EP3888112A1 - Elektrischer schliesser - Google Patents

Elektrischer schliesser

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EP3888112A1
EP3888112A1 EP19828753.4A EP19828753A EP3888112A1 EP 3888112 A1 EP3888112 A1 EP 3888112A1 EP 19828753 A EP19828753 A EP 19828753A EP 3888112 A1 EP3888112 A1 EP 3888112A1
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EP
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connecting element
contact elements
electrically conductive
conductive material
contact
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EP19828753.4A
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Fabian Stellberg
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Auto Kabel Management GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the subject relates to an electrical closer, in particular for a
  • Motor vehicle line in particular a motor vehicle power line, for example a battery line, for example a battery motor, battery starter, battery generator or starter generator line.
  • a motor vehicle power line for example a battery line, for example a battery motor, battery starter, battery generator or starter generator line.
  • a possible safety concept provides for a short circuit of the live parts with the help of an electrical closer. Due to the short circuit caused by the make contact, the on-board electrical system is disconnected from the voltage after the short circuit. At the same time, a short circuit has the advantage that no switching under load is necessary, in which there is always the risk of an arc and thus a further flowing current. In addition, a closer can be designed in such a way that a downshift is impossible, so that a permanent fuse is guaranteed.
  • the object of the object was to provide an electrical closer for safety-relevant systems, which closes safely and in which a downshift is difficult.
  • an electrical closer To connect the electrical closer to a circuit, for example to a motor vehicle line or a motor vehicle power line, it has at least a first and a second electrical connection.
  • the respective electrical connection can be used as a connection lug, connection bolt,
  • Screw connection, crimp connection be formed as a round cable or as a flat cable.
  • the electrical closer can be housed in an independent housing and the connections can be led out of the housing.
  • the electrical closer has a first contact element, which is electrically connected to the first connection, and a second
  • the contact element which is electrically connected to the second connection. In the open position, the electrical contact elements are isolated from one another and spatially separated. The contact elements are preferably arranged within the housing of the electrical closer.
  • the connecting element In order to bring the connecting element into contact with the contact elements, a relative movement, in particular a translatory movement, of at least one of the contact elements to the connecting element is effected.
  • the connecting element In the open position, the connecting element is spatially separated from at least one of the contact elements and there is no electrical connection either between the two contact elements with one another or between at least one of the
  • Connecting element moves relative to at least one of the contact elements.
  • Connection element forms a short circuit between the two
  • An electrically conductive material which encloses the connecting element, offers good protection against resetting while at the same time being lightweight.
  • a material can be a porous material. This can be in the form of a powder or a porous foam. The material can also be pasty or liquid. The material is preferably metallic. The material is electrically conductive.
  • the connecting element and / or the contact elements are formed at least in part from an electrically conductive material. At least one of the contact elements can penetrate into the material of the connecting element, as a result of which a short circuit is formed in the closed position.
  • the connecting element can also penetrate into the electrically conductive material of the contact elements, as a result of which a short circuit is formed in the closed position.
  • a liquid metal can e.g. B. be mercury. According to one embodiment, it is proposed that the relative movement between at least one of the contact elements and the
  • Connecting element at least one, preferably both contact elements immerse in the electrically conductive material of the connecting element or the
  • a connection is made between an penetrating element and an element that is penetrated.
  • An penetrating element can be at least one of the contact elements and the element that is penetrated in this case is the connecting element.
  • An penetrating element can be the connecting element and the element into which penetration is in this case at least one of the contact elements.
  • the element that is penetrated can be formed at least in part from the electrically conductive material.
  • the penetrating element be formed with an undercut and / or hook-shaped and / or with a barb which is expanded against the direction of penetration.
  • the penetrating element can be one of the contact elements which penetrates into the connecting element or the connecting element which penetrates into at least one of the contact elements.
