EP3618089B1 - Pyrotechnischer stromtrenner - Google Patents

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EP3618089B1
EP3618089B1 EP19194918.9A EP19194918A EP3618089B1 EP 3618089 B1 EP3618089 B1 EP 3618089B1 EP 19194918 A EP19194918 A EP 19194918A EP 3618089 B1 EP3618089 B1 EP 3618089B1
Authority
EP
European Patent Office
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signal line
conductor
piston
housing
pyrotechnic current
Prior art date
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Active
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EP19194918.9A
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English (en)
French (fr)
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EP3618089A2 (de
EP3618089A3 (de
Inventor
Karoline Steinschütz
Markus Marker
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.)
Hirtenberger Automotive Safety GmbH
Original Assignee
Hirtenberger Automotive Safety GmbH
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Publication date
Application filed by Hirtenberger Automotive Safety GmbH filed Critical Hirtenberger Automotive Safety GmbH
Publication of EP3618089A2 publication Critical patent/EP3618089A2/de
Publication of EP3618089A3 publication Critical patent/EP3618089A3/de
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Publication of EP3618089B1 publication Critical patent/EP3618089B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0066—Auxiliary contact devices
    • 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
    • H01H2039/008—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current using the switch for a battery cutoff

Definitions

  • the present invention relates to a pyrotechnic current isolator which has a housing with an igniter which, in order to separate a conductor, applies pressure to a separating piston which is displaceable in the housing, a signal line also being interrupted when triggered.
  • hybrid vehicles The increase in traffic and the associated pollutant emissions from vehicles are now a major problem, especially in inner-city areas.
  • Electric (BEV) and hybrid vehicles are currently seen as a possible solution, with the latter being predicted to increase.
  • BEV Electric
  • hybrid vehicles are currently seen as a possible solution, with the latter being predicted to increase.
  • the advantage of hybrid vehicles is that a motor / generator element is used for the frequent starting and braking processes, which has a high degree of efficiency when starting and which feeds the energy back into the power storage unit when braking.
  • This energy storage device which is small compared to a fully electric vehicle, still has a very high short-circuit current, which must be reliably switched off in the event of damage.
  • Autokowski uses a magnet in the separating piston, which triggers an external magnetic switch.
  • a signal cable is provided in the Autoliv PSS3, which should be cut in addition to the conductor during the cutting process.
  • a top plate is provided here, which provides a guide for the signal line. The cutting of the signal cable serves to prove that the conductor has been cut.
  • the piston has a protruding nose for the signal cable, under which the signal cable is arranged. The signal cable is fixed in the top plate on both sides of the nose.
  • the object of the present invention is to simplify the construction of the current isolator and thereby reduce the manufacturing costs.
  • a loop can be attached to the housing with significantly less manufacturing effort. However, with a normal piston - even if it has a nose - there is a risk that the loop will be pressed into the small gap between the piston and the housing and will not be severed. However, this is reliably prevented as a result of the pin of the separating piston, which engages in the loop.
  • the separating device is preferably designed in such a way that the signal line is only cut through after the conductor has been separated. In this way, it is impossible for "conductor disconnected" to be incorrectly signaled.
  • the piston After severing the conductor and severing the signal line, the piston preferably serves as insulation for both the interrupted conductor and the interrupted signal cable. In this way it is impossible for the signal line to bridge the separation point of the conductor.
  • the separating piston is only fixed in position by the pin engaging the loop. Otherwise, for fixing the position, it is preferred that the separating piston is positioned opposite the conductor by at least one web.
  • An advantageous embodiment of the invention consists in that the housing is composed of an upper part and a lower part, with the igniter and the upper part also being overmolded, as shown in FIG WO 2017/066816 A is known.
  • the electrical contacting of the circuit breaker's ignition circuit can be made, for example, as a pin-type or leadwire variant.
  • the igniter's lead is also encapsulated.
  • the signal line can be designed in one piece.
