EP3618090B1 - Pyrotechnischer stromtrenner - Google Patents

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EP3618090B1
EP3618090B1 EP19194927.0A EP19194927A EP3618090B1 EP 3618090 B1 EP3618090 B1 EP 3618090B1 EP 19194927 A EP19194927 A EP 19194927A EP 3618090 B1 EP3618090 B1 EP 3618090B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conductor
screws
current disconnector
separating piston
pyrotechnic
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.)
Active
Application number
EP19194927.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3618090A2 (de
EP3618090A3 (de
Inventor
Karoline Steinschütz
Ludwig 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
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.)
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Publication date
Application filed by Hirtenberger Automotive Safety GmbH filed Critical Hirtenberger Automotive Safety GmbH
Publication of EP3618090A2 publication Critical patent/EP3618090A2/de
Publication of EP3618090A3 publication Critical patent/EP3618090A3/de
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Publication of EP3618090B1 publication Critical patent/EP3618090B1/de
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/006Opening by severing a conductor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/19Pyrotechnical actuators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H2039/008Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current using the switch for a battery cutoff
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02Bases, casings, or covers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02Bases, casings, or covers
    • H01H9/04Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof casings

Definitions

  • the present invention relates to a pyrotechnic current isolator in which a conductor is severed by the application of pressure, the current isolator having a housing which has a lower part and an upper part with an igniter, the lower part and upper part being connected to one another by screws and the conductor between the lower part and Upper part is inserted and has holes through which extend elements that fix the conductor in the longitudinal direction.
  • 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.
  • the housing consists of an upper part and a lower part, the upper part and the lower part are held together by four screws at the four corners.
  • a device of the type mentioned is from WO 2017/066816 A known.
  • the housing is held together by screws, with nuts being provided as counterparts to the screws.
  • the conductor is fixed in the housing by pins.
  • this object is achieved by a circuit breaker of the type mentioned at the outset in that the elements that fix the conductor in the longitudinal direction are formed by the screws that connect the lower part and the upper part to one another.
  • the screws fulfill a double function: they not only hold the upper part and lower part together, but also fix the conductors in the housing. This not only saves components, but also simplifies assembly.
  • the screws are insulated from the conductor. This prevents the separation point from being bridged by connecting the screws after the conductor has been separated.
  • This insulation can be done by a sleeve, which can also be molded onto the upper part or lower part.
  • the current isolator has a separating piston which, when the conductor is separated, punches a circuit board out of the conductor, so that two conductor sections separated from one another remain, with a collecting chamber for the plate and the separating piston being provided on the side of the conductor remote from the fuse, as is the case with the generic WO 2017/066816 A the case is.
  • the collecting chamber tapers away from the conductor, so that a bending moment arises when the plate and separating piston are braked, this is absorbed by the screws. So the screws stiffen the housing.
  • the separating piston can be braked in that it is embodied in a stepped manner, so that the separating piston hits the ladder sections with the step. Since the ladder sections are fixed by the screws, the force required for braking is transmitted to the screws and absorbed by them.
  • the heads of the screws rest on the lower part and thereby reinforce the housing in the area where the separating piston and plate meet.
  • the conductor is preferably sealed off from the housing by a seal against the ingress of water. When the seal is sprayed onto the conductor, no additional components are necessary.
  • the screws preferably have a safeguard against automatic loosening. This can be done in a known manner by means of an adhesive.
  • the screws can be secured against deliberate loosening. This can be done by means of a screw contour that is destroyed when a dedicated tightening torque is reached, e.g. by means of a multi-part screw head, of which at least a part breaks off when a dedicated tightening torque is reached. However, it can also be done by means of a screw contour that only allows the application of force in one direction, e.g. the directional application of force can take place over at least one surface with a wedge-shaped cross-section.
  • the screws are preferably made directly into the plastic existing lower part or upper part and have a thread optimized for adhesion in plastic. In this way you can not only save the nuts and thus simplify assembly, the housing is also better stabilized due to the direct connection of screw and upper or lower part.
  • the screws preferably have a pull-out force of at least 500 N.
  • 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 5 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.
  • 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 in the lower part 6 by structural elements after the circuit breaker 1 has been triggered.
  • 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 are characterized by a large pitch, significantly more material between the threads and a 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 by tearing off part of the Head. 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 limit 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 through the signal line 18.