  • one or both contact elements can be made of the electrically conductive material
  • Connecting element or the connecting element be encircled by the electrically conductive material at least one of the contact elements. It is in particular an end region of the penetrating element is preferably completely enclosed by the electrically conductive material. There is a mechanical and electrical connection between the penetrated element and the electrically conductive material. Both contact elements preferably penetrate into the electrically conductive material of the connecting element. However, in the open position there is already an electrical connection between one of the
  • Penetrate contact elements in the electrically conductive material Penetrate contact elements in the electrically conductive material.
  • Connecting element is encircled by the respective electrically conductive material at least one of the contact elements. It is proposed in particular that a respective end region of the connecting element is completely enclosed by the respective electrically conductive material.
  • Enclosed all around can be understood to mean that the penetrating element is completely surrounded by the electrically conductive material along a circumference and touches it all around.
  • An end region can be an end face and a lateral surface of the penetrating element pointing away from the end face.
  • Penetration depth can be between a few mm to a few cm. The greater the depth of penetration into the electrically conductive material, the greater the contact area and thus the electrical conductivity or the conductance between the
  • the electrically conductive material be a porous metal, in particular an open-pore or closed-pore metal foam, in particular made of an aluminum material or a
  • the porous metal has a medium one
  • Pore diameter between 0.2mm and 0.4mm. The smaller the pore diameter, the denser the porous metal and the larger the contact area between the porous material and the element penetrating into it and the element into which it is penetrated.
  • the contact element penetrates into the connecting element or vice versa.
  • the penetrating element has a mandrel-shaped geometry, for example conical. It is proposed that the tips of the contact elements are directed in the direction of the connecting element or the tips of the ends of the connecting element are directed in the direction of the respective contact element.
  • the respective tips are preferably spike-shaped.
  • the penetrating element can also be formed in the form of a cutting edge.
  • the tips are driven into the porous metal, which creates an electrical and mechanical contact.
  • the porosity of the metal allows penetration, at the same time realizing a large holding force.
  • the contact elements are formed in one piece with the connections. So it is immediately the
  • the connecting element is formed as a conductor bridge and that by the relative movement
  • Dipping element immersed in the electrically conductive material of the contact elements. It should be noted here that it may also be sufficient if only one Dips end of a connecting element into a contact element and the other end of the connecting element already in with the other contact element
  • the electrically conductive material be completely enclosed by a housing.
  • an insulating material is arranged on the surface of the electrically conductive material, into which at least one of the contact elements or
  • the housing is preferably formed from an insulation material, so that unintentional contacts are avoided.
  • the electrically conductive material, the connecting element and / or the contact elements according to the
  • the drive is electrical, electromechanical, magnetic, pyrotechnic or the like.
  • An electromechanical drive can in particular be a spring drive, which can be triggered electrically.
  • a magnetic drive can in particular be a relay drive.
  • a pyrotechnic drive can be realized with the help of a pyrotechnic squib, which is an electrical one
  • a porous metal can be produced in different ways, in particular foaming of a blowing agent being used to produce the porous metal. Sintering a metal powder can also lead to the porous material.
  • the blowing agent is introduced into a metal powder and the metal-blowing agent mixture is treated, in particular heated, whereby the blowing agent outgasses and
  • Fig. La a closer in an open position according to a first
  • Fig. La shows a closer 2 with a first connection 4a and a second connection 4b.
  • the connections 4a, b can be formed as flat parts or round parts.
  • the connections 4a, b can be formed in particular as connection lugs, connection bolts, crimp connections, solder connections, weld connections or the like.
  • the connections 4a, b can be bimetallic or made of a metal.
  • the connections 4a, b can be formed from a copper material or an aluminum material.
  • the contact elements 6a, 6b can be provided in one piece with the contacts 4a, b or only electrically contacted therewith.
  • the contact elements 6a, b can be made of the same metal or one of the connections 4a, b
  • the contact elements 6a, 6b can be coated with metal.
  • the contact elements 6a, b can be made from one
  • Copper material or an aluminum material can be formed.
  • the contact elements 6a, b can be shaped in the shape of a spike on the end face and in
  • a connecting element 8 can have a housing 8a and a metal foam 8b arranged in the housing 8a.
  • the metal foam 8b is described below as representative of a porous metal, the following description is therefore also applicable to any other porous metal.