  • the signal line can be encapsulated with the lower part. In this way, assembly is possible without any problems because when the lower part is placed on the upper part in which the piston is located, the loop wraps around the pin of the piston. However, a common connector for the igniter, which is in the upper part, and the signal line, which is in the lower part, is not possible.
  • the signal line is encapsulated with the upper part, the loop exiting at the separating surface to the lower part and being guided between the upper part and the lower part to the separating piston.
  • the assembly can be done in such a way that the signal line emerges from the upper part first parallel to the direction of movement of the piston, then the piston is inserted, whereupon the loop is bent by 90 ° onto the trend area between the upper part and the lower part and thereby around the pin of the Piston comes to rest. Then the lower part can be attached.
  • the signal line and the igniter have a common plug for connection. This ensures a more economical manufacturing process and is made possible, among other things, by the fact that no additional top plate is required, as is the case with the PSS3 from Autoliv. It is particularly favorable when the plug is part of the housing.
  • both the signal line and the ignition line exit the housing parallel to the conductor plane. This is favorable for a space-saving installation and can be used both when the signal line is encapsulated in the upper part and when it is encapsulated in the lower part.
  • the signal line can have many cross-sectional shapes, but a rectangular cross-section is preferably used. As a result, the signal line comes to rest flat around the pin.
  • Fig. 1 a current isolator according to the invention in section
  • Fig. 2 a variant of this with a different braking of the separating piston
  • Fig. 3 a circuit breaker with an integrated signal line, which is also disconnected when the pyrotechnic switch is triggered, in a section that compares to Figs. 1 and 2 is guided rotated by 90 °
  • Fig. 4 the isolating piston of the isolator from Fig. 3 in perspective view.
  • a circuit breaker 1 according to the invention has a conductor 2 with conductor sections 3a, 3b, the conductor 2 being able to be fixed in the housing through holes 4a, 4b.
  • the housing consists of an upper part 5 and a lower part 6. In the upper part there is an igniter 7 and a separating piston 8 with a groove 9 which contains an O-ring 10.
  • the conductor 2 has two predetermined breaking points 11a, 11b in the interior of the housing, which delimit a central section 12. If this section 12 is separated from the conductor 2, it is also called a circuit board. As far as the design corresponds to the existing concepts.
  • circuit board In order to prevent the cut-off circuit board from coming into contact again, it is necessary for the circuit board to be held in place by structural elements in the lower part 6 after the circuit breaker 1 has been triggered.
  • These structural elements can, for example, have a knob-like design.
  • the separating piston 8 preferably has a concave cutting surface which enables the conductor 2 to be separated cleanly.
  • the upper part 5 and the lower part 6 are held together by screws 13a, 13b, which lead through the conductor 2 and thus not only fix the conductor 2 and hold the housing halves together, but also reinforce them. This means that additional metallic reinforcements are not required.
  • insulation 14a, 14b can prevent contact between the screws 13a, 13b and the conductor sections 3a, 3b. This insulation can be part of the upper or lower part 5 or 6 or a separate part.
  • the screws 13a, 13b are particularly preferably inserted from the side remote from the igniter, as a result of which the heads 15a, 15b of the screws 13a, 13b become a structural reinforcement of the lower part 6. As a result, the blank 12 punched out by the separating piston 8 during the separating process can be safely caught.
  • the collecting chamber 16 for the plate 12 is conical, so that when the plate 12 (and possibly the separating piston 8) is braked, a bending moment is generated on the screws 13a, 13b and these serve as structural reinforcement. This bending moment presses the screws against the plastic in the transverse direction, which increases their axial holding force.
  • the screws 13a, 13b can also be inserted from the igniter side.
  • screws with plastic threads are preferred. Compared to metric screws, these have a large pitch, significantly more material between the threads and a characterized largely axial load on the carrier material. Particularly preferred are screws with pull-out forces of at least 500 N.
  • the screws can be equipped with a safeguard against automatic loosening (for example in the event of vibration), for example by means of serrations or ribs on the screw head.
  • the screws can have a contour on the head for transmitting the screwing and tightening torque, which becomes ineffective when a defined torque is reached, for example if part of the head is torn off. This effectively prevents disassembly.
