bis 10 realisieren.

Claims

Ansprüche
1. Pyrotechnisches Schaltelement für elektrische Stromkreise, mit
- mindestens einem Stromleiter (18;48;112), der zwei durch einen Zwischen¬ raum (34;70) voneinander getrennt angeordnete Stromleiterabschnitte (20;49;110;138,144) aufweist, und
- mindestens einem infolge der Zündung einer pyrotechnischen Ladung (28;56;94;128) bewegbaren Überbrückungselement (26;72;114;154), das in einer Ausgangsposition vor Zündung der pyrotechnischen Ladung (28;56;94) von zumindest einem der beiden Stromleiterabschnitte (20;49;110;144) ge¬ trennt angeordnet ist und in einer Überbrückungsposition nach Zündung der pyrotechnischen Ladung (28;56;94;128) in elektrischem Kontakt mit beiden Stromleiterabschnitten (20;49;110,138,144) steht.
2. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Überbrückungselement (26;72,154) in der Überbrückungsposition in den Zwischenraum zwischen den beiden Stromleiterabschnitten (20;49,138,144) insbesondere durch Verkeilung einpreßbar ist.
3. Pyrotechnisches Schalteiement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Überbrückungselement (26) von einem pyrotechnisch an¬ treibbaren Halteelement (16) gehalten ist.
4. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (16) in einem Aufnahmeraum (14) eines Gehäuses (12) beweglich geführt ist, in den die beiden Stromleiterabschnitte (20) hineinragen.
5. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Halteelement (16) eine Durchbrechung (24) zur Aufnahme des Uberbrückungselements (26) aufweist, wobei das Überbrückungselement (26) in Richtung der Längserstreckung der beiden Stromleiterabschπitte (20) zu beiden Seiten über das Halteelement (16) übersteht.
6. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Überbrückungselement (72; 114, 154) mittels einer pyrotech¬ nisch angetriebenen Trennvorrichtung (51 ;88,130) aus einem Trennabschnitt (64; 100) eines von den beiden Stromleiterabschnitten (49; 110) beabstandet an¬ geordneten Trägerelements (46;86,132,138) heraustrennbar ist.
7. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (132,138) mehrteilig ausgebildet ist und zwei Trägerele¬ mentabschnitte mit voneinander beabstandeten einander zugewandten Enden (134,140) aufweist, zwischen denen das Überbrückungselement (154) durch Reibung gehalten ist, wobei das Überbrückungselement (154) den Trennab¬ schnitt des Trägerelements (132,138) bildet.
8. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden (134,140) der Trägerelementabschnitte (132,138) einan¬ der überlappen und miteinander fluchtende Bohrungen (136,142) aufweisen, durch die hindurch sich das Überbrückungselement (154) erstreckt.
9. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Überbrückungselement (154) als insbesondere zylindrischer Bolzen ausgebildet ist.
10. Pyrotechnisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Überbrückungselement (154) mit Preßsitz zwischen den bzw. in den Enden (134,140) der Trägerelementabschnitte (132,138) angeordnet ist.
11. Pyrotechnisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (132,138) ein elektrischer Sicherheits- abschalt-Stromleiter ist, aus dessen Trennabschnitt bei Überschreitung einer Schwellstromstärke mittels der Trennvorrichtung (130) das Überbrückungsele¬ ment (154) heraustrennbar ist.
12. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 11 und 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Trägerelement ein zwei Abschnitte (122,128) aufweisender Sicherheitsabschalt-Stromleiter ist, wobei einer der beiden Trägerelementab¬ schnitte (138) sowohl einen Abschnitt des mindestens einen Stromleiters als auch einen Abschnitt des Sicherheitsabschalt-Stromleiters bildet und wobei der zweite Stromleiterabschnitt (144) des mindestens einen Stromleiters ein Ende (146) aufweist, das mit den überlappenden Enden (134,140) der beiden Trägere¬ lementabschnitte (132,138) überlappend angeordnet ist und eine mit den Boh¬ rungen (136,142) der beiden Trägerelementabschnitte (132,138) fluchtende Bohrung (148) zur Aufnahme des Uberbrückungselements (154) nach Zündung der pyrotechnischen Ladung (128) aufweist.
13. Pyrotechnisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung ein pyrotechnisch bewegbares Stoßelement (130) zum Herausstoßen des Uberbrückungselements (154) aus dem Zwischenraum zwischen den beiden Trägerelementabschnitten (132,138) aufweist.
14. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 13 und 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Stoßelement (138) der Trennvorrichtung das Überbrückung¬ selement (154) axial durch die Bohrungen (136,142) der Enden (134,140) der Trägerelemente (132,138) bewegt, wobei das Überbrückungselement (154) au¬ ßer Kontakt mit mindestens einem der Trägerelementabschnitte (132; 138) bring¬ bar ist.
15. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 14 und 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Überbrückungselement (154) durch das Stoßelement (130) außer Kontakt mit dem den ersten Stromleiterabschnitt (154) weiter beabstande- ten der beiden Trägerelementabschnitte (132,138) bringbar und in Verbindungs¬ kontakt des ersten Stromleiterabschnitts (144) mit dem zu diesem nächstbe¬ nachbarten der beiden Trägerelementabschnitte (132,138) bringbar ist.
16. Pyrotechnisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Überbrückungselement (154) zumindest im Bereich seiner Berührungsflächen mit den Trägerelementabschnitten (132,138) eine strukturierte Oberfläche aufweist.
17. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (46;86) einteilig ausgebildet ist und mindestens einen Trennabschnitt (64; 100) aufweist, dessen Ausdehnung größer ist als der Ab¬ stand der beiden Stromleiterabschnitte (49; 110) und der eine Querschnittsfläche aufweist, die kleiner ist als im Bereich außerhalb des mindestens einen Trennabschnitts (64; 100) des Trägerelements (46;86).
18. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (51 ;88) ein Ausstanzwerkzeug (52;92) zum Heraus¬ trennen des Uberbrückungselements (72; 114) aus dem Trennabschnitt (64; 100) des Trägerelements (46;86) aufweist.
19. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der mindestens eine Trennabschnitt (64; 100) des Trägerelements (46;86) als eine in dessen Außenfläche (62; 102) eingebrachte Vertiefung (60;98) ausgebildet ist.
20. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (60;98) in dem dem Ausstanzwerkzeug (52;92) zugewandten Seitenabschnitt (32) der Außenfläche (62; 102) ausgebildet ist.
21. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 18 und 20, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Ausstanzwerkzeug (52;92) in seiner Ausgangsposition, aus der heraus es infolge der Zündung der pyrotechnischen Ladung (56;94) zum Heraustrennen des Uberbrückungselements (72; 114) aus dem Trägerelement (46;86) bewegbar ist, in die Vertiefung (60;98) eingetaucht ist.
22. Pyrotechnisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement ein elektrischer Sicherungsabschalt- Stromleiter(46;86) ist, aus dessen Trennabschnitt (64; 100) bei Überschreiten ei¬ ner Schwellstromstärke mittels der Trennvorrichtung das Überbrückungselement (72; 114) heraustrennbar ist.
23. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Stromleiters (46;86) im Trennabschnitt (64; 100) weniger als 50 % der Querschnittsfläche des Stromleiters (46;86) außerhalb des Trennabschnitts (64; 100) beträgt.
24. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Stromleiters (46;86) im Trennabschnitt (64; 100) weniger als 30 % der Querschnittsfläche des Stromleiters (46;86) außerhalb des Trennabschnitts (64; 100) beträgt.
25. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Querschnittsfläche des Stromleiters (46;86) im Trennabschnitt (64; 100) 5 % bis 15 %, insbesondere 10 % der Querschnittsfläche des Stromlei¬ ters (46;86) außerhalb des Trennabschnitts (64; 100) beträgt.
26. Pyrotechnisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausstanzwerkzeug (52; 92) aus einem elektrisch iso¬ lierenden Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial besteht.
27. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (46) mit zwei Trennabschnitten (64) versehen ist, die - in Längserstreckung des Trägerelements betrachtet - einen Abstand voneinander aufweisen, der größer ist als der Abstand der beiden Stromleiterabschnitte (100) und die jeweils Querschnittsflächen aufweisen, die kleiner sind als im Bereich außerhalb der Trennabschnitte (64).
28. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Trennabschnitt (64) des Trägerelements (46) eine in dessen Außen¬ fläche (62) eingebrachte Vertiefung (60) aufweist.
29. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Trennvorrichtung ein Ausstanzwerkzeug (52) zum Ausstanzen des sich zwischen den beiden Trennabschnitten (64) erstreckenden Mittenteils (54) des Trägerelements (46) aufweist.
30. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (60) in dem dem Zwischenraum (70) zwischen den Strom¬ leiterabschnitten (49) zugewandten Seitenabschnitt der Außenfläche (62) des Trägerelements (46) ausgebildet sind.
31. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vertiefungen (60) jeweils eine Keilfläche (66) aufweisen, die beidseitig des Mittenteils (54) des Trägerelements (46) angeordnet sind.
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