  • the housing 8a is formed from an insulation material, in particular plastic, and preferably completely encases the metal foam 8b.
  • a contact 10 in the form of a squib may be provided for the contact elements 6a, b on the side of the connecting element 8 facing away from the connecting element 8.
  • An electrical pulse can trigger the drive 10 via ignition wires 12, whereupon a gas pressure
  • Connection element accelerated in the direction of the contact elements 6a, b.
  • the connecting element 8 is movably arranged in a channel 14 and can be moved in the channel 14 in particular in B e wegungsri direction 16.
  • the movement of the connecting element 8 in the channel 14 in the direction of movement 16 is triggered by the drive 10.
  • an ignition pulse is transmitted via the ignition wire 12 and the drive 10 ignites. This moves because of the gas pressure
  • the connecting element 8 is sufficiently large "so that the contact elements 6a, b, the housing 8a pierce and penetrate into the metal foam 8b. A mechanical and electrical connection is created between the front ends of the contact elements 6a, b and the metal foam 8b. A short circuit is formed between the contact elements 6a, b via the metal foam 8b and the normally open contact 2 in a closed position.
  • the connecting element 8 remains in this closed position. Since the tips of the contact elements 6a, b are mechanically completely removed from the metal foam 8b
  • the connecting element 8 holds firmly on the contact elements 6a, b and a reset is prevented.
  • Barbs or undercuts can also be arranged at the tips of the contact elements 6a, b, which prevent the connecting element 8 from moving in the opposite direction 16.
  • FIG. 2a shows a further exemplary embodiment, in which a contact element 6a is pivotally mounted about an axis 6c about the connecting element 4b.
  • the drive 10 ' is formed by a spring, which for example
  • the drive 10 ' is triggered via an ignition pulse and that
  • the contact elements 6a, 6b can also be accelerated in a direction of movement 16 in the direction of the connecting element 8, as shown in FIGS. 3a, b.
  • the contact elements 6a, b are with the
  • Connection elements 4a, b connected so that the contact elements 6a, b are movable in the direction of movement 16.
  • a pin 18 can be provided between the drive 10 and the contact elements 6a, b, which ensures a uniform acceleration of the contact elements 6a, b.
  • 3b shows the closed position in which a short circuit is formed between the contact elements 6a, b via the metal foam 8b.

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Abstract

Elektrischer Schließer umfassend einen ersten elektrischen Anschluss (4a) und einen zweiten elektrischen Anschluss (4b), ein erstes Kontaktelement (6a), welches mit dem ersten Anschluss elektrisch verbunden ist, ein zweites Kontaktelement (6b), welches mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbunden ist, ein Verbindungselement (8), mit dem eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontaktelementen herstellbar ist, und einen Antrieb (10), der eine Relativbewegung zwischen den Kontaktelementen und Verbindungselement bewirkt, wobei das Verbindungselement (8) oder die Kontaktelemente (6a, 6b) zumindest in Teilen aus einem elektrisch leitenden, porösen Metall gebildet sind.

Description

Elektrischer Schließer
Der Gegenstand betrifft einen elektrischen Schließer, insbesondere für eine
Kraftfahrzeugleitung, insbesondere eine Kraftfahrzeugenergieleitung, beispielsweise eine Batterieleitung, beispielsweise eine Batterie-Motor-, Batterie-Starter-, Batterie- Generator- oder Starter-Generator-Leitung.
In automotiven Anwendungen, jedoch auch in anderen Anwendungen, werden die Sicherheitsanforderungen stets strenger. Gerade bei hohen Strömen ist aus
Sicherheitsgründen eine sichere Abschaltung im Fehlerfall notwendig. Nutzer, Insassen und Helfer müssen vor Stromschlägen sicher geschützt werden.