  • a seal 17 is provided; this is particularly preferably sprayed onto the conductor 2 and consists of conventional sealing materials, for example EPDM or TPE with approx. 70 Shore; here, too, the fixation of the conductor sections 3a helps , 3b during and after the separation process by the screws 13a, 13b to ensure the tightness.
  • Fig. 2 Another design is shown in which the separating piston 8 is designed as a stepped piston and the position of the predetermined breaking points 11a, 11b and the diameter of the collecting chamber 16 are adapted to the smaller diameter 19 remote from the fuse.
  • the smaller diameter 19 remote from the fuse separates the central section 12 of the conductor 2 when the igniter 7 is activated from the conductor 2, the conductor sections 3a, 3b subsequently serving as a path limitation for the separating piston 8 and therefore the fixing of the conductor ends by the screws is particularly cheap.
  • the step of the piston is inclined (frustoconical), forces act on the conductor sections 3a, 3b in their longitudinal direction, whereby the screws are in turn pressed laterally against the plastic.
  • a current isolator 1 of the type described above can also be equipped with an additional isolating device for a signal line 18, as shown in FIG Fig. 3 is shown.
  • This additional separating device generally only becomes effective after the conductor 2 has been separated, in order to document the separating process and to initiate any subsequent steps.
  • a separating piston 8 according to the invention in combination with the signal line 18 is shown in FIG Fig. 4 shown.
  • the separating piston 8 has a predetermined orientation to the conductor 2, which is ensured in the exemplary embodiment by tabs 16a, 16b.
  • the signal line 18 has two ends 19a, 19b and a separating area 20.
  • a pin 21 of the separating piston 8 engages in the separating area 20 of the signal line 18.
  • the igniter 7 is ignited, the separating piston 8 separates the central section 12 of the conductor 2, and the pin 21 of the separating piston 8 tears the signal line 18 through.
  • the geometry of the separating area of the signal line 18 and the pin 21 is designed in such a way that the conductor 2 is separated first and only then is the signal line 18 separated. An embossing of the signal line 18 ensures a more precise definition of the tear-off point.
  • the separating piston 8 ensures the insulation between conductor 2 and signal line 18 before, during and after the separating process.
  • the assembly is particularly advantageous in that the conductor loop of the signal line 18 protrudes downwards from the upper part 5 after the encapsulation, the separating piston 8 with O-ring 10 is inserted and the conductor loop of the signal line 18 on the interface between the upper part 5 and the lower part 6 and over the pin 21 of the separating piston 8 is bent, after which the lower part 6 is placed and screwed on.
  • the signal line can be made in one piece.
  • the signal line is a wire or a stranded wire, which preferably has no insulation in the separation area and is injected into the housing.
  • the igniter 7 and the ignition line are also injected into the upper part, it is particularly advantageous if the signal line 18 is also injected into the housing, specifically in the lower part 6.
  • the cables of the ignition line leave the upper part 5 parallel to the conductor plane, and the cables of the signal line 18 leave the lower part 6 also parallel to the conductor level, particularly preferably the ignition line and the signal line exit in the same direction. If necessary, a plug connection can also be attached here.
  • the watertightness of this system can be achieved by a sealing ring - as shown above - mostly in combination with a (four-pole) watertight plug or two (two-pole) watertight plugs.

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Stromtrenner, der ein Gehäuse mit einem Zünder aufweist, welcher zum Trennen eines Leiters einen im Gehäuse verschiebbaren Trennkolben mit Druck beaufschlagt, wobei bei Auslösung auch eine Signalleitung unterbrochen wird.