  • 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 in the upper part, it is particularly advantageous if the signal line 18 is also injected in the housing, specifically in the lower part 6.
  • the cables of the ignition line leave the upper part 5 parallel to the conductor level, and the cables of the signal line 18 also leave the lower part 6 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, bei dem durch Druckbeaufschlagung ein Leiter durchtrennt wird, wobei der Stromtrenner ein Gehäuse aufweist, das einen Unterteil und einen Oberteil mit einem Zünder aufweist, wobei Unterteil und Oberteil durch Schrauben miteinander verbunden sind und der Leiter zwischen Unterteil und Oberteil eingelegt ist und Löcher aufweist, durch welche sich Elemente erstrecken, die den Leiter in Längsrichtung fixieren.
  • 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.
  • Schließlich gibt es noch die Konzepte der Fa. Safran, WO 2016/038044 A , deren Prinzip eine ebenfalls aufwändige mehrstufige Trennung des Leiters ist, auch hier ist die Herstellung des Leiters aufwändig und das System nicht wasserdicht. Hier besteht das Gehäuse aus Oberteil und Unterteil, Oberteil und Unterteil werden durch vier Schrauben an den vier Ecken zusammengehalten.
  • Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus WO 2017/066816 A bekannt. Auch hier wird das Gehäuse durch Schrauben zusammengehalten, wobei als Gegenstück zu den Schrauben Muttern vorgesehen sind. Die Fixierung des Leiters im Gehäuse erfolgt durch Stifte.
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Aufbau dieses Stromtrenners zu vereinfachen und dadurch die Herstellungskosten zu verringern.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Stromtrenner der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Elemente, die den Leiter in Längsrichtung fixieren, durch die Schrauben, die Unterteil und Oberteil miteinander verbinden, gebildet sind.
  • Die Schrauben erfüllen erfindungsgemäß eine Doppelfunktion: Sie halten nicht nur Oberteil und Unterteil zusammen, sondern fixieren auch die Leiter im Gehäuse. Dadurch werden nicht nur Bauteile eingespart, sondern es wird auch die Montage vereinfacht.
  • Vorzugsweise sind die Schrauben gegen den Leiter isoliert. Dadurch wird verhindert, dass nach Trennung des Leiters eine Überbrückung der Trennstelle durch eine Verbindung der Schrauben erfolgen kann. Diese Isolierung kann durch eine Hülse erfolgen, die auch an den Oberteil oder Unterteil angeformt sein kann.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Stromtrenner einen Trennkolben auf, der bei der Trennung des Leiters eine Platine aus dem Leiter ausstanzt, sodass zwei voneinander getrennte Leiterabschnitte verbleiben, wobei auf der zünderfernen Seite des Leiters eine Auffangkammer für die Platine und den Trennkolben vorgesehen ist, so wie dies auch bei der gattungsbildenden WO 2017/066816 A der Fall ist.
  • Wenn sich die Auffangkammer vom Leiter weg verjüngt, sodass beim Abbremsen von Platine und Trennkolben ein Biegemoment entsteht, wird dieses von den Schrauben aufgenommen. Die Schrauben versteifen also das Gehäuse.
  • Alternativ dazu kann der Trennkolben dadurch abgebremst werden, dass er gestuft ausgeführt ist, sodass der Trennkolben mit der Stufe auf die Leiterabschnitte aufschlägt. Da die Leiterabschnitte durch die Schrauben fixiert sind, wird auch hier die für das Abbremsen notwendige Kraft auf die Schrauben übertragen und von diesen aufgenommen.
  • Wenn die Stufe schräg ausgeführt ist, entsteht auch eine Kraft auf die Leiterabschnitte in deren Längsrichtung, die von den Schrauben direkt als Querkraft aufgenommen wird, sodass die Belastung der Schrauben auf Zug verringert wird.
  • Insbesondere im Fall des abgestuften Trennkolbens ist es günstig, wenn die Köpfe der Schrauben am Unterteil anliegen und dadurch das Gehäuse im Auftreffbereich von Trennkolben und Platine verstärken.
  • Vorzugsweise ist der Leiter gegen das Gehäuse durch eine Dichtung gegen den Eintritt von Wasser abgedichtet. Wenn die Dichtung auf den Leiter aufgespritzt ist, sind keine zusätzlichen Bauteile notwendig.
  • Vorzugsweise besitzen die Schrauben eine Sicherung gegen selbsttätiges Lösen. Diese kann in bekannter Weise durch einen Kleber erfolgen.