In H o ch voltanwendungen mit Spannungen von teils über 1000V bei gleichzeitig hohen Strömen, wie sie beispielsweise in automotiven Antriebssträngen auftreten, ist ein zuverlässiges Schalten notwendig, um im Fehler- oder Crashfall einen sicheren Personenschutz zu gewährleisten. Ein mögliches Sicherheitskonzept sieht einen Kurzschluss der spannungsführenden Teile mit Hilfe eines elektrischen Schließers vor. Durch den herbeigeführten Kurzschluss über den Schließer wird das Bordnetz hinter dem Kurzschluss spannungslos geschaltet. Gleichzeitig hat ein Kurzschluss den Vorteil, dass kein Schalten unter Last notwendig ist, bei dem stets die Gefahr eines Lichtbogens und somit eines weiter fließenden Stroms besteht. Außerdem kann ein Schließer so gestaltet werden, dass ein Rückschalten unmöglich wird, so dass eine dauerhafte Sicherung gewährleistet ist.
Dem Gegenstand lag die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schließer für sicherheitsrelevante Systeme zur Verfügung zu stellen, welcher sicher schließt und bei dem eine Rückschaltung erschwert ist.
Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Schließer nach Ansp Zum Anschluss des elektrischen Schließers an eine Schaltung, beispielsweise an eine Kraftfahrzeugleitung oder eine Kraftfahrzeugenergieleitung, verfügt dieser über zumindest einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschluss. Der jeweilige elektrische Anschluss kann jeweils als Anschlussfahne, Anschlussbolzen,
Schraubanschluss, Crimpanschluss, als Rundleitung oder als Flachleitung gebildet sein. Der elektrische Schließer kann in einem eigenständigen Gehäuse umhaust sein und die Anschlüsse können aus dem Gehäuse heraus geführt sein.
Darüber hinaus verfügt der elektrische Schließer über ein erstes Kontaktelement, welches mit dem ersten Anschluss elektrisch verbunden ist, und ein zweites
Kontaktelement, welches mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbunden ist. Die elektrischen Kontaktelemente sind in der Offenposition voneinander isoliert und räumlich getrennt. Die Kontaktelemente sind bevorzugt innerhalb des Gehäuses des elektrischen Schließers angeordnet.
Zur Kontaktierung der beiden Kontaktelemente miteinander ist ein
Verbindungselement vorgesehen. Das Verbindungselement ist aus einem elektrisch leitenden Material gebildet und kann gleichzeitig in Kontakt mit den beiden
Kontaktelementen gebracht werden, wodurch ein Kurzschluss über die
Kontaktelemente gebildet wird und somit eine Geschlossenposition des Schließers realisiert ist.
Um das Verbindungselement in Kontakt mit den Kontaktelementen zu bringen, wird eine Relati vb e wegung, insbesondere eine translatorische Bewegung, zumindest eines der Kontaktelemente zu dem Verbindungselement bewirkt. In der Offenposition ist das Verbindungselement räumlich von zumindest einem der Kontaktelemente getrennt und es besteht keinerlei elektrische Verbindung sowohl zwischen den beiden Kontaktelementen untereinander als auch zwischen zumindest einem der
Kontaktelemente und dem Verbindungselement. In der Offenposition ist bevorzugt keines der Kontaktelement mit dem Verbindungselement verbunden. Es ist aber auch möglich, dass in der Offenposition eines der Kontaktelemente mit dem Verbindungselement verbunden ist und das zweite Kontaktelement hiervon elektrisch isoliert ist. In diesem Fall ist eine Relativbewegung zwischen den Kontaktelementen und dem Verbindungselement derart, dass sich das zweite Kontaktelement relativ zu dem Verbindungselement bewegt. Auch ist es jedoch möglich, dass sich das
Verbindungselement relativ zu zumindest einem der Kontaktelemente bewegt.
Werden Verbindungselement und eines oder beider Kontaktelemente relativ zueinander aufeinander zu bewegt, erfolgt ein mechanischer und elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktelementen und dem Verbindungselement und das
Verbindungselement bildet einen Kurzschluss zwischen den beiden
Kontaktelementen.