    • Stand der Technik
  • Die Zunahme des Verkehrs und die damit einhergehenden Schadstoffemissionen der Fahrzeuge stellen vor allem im innerstädtischen Bereich mittlerweile ein großes Problem dar. Als mögliche Lösung sieht man derzeit Elektro- (BEV) und Hybridfahrzeuge, wobei für letztere der größte Zuwachs vorausgesagt wird. Der Vorteil der Hybridfahrzeuge ist, dass für die häufigen Anfahr- und Bremsvorgänge ein Motor/Generator-Element verwendet wird, das beim Anfahren einen hohen Wirkungsgrad hat und beim Bremsen die Energie wieder in den Stromspeicher rückführt. Dieser im Vergleich zu einem vollelektrischen Fahrzeug kleine Stromspeicher verfügt dennoch über einen sehr hohen Kurzschluss-Strom, der im Schadensfall zuverlässig abgeschaltet werden muss.
  • Stromtrenner für automotive Anwendungen sind schon lange bekannt, typische Ausprägungen sind die PSS1 und PSS2 der Fa. Autoliv, deren prinzipieller Aufbau in der DE 102004023415 A beschrieben ist. Durch den Aufbau mittels mehrfach abgewinkeltem Leiter sind diese jedoch nur unter erheblichem finanziellen Aufwand herstellbar und besitzen gegen Wasser nur eingeschränkten Schutz.
  • Eine weitere Bauform ist in der WO 2012/025272 A der Fa. Autokabel beschrieben, hierbei ist die Herstellung des Leiters durch Verlöten der beiden Leiterabschnitte ein Hauptkostentreiber. Hier erfolgt die Trennung nicht durch einen Trennkolben, sondern durch ein flüssiges/pastöses Trenn- und Löschmittel. Die zwingend erforderliche Füllung mit flüssigem/pastösem Trenn- und Löschmittel ist aber nur für bestimmte Anforderungen erforderlich.
  • Das Thema des Auslösenachweises durch Öffnung einer Signalleitung ist nur unzureichend gelöst. Fa. Autokabel verwendet dazu einen Magnet im Trennkolben, der einen außenliegenden Magnetschalter auslöst. In PSS3 von Autoliv ist ein Signalkabel vorgesehen, das beim Trennvorgang zusätzlich zu dem Leiter durchtrennt werden soll. Hierbei ist eine Aufsatzplatte vorgesehen, welche eine Führung für die Signalleitung vorsieht. Das Durchtrennen des Signalkabels dient zum Nachweis des Durchtrennens des Leiters. Der Kolben hat für das Signalkabel eine vorspringende Nase, unter der das Signalkabel angeordnet ist. Zu beiden Seiten der Nase ist das Signalkabel in der Aufsatzplatte fixiert.
  • Nachteilig bei beiden Lösungen ist der zusätzliche Herstellungsaufwand, sei es der zusätzlich angebrachte Magnetschalter, sei es die Aufsatzplatte, die zusätzlich hergestellt und angebracht werden muss Aus dem Dokument DE 10 2010 045 726 A1 ist ein pyrotechnischer Stromtrenner bekannt, der die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist.
    • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Aufbau des Stromtrenners zu vereinfachen und dadurch die Herstellungskosten zu verringern.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Stromtrenner der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Signalleitung als Schlaufe ausgebildet ist, in die ein Zapfen des Trennkolbens eingreift.
  • Eine Schlaufe lässt sich mit wesentlich weniger Herstellungsaufwand im Gehäuse anbringen. Es besteht aber bei einem normalen Kolben - auch wenn er eine Nase hat - die Gefahr, dass die Schlaufe in den geringen Spalt zwischen Kolben und Gehäuse gepresst wird und nicht durchtrennt wird. Infolge des Zapfens des Trennkolbens, der in die Schlaufe eingreift, wird dies jedoch zuverlässig verhindert.
  • Die Trennvorrichtung ist dabei bevorzugt so ausgelegt, dass die Signalleitung erst nach Trennung des Leiters durchtrennt wird. Auf diese Weise ist es unmöglich, dass fälschlicherweise "Leiter getrennt" signalisiert wird.
  • Nach Durchtrennen des Leiters und Durchtrennen der Signalleitung dient vorzugsweise der Kolben als Isolierung sowohl für den unterbrochenen Leiter als auch für das unterbrochene Signalkabel. Auf diese Weise ist es unmöglich, dass die Signalleitung die Trennstelle des Leiters überbrückt.