  • Weiters können die Schrauben gegen absichtliches Lösen gesichert sein. Dies kann mittels einer Schraubkontur erfolgen, die beim Erreichen eines dedizierten Anzugsmoments zerstört wird, z.B. mittels eines mehrteiligen Schraubenkopfs, von dem bei Erreichen eines dedizierten Anzugsmoments zumindest ein Teil abbricht. Sie kann aber auch mittels einer Schraubkontur erfolgen, die die Krafteinbringung nur in einer Richtung zulässt, z.B. kann die richtungsgebundene Krafteinleitung über zumindest eine Fläche mit keilförmigem Querschnitt erfolgen.
  • Vorzugsweise sind die Schrauben direkt in den aus Kunststoff bestehenden Unterteil oder Oberteil eingeschraubt und weisen ein zur Haftung in Kunststoff optimiertes Gewinde auf. Auf diese Weise kann man nicht nur die Muttern einsparen und somit die Montage vereinfachen, es wird das Gehäuse infolge der direkten Verbindung von Schraube und Ober- oder Unterteil auch besser stabilisiert. Vorzugsweise weisen die Schrauben eine Auszugskraft von zumindest 500 N auf.
  • 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 5 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.
  • Der Oberteil 5 und der Unterteil 6 werden 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 (11)

  1. Pyrotechnischer Stromtrenner (1), bei dem durch Druckbeaufschlagung ein Leiter (2) durchtrennt wird, wobei der Stromtrenner (1) ein Gehäuse aufweist, das einen Unterteil (6) und einen Oberteil (5) mit einem Zünder (7) aufweist, wobei Unterteil (6) und Oberteil (5) durch Schrauben (13a, 13b) miteinander verbunden sind und der Leiter (2) zwischen Unterteil (6) und Oberteil (5) eingelegt ist und Löcher (4a, 4b) aufweist, durch welche sich Elemente erstrecken, die den Leiter (2) in Längsrichtung fixieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente, die den Leiter (2) in Längsrichtung fixieren, durch die Schrauben (13a, 13b), die Unterteil (6) und Oberteil (5) miteinander verbinden, gebildet sind.
  2. Pyrotechnischer Stromtrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (13a, 13b) gegen den Leiter (2) isoliert sind.
  3. Pyrotechnischer Stromtrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromtrenner (1) einen Trennkolben (8) aufweist, der bei der Trennung des Leiters (2) eine Platine (12) aus dem Leiter (2) ausstanzt, sodass zwei voneinander getrennte Leiterabschnitte (3a, 3b) verbleiben, und dass auf der zünderfernen Seite des Leiters (2) eine Auffangkammer (16) für die Platine (12) und den Trennkolben (8) vorgesehen ist.
  4. Pyrotechnischer Stromtrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Auffangkammer vom Leiter (2) weg verjüngt, sodass beim Abbremsen von Platine (12) und Trennkolben (8) ein Biegemoment entsteht, das von den Schrauben (13a, 13b) aufgenommen wird.
  5. Pyrotechnischer Stromtrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennkolben (8) gestuft ausgeführt ist, sodass der Trennkolben (8) mit der Stufe auf die Leiterabschnitte (3a, 3b) aufschlägt und dadurch abgebremst wird.
  6. Pyrotechnischer Stromtrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe schräg ist.
  7. Pyrotechnischer Stromtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (13a, 13b) Köpfe (15a, 15b) aufweisen, und diese Köpfe (15a, 15b) der Schrauben (13a, 13b) am Unterteil (6) anliegen und dadurch das Gehäuse in einem Auftreffbereich von Trennkolben (8) und Platine (12) verstärken.
  8. Pyrotechnischer Stromtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (2) gegen das Gehäuse durch eine Dichtung (17) gegen den Eintritt von Wasser abgedichtet ist.
  9. Pyrotechnischer Stromtrenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (17) auf den Leiter (2) aufgespritzt ist.
  10. Pyrotechnischer Stromtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (13a, 13b) eine Sicherung gegen selbsttätiges Lösen und/oder gegen absichtliches Lösen aufweisen.
  11. Pyrotechnischer Stromtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (13a, 13b) direkt in den aus Kunststoff bestehenden Unterteil (6) oder Oberteil (5) eingeschraubt sind und ein zur Haftung in Kunststoff optimiertes Gewinde aufweisen.
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