Einen guten Schutz vor einer Rücksetzung bei gleichzeitig geringem Gewicht bietet ein elektrisch leitendes Material, welches das Verbindungselement umschließt. Ein solches Material kann ein poröses Material sein. Dies kann in Form eines Pulvers oder eines porösen Schaums sein. Auch kann das Material pastös oder flüssig sein. Das Material ist bevorzugt metallisch. Das Material ist elektrisch leitend.
Es wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement und/oder die Kontaktelemente zumindest in Teilen aus einem elektrisch leitenden Material gebildet sind. Zumindest eines der Kontaktelemente kann in das Material des Verbindungselements eindringen, wodurch ein Kurzschluss in der Geschlossenposition gebildet wird. Auch kann das Verbindungselement in das elektrisch leitende Material der Kontaktelemente eindringen, wodurch ein Kurzschluss in der Geschlossenposition gebildet wird.
Nachfolgend können die Begriffe eindringen und eintauchen synonym verstanden werden. Nachfolgend wir an verschiedenen Stellen ein poröses Material beschrieben. Die Ausführungen gelten entsprechend auch für pastöse, flüssige oder pulverförmige Materialien entsprechend. Ein flüssiges Metall kann z. B. Quecksilber sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass durch die Relativbewegung zwischen zumindest einem der Kontaktelemente und dem
Verbindungselement zumindest eines, bevorzugt beide Kontaktelemente in das elektrisch leitende Material des Verbindungselements eintauchen oder das
Verbindungselement in das elektrisch leitende Material zumindest eines der
Kontaktelemente eintaucht. Unter einem Eintauchen kann ein mechanisches
Eindringen, insbesondere in der Art eines Einstechens oder Eintreibens verstanden werden. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Kontaktelemente oder des Verbindungselements kann ein Eindringen in das elektrisch leitende Material begünstigt werden.
Eine Verbindung erfolgt zwischen einem eindringenden Element und einem Element, in das eingedrungen wird. Ein eindringendes Element kann zumindest eines der Kontaktelemente sein und das Element, in das eingedrungen wird, ist in diesem Fall das Verbindungselement. Ein eindringendes Element kann das Verbindungselement sein und das Element, in das eingedrungen wird, ist in diesem Fall zumindest eines der Kontaktelemente. Das Element, in das eingedrungen wird kann zumindest in Teilen aus dem elektrisch leitenden Material gebildet sein.
Um ein Lösen des eingedrungenen Elements zu verhindern, wird vorgeschlagen, dass das eindringende Element mit einem Hinterschnitt und/oder hakenförmig und/oder mit einem Widerhaken gebildet ist, der entgegen der Eindringrichtung aufgeweitet ist. Das eindringende Element kann eines der Kontaktelemente sein, welches in das Verbindungselement eindringt oder das Verbindungselement, welches in zumindest eines der Kontaktelemente eindringt.
In einer Endposition, das heißt, wenn die Relativbewegung zwischen dem zumindest einen Kontaktelement und dem Verbindungselement beendet ist, kann eines oder beide Kontaktelemente von dem elektrisch leitenden Material der
Verbindungselements oder das Verbindungselement von dem elektrisch leitenden Material zumindest eines der Kontaktelemente umlaufend umschlossen sein. Dabei ist insbesondere ein Endbereich des jeweils eindringenden Elements von dem elektrisch leitenden Material bevorzugt vollständig umschlossen. Es besteht eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem eingedrungenen Element und dem elektrisch leitenden Material. Bevorzugt dringen beide Kontaktelemente in das elektrisch leitende Material des Verbindungselements ein. Besteht jedoch in der Offenposition bereits eine elektrische Verbindung zwischen einem der
Kontaktelemente und dem Verbindungselement, kann auch nur eines der
Kontaktelemente in das elektrisch leitende Material eindringen.
Im umgekehrten Fall, in dem zumindest eines, vorzugsweise beide Kontaktelemente, aus einem elektrisch leitendem Material gebildet sind oder dieses aufweisen, wird vorgeschlagen, dass das in das elektrisch leitende Material eingedrungene
Verbindungselement von dem jeweiligen elektrisch leitende Material zumindest eines der Kontaktelemente umlaufend umschlossen ist. Dabei wird insbesondere vorgeschlagen, dass ein jeweiliger Endbereich des Verbindungselements von dem jeweiligen elektrisch leitenden Material vollständig umschlossen ist.