  • Wenn die Signalleitung ausreichende mechanische Stabilität aufweist, also ausreichend dick ist, genügt es oft, wenn der Trennkolben nur dadurch lagefixiert ist, dass der Zapfen in die Schlaufe eingreift. Ansonsten ist es zur Lagefixierung bevorzugt, dass der Trennkolben durch zumindest einen Steg gegenüber dem Leiter positioniert ist.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass das Gehäuse aus einem Oberteil und einem Unterteil zusammengesetzt ist, wobei der Zünder mit dem Oberteil mit umspritzt ist, wie dies aus WO 2017/066816 A bekannt ist.
  • Die elektrische Kontaktierung des Zündkreises des Stromtrenners kann beispielsweise als Pin-Type- oder Leadwire-Variante erfolgen.
  • Besonders bei Leadwire Varianten, d.h. dem Herausführen der Kontaktstellen von Zünder und Leiter zu einem außen liegenden Stecker, ist es vorteilhaft, wenn auch zusätzlich die Zuleitung des Zünders mit umspritzt ist. Insbesondere in diesem Fall kann die Signalleitung einstückig ausgebildet sein.
  • Die Signalleitung kann mit dem Unterteil mit umspritzt sein. Auf diese Weise ist der Zusammenbau problemlos möglich, weil beim Aufsetzten des Unterteils auf den Oberteil, in dem sich der Kolben befindet, die Schlaufe um den Zapfen des Kolbens legt. Allerdings ist dann kein gemeinsamer Stecker für den Zünder, der im Oberteil ist, und die Signalleitung, die im Unterteil ist, möglich.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass die Signalleitung mit dem Oberteil mit umspritzt ist, wobei die Schlaufe an der Trennfläche zum Unterteil austritt und zwischen Oberteil und Unterteil zum Trennkolben geführt ist. In diesem Fall kann der Zusammenbau so erfolgen, dass die Signalleitung aus dem Oberteil zunächst parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens austritt, dann der Kolben eingesetzt wird, worauf die Schlaufe um 90° auf die Trendfläche zwischen Oberteil und Unterteil gebogen wird und dadurch um den Zapfen des Kolbens zu liegen kommt. Danach kann der Unterteil angebracht werden.
  • Eine günstige Weiterbildung besteht darin, dass bei dieser Ausführungsform die Signalleitung und der Zünder einen gemeinsamen Stecker zum Anschluss besitzen. Dies sorgt für einen wirtschaftlicheren Herstellungsprozess und wird unter anderem auch dadurch ermöglicht, dass keine zusätzliche Aufsatzplatte wie bei PSS3 von Autoliv erforderlich ist. Besonders günstig ist es, wenn dabei der Stecker Teil des Gehäuses ist.
  • Bei Leadwire-Ausführung ist bevorzugt, wenn sowohl die Signalleitung als auch die Zündleitung parallel zur Leiterebene aus dem Gehäuse austreten. Dies ist für einen Platz sparenden Einbau günstig und kann sowohl angewendet werden, wenn die Signalleitung im Oberteil mit umspritzt ist, als auch, wenn sie im Unterteil mit umspritzt ist.
  • Die Signalleitung kann viele Querschnittsformen haben, es wird jedoch ein rechteckiger Querschnitt bevorzugt verwendet. Dadurch kommt die Signalleitung um den Zapfen herum plan zur Anlage.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren
  • Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Stromtrenner im Schnitt, Fig. 2 eine Variante davon mit anderer Abbremsung des Trennkolbens, Fig. 3 einen Stromtrenner mit integrierter Signalleitung, die bei Auslösung des pyrotechnischen Schalters ebenfalls getrennt wird, in einem Schnitt, der im Vergleich zu Fig. 1 und 2 um 90° gedreht geführt ist, und Fig. 4 den Trennkolben des Stromtrenners von Fig. 3 in perspektivischer Ansicht.