Umlaufend umschlossen kann so verstanden werden, dass entlang eines Umfangs das eindringende Element vollständig von dem elektrisch leitendev Material umgeben ist und dieses umlaufend berührt. Ein Endbereich kann eine Stirnfläche und eine von der Stirnfläche wegweisende Mantelfläche des eindringenden Elements sein. Die
Eindringtiefe kann zwischen wenigen mm bis einigen cm betragen. Je größer die Eindringtiefe in das elektrisch leitende Material ist, desto größer ist die Kontaktfläche und somit die elektrische Leitfähigkeit bzw. der Leitwert zwischen dem
Verbindungselement und dem Kontaktelement.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das elektrisch leitende Material ein poröses Metall, insbesondere ein offenporiger oder geschlossenporiger Metallschaum ist, insbesondere aus einem Aluminiumwerkstoff oder einem
Kupferwerkstoff. Wenn nachfolgend von Schaum oder Metallschaum die Rede ist, so kann dies stets auch als das poröse Metall verstanden werden, wobei in diesem Fall der Schaum lediglich als ein Ausführungsbeispiel des porösen Metalls zu verstehen ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel hat das poröse Metall einen mittleren
Porendurchmesser zwischen 0,2mm und 0,4mm. Je geringer der Porendurchmesser, desto dichter ist das poröse Metall und desto größer ist die Kontaktfläche zwischen dem porösen Material und dem darin eindringenden Element und dem Element in das eingedrungen wird.
Wie bereits erläutert dringt das Kontaktelement in das Verbindungselement ein oder umgekehrt. Um das Eindringen zu erleichtern, hat das eindringende Element eine dornförmige Geometrie, beispielsweise kegelförmig. Es wird vorgeschlagen, dass die Spitzen der Kontaktelemente in Richtung des Verbindungselements gerichtet sind oder die Spitzen der Enden des Verbindungselements in Richtung des jeweiligen Kontaktelements gerichtet sind. Die jeweiligen Spitzen sind bevorzugt dornförmig gebildet. Auch kann das eindringende Element in der Form einer Schneide gebildet sein.
Durch eine Beschleunigung mit Hilfe des Antriebs werden die Spitzen in das poröse Metall getrieben, wodurch ein elektrischer und mechanischer Kontakt entsteht. Durch die Porosität des Metalls ist ein Eindringen möglich, wobei gleichzeitig eine große Haltekraft realisiert wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Kontaktelemente einstückig mit den Anschlüssen gebildet sind. Somit sind es unmittelbar die
Anschlüsse, die in das elektrisch leitende Material getrieben werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement als Leiterbrücke gebildet ist und dass durch die Relativbewegung das
Verbindungselement in das elektrisch leitende Material der Kontaktelemente eintaucht. Hierbei ist zu beachten, dass es auch ausreichend sein kann, wenn nur ein Ende eines Verbindungselements in ein Kontaktelement eintaucht und das andere Ende des Verbindungselements bereits mit dem anderen Kontaktelement in
Verbindung steht. Dies gilt für die gesamten hiesigen Ausführungen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das elektrisch leitende Material vollständig von einem Gehäuse eingehaust ist. Es ist jedoch auch bevorzugt, dass ein isolierendes Material auf der Oberfläche des elektrisch leitende Material angeordnet ist, in das zumindest eines der Kontaktelemente oder das
Verbindungselement eintaucht. Durch diese Isolation wird eine ungewollte
Kontaktierung, beispielsweise durch Vibration, verhindert. Es ist eine ausreichend große Kraft notwendig, um die Isolation bzw. das Gehäuse zu durchdringen. Diese Kraft wird durch die Beschleunigung mit Hilfe des Antriebs aufgebracht. Beim Eintauchen, beschleunigt durch den Antrieb, durchbricht das Verbindungselement oder die Kontaktelemente die Gehäusewand.