    • Beschreibung der Ausführungsarten
  • Gemäß Fig. 1 besitzt ein erfindungsgemäßer Stromtrenner 1 einen Leiter 2 mit Leiterabschnitten 3a, 3b, wobei der Leiter 2 durch Löcher 4a, 4b im Gehäuse fixiert werden kann. Das Gehäuse besteht aus einem Oberteil 5 und einem Unterteil 6. Im Oberteil befindet sich ein Zünder 7 sowie ein Trennkolben 8 mit einer Nut 9, die einen O-Ring 10 enthält. Der Leiter 2 besitzt im Inneren des Gehäuses zwei Sollbruchstellen 11a, 11b, die einen mittigen Abschnitt 12 begrenzen. Wird dieser Abschnitt 12 aus dem Leiter 2 getrennt, wird er auch Platine genannt. Soweit entspricht das Design den bestehenden Konzepten.
  • Um zu verhindern, dass die abgetrennte Platine wieder in Kontakt gelangt, ist es notwendig, dass die Platine nach Auslösung des Stromtrenners 1 durch Strukturelemente im Unterteil 6 festgehalten wird. Diese Strukturelemente können beispielsweise noppenartig ausgebildet sein.
  • Der Trennkolben 8 weist vorzugsweise eine konkave Schneidfläche auf, die ein sauberes Trennen des Leiters 2 ermöglicht.
  • Weiters wird ein sauberer Trennvorgang dadurch ermöglicht, dass der Leiter 2 außerhalb des Gehäuses eine größere Breite als an den Trennstellen besitzt.
  • Abweichend dazu werden der Oberteil 5 und der Unterteil 6 durch Schrauben 13a, 13b zusammengehalten, welche durch den Leiter 2 führen und somit nicht nur den Leiter 2 fixieren und die Gehäusehälften zusammen halten, sondern diese auch verstärken. Dadurch können zusätzliche metallische Verstärkungen entfallen. In den Löchern 4a, 4b durch die Leiterabschnitte 3a, 3b kann eine Isolierung 14a, 14b den Kontakt zwischen den Schrauben 13a, 13b und den Leiterabschnitten 3a, 3b verhindern. Diese Isolierung kann Teil des Ober- bzw. Unterteils 5 bzw. 6 oder ein eigenständiger Teil sein.
  • Besonders bevorzugt werden die Schrauben 13a, 13b von der zünderfernen Seite eingesetzt, wodurch die Köpfe 15a, 15b der Schrauben 13a, 13b zu einer strukturellen Verstärkung des Unterteils 6 werden. Dadurch kann die beim Trennvorgang durch den Trennkolben 8 ausgestanzte Platine 12 sicher aufgefangen werden.
  • Die Auffangkammer 16 für die Platine 12 ist konisch, wodurch beim Abbremsen der Platine 12 (und ggf. des Trennkolbens 8) ein Biegemoment auf die Schrauben 13a, 13b erzeugt wird und diese als strukturelle Verstärkung dienen. Durch dieses Biegemoment werden die Schrauben in Querrichtung gegen den Kunststoff gepresst, wodurch deren axiale Haltekraft erhöht wird. In dieser Bauform können die Schrauben 13a, 13b auch von der Zünderseite eingesetzt sein.
  • Als Schrauben sind Schrauben mit Kunststoffgewinde bevorzugt. Diese sind durch im Vergleich zu metrischen Schrauben große Steigung, deutlich mehr Material zwischen den Gewindegängen und eine weitgehend axiale Belastung des Trägermaterials gekennzeichnet. Besonders bevorzugt sind Schrauben mit Auszugskräften von mindestens 500 N. Die Schrauben können mit einer Sicherung gegen selbsttätiges Lösen (etwa bei Vibration) ausgestattet sein, beispielsweise durch Zahnungen oder Rippen am Schraubenkopf.
  • Die Schrauben können am Kopf eine Kontur zur Übertragung des Eindreh- und Anzugsdrehmoments besitzen, die beim Erreichen eines definierten Drehmoments unwirksam wird, etwa durch Abreißen eines Teils des Kopfes. Dadurch wird ein Zerlegen wirkungsvoll verhindert.
  • Zum Erreichen einer Wasserdichtheit, insbesondere auch nach dem Schuss, ist eine Dichtung 17 vorgesehen, diese wird besonders bevorzugt auf den Leiter 2 aufgespritzt und besteht aus üblichen Dichtmaterialien, beispielsweise EPDM oder TPE mit ca. 70 Shore, auch hier hilft die Fixierung der Leiterabschnitte 3a, 3b während und nach dem Trennvorgang durch die Schrauben 13a, 13b zur Gewährleistung der Dichtheit.
  • In Fig. 2 ist eine weitere Bauform dargestellt, bei der der Trennkolben 8 als Stufenkolben ausgebildet ist und die Position der Sollbruchstellen 11a, 11b und der Durchmesser der Auffangkammer 16 an den kleineren, zünderfernen Durchmesser 19 angepasst sind. In dieser Bauform trennt der kleinere zünderferne Durchmesser 19 den mittigen Abschnitt 12 des Leiters 2 bei Aktivierung des Zünders 7 aus dem Leiter 2, wobei die Leiterabschnitte 3a, 3b im Folgenden als Wegbegrenzung für den Trennkolben 8 dienen und deshalb die Fixierung der Leiterenden durch die Schrauben besonders günstig ist. Wenn die Stufe des Kolbens schräg (kegelstumpfförmig) ist, wirken auf die Leiterabschnitte 3a, 3b Kräfte in deren Längsrichtung, wodurch die Schrauben wiederum seitlich gegen den Kunststoff gepresst werden.
  • Ein Stromtrenner 1 der oben beschriebenen Art kann auch mit einer zusätzlichen Trennvorichtung für eine Signalleitung 18 ausgestattet sein, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Diese zusätzliche Trennvorichtung wird im Allgemeinen erst nach der Trennung des Leiters 2 wirksam, um den Trennvorgang zu dokumentieren und eventuelle Folgeschritte einzuleiten. Ein erfindungsgemäßer Trennkolben 8 in Kombination mit der Signalleitung 18 ist in Fig. 4 dargestellt.
  • Der Trennkolben 8 weist eine vorgegebene Orientierung zum Leiter 2 auf, die im Ausführungsbeispiel durch Laschen 16a, 16b sichergestellt ist. Die Signalleitung 18 besitzt zwei Enden 19a, 19b und einen Trennbereich 20. In den Trennbereich 20 der Signalleitung 18 greift ein Zapfen 21 des Trennkolbens 8 ein. Bei Zündung des Zünders 7 trennt der Trennkolben 8 den mittigen Abschnitt 12 des Leiters 2, und der Zapfen 21 des Trennkolbens 8 reißt die Signalleitung 18 durch. In der bevorzugten Ausführung ist die Geometrie von Trennbereich der Signalleitung 18 und Zapfen 21 so ausgelegt, dass zunächst der Leiter 2 und erst danach die Signalleitung 18 getrennt wird. Eine Prägung der Signalleitung 18 sorgt für eine genauere Definition der Abrissstelle.
  • Der Trennkolben 8 sorgt vor, während und nach dem Trennvorgang für die Isolierung zwischen Leiter 2 und Signalleitung 18.
  • Besonders vorteilhaft erfolgt der Zusammenbau dadurch, dass die Leiterschleife der Signalleitung 18 nach der Umspritzung aus dem Oberteil 5 nach unten absteht, der Trennkolben 8 mit O-Ring 10 eingesetzt und die Leiterschleife der Signalleitung 18 auf die Trennfläche zwischen Oberteil 5 und Unterteil 6 und über den Zapfen 21 des Trennkolbens 8 gebogen wird, wonach der Unterteil 6 aufgesetzt und angeschraubt wird.
  • Bei einer sogenannten Leadwire-Ausführung, d.h. dem Herausführen der Kontaktstellen von Zünder 7 und Signalleitung 18 zu einem außenliegenden Stecker kann die Signalleitung einstückig ausgeführt werden. In diesen Fall handelt es sich bei der Signalleitung um einen Draht oder eine Litze, die im Trennbereich bevorzugt keine Isolierung aufweist und im Gehäuse mit eingespritzt ist.
  • Weiters ist es bei Leadwire-Varianten, wo der Zünder 7 und die Zündleitung im Oberteil mit eingespritzt werden, besonders vorteilhaft, wenn auch die Signalleitung 18 im Gehäuse mit eingespritzt wird, und zwar im Unterteil 6.
  • In einer bevorzugten Variante verlassen die Kabel der Zündleitung den Oberteil 5 parallel zur Leiterebene, und die Kabel der Signalleitung 18 verlassen den Unterteil 6 ebenfalls parallel zur Leiterebene, besonders bevorzugt erfolgt der Abgang der Zündleitung und der Signalleitung in gleicher Richtung. Bei Bedarf kann hier auch gleich eine Steckverbindung angebracht werden.
  • Die Wasserdichtheit dieses Systems kann durch einen Dichtring - wie oben dargestellt - erreicht werden, zumeist in Kombination mit einem (vierpoligen) wasserdichten Stecker oder zwei (zweipoligen) wasserdichten Steckern.

Claims (13)

  1. Pyrotechnischer Stromtrenner (1), der ein Gehäuse mit einem Zünder (7) aufweist, welcher zum Trennen eines Leiters (2) einen im Gehäuse verschiebbaren Trennkolben (8) mit Druck beaufschlagt, wobei bei Auslösung auch eine Signalleitung (18) unterbrochen wird, wobei die Signalleitung (18) als Schlaufe ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Schlaufe ein Zapfen (21) des Trennkolbens (8) eingreift.
  2. Pyrotechnischer Stromtrenner (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (18) erst nach Trennung des Leiters (2) durchtrennt wird.
  3. Pyrotechnischer Stromtrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Auslösung des Stromtrenners (1) bei der Unterbrechung der Signalleitung (18) an der Signalleitung (18) eine Trennstelle entsteht und diese Trennstelle der Signalleitung (18) durch den Trennkolben (8) gegen den Leiter (2) isoliert ist.
  4. Pyrotechnischer Stromtrenner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennkolben (8) durch zumindest einen Steg gegenüber dem Leiter (2) positioniert ist.
  5. Pyrotechnischer Stromtrenner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus einem Oberteil (5) und einem Unterteil (6) zusammengesetzt ist, wobei der Zünder (7) mit dem Oberteil (5) mit umspritzt ist.
  6. Pyrotechnischer Stromtrenner (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zünder (7) Zuleitungen aufweist, und diese Zuleitungen mit dem Gehäuseoberteil (5) mit umspritzt sind.
  7. Pyrotechnischer Stromtrenner (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (18) mit dem Unterteil (6) mit umspritzt ist.
  8. Pyrotechnischer Stromtrenner (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (5) und das Unterteil (6) an einer Trennfläche zusammengesetzt sind, und die Signalleitung (18) mit dem Oberteil (5) mit umspritzt ist, wobei die Schlaufe an der Trennfläche zum Unterteil (6) austritt und zwischen Oberteil (5) und Unterteil (6) zum Trennkolben (8) geführt ist.
  9. Pyrotechnischer Stromtrenner (1) nach den Ansprüchen 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (18) und der Zünder (7) einen gemeinsamen Stecker zum Anschluss besitzen.
  10. Pyrotechnischer Stromtrenner (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker Teil des Gehäuses ist.
  11. Pyrotechnischer Stromtrenner (1) nach Anspruch 6 sowie 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (2) eine Leiterebene aufweist, und die Signalleitung (18) und die Zündleitung parallel zur Leiterebene aus dem Gehäuse austreten.
  12. Pyrotechnischer Stromtrenner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (18) einstückig ausgebildet ist.
  13. Pyrotechnischer Stromtrenner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (18) rechteckigen Querschnitt besitzt.
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