Das Gehäuse ist dabei bevorzugt aus einem Isolationsmaterial gebildet, so dass unbeabsichtigte Kontaktierungen vermieden werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das elektrisch leitende Material das Verbindungselement und/oder die Kontaktelemente nach dem
Eintauchen vollständig umschließt und somit eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Verbindungselement oder den Kontaktelementen und dem elektrisch leitenden Material gebildet ist.
Der Antrieb ist elektrisch, elektromechanisch, magnetisch, pyrotechnisch oder dergleichen. Ein elektromechanischer Antrieb kann insbesondere ein Federantrieb sein, welcher elektrisch ausgelöst werden kann. Ein magnetischer Antrieb kann insbesondere ein Relaisantrieb sein. Ein pyrotechnischer Antrieb kann mit Hilfe einer pyrotechnischen Zündpille realisiert sein, welche durch einen elektrischen
Zündimpuls ausgelöst werden kann. Ein poröses Metall kann unterschiedlich hergestellt werden, wobei insbesondere ein Aufschäumen eines Treibmittels zur Herstellung des porösen Metalls genutzt wird. Auch ein Sintern eines Metallpulvers kann zu dem porösen Material fuhren. Das Treibmittel wird in ein Metallpulver eingebracht und das Metall-Treibmittel-Gemisch wird behandelt, insbesondere erhitzt, wodurch das Treibmittel ausgast und
Aufschäumt und somit die Porosität bildet. Auch ist es möglich, dass in einem
Gießprozess ein Metall-Salz-Gemisch gebildet wird und anschließend das Salz ausgewaschen wird und die verbleibende Metallmatrix das poröse Metall bildet.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. la ein Schließer in einer Offenposition gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel;
Fig. lb den Schließer gemäß Fig. la in einer Geschlossenposition;
Fig. 2a einen Schließer gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Offenposition;
Fig. 2b den Schließer gemäß Fig. 2a in einer Geschlossenposition;
Fig. 3a einen Schließer gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Offenposition;
Fig. 3b den Schließer gemäß Fig. 3a in einer Geschlossenposition.
Fig. la zeigt einen Schließer 2 mit einem ersten Anschluss 4a und einem zweiten Anschluss 4b. Die Anschlüsse 4a, b können als Flachteile oder Rundteile gebildet sein. Die Anschlüsse 4a, b können insbesondere als Anschlussfahnen, Anschlussbolzen, Crimpanschlüsse, Lötanschlüsse, Schweißanschlüsse oder dergleichen gebildet sein. Die Anschlüsse 4a, b können bimetallisch oder aus einem Metall gebildet sein. Insbesondere können die Anschlüsse 4a, b aus einem Kupferwerkstoff oder einem Aluminiumwerkstoff gebildet sein.
Einstückig mit dem den Anschlüssen 4a, b oder auch elektrisch damit lediglich kontaktiert können Kontaktelemente 6a, 6b vorgesehen sein. Die Kontaktelemente 6a, b können aus dem gleichen Metall oder einem von den Anschlüssen 4a, b
unterschiedlichen Metall gebildet sein. Die Kontaktelemente 6a, 6b können metallisch beschichtet sein. Insbesondere können die Kontaktelemente 6a, b aus einem
Kupferwerkstoff oder einem Aluminiumwerkstoff gebildet sein.
Die Kontaktelemente 6a, b können stirnseitig dornförmig geformt sein und in
Richtung eines Verbi ndungs elements 8 weisen.
Ein Verbindungselement 8 kann ein Gehäuse 8a und einen in dem Gehäuse 8a angeordneten Metallschaum 8b aufweisen. Der Metallschaum 8b wird nachfolgend stellvertretend für ein poröses Metall beschrieben, die nachfolgende Beschreibung ist somit auch auf jegliches anderes poröses Metall anwendbar.
Das Gehäuse 8a ist aus einem Isolationsmaterial, insbesondere Kunststoff gebildet und ummantelt den Metallschaum 8b bevorzugt vollständig. Auf der den
Kontaktelementen 6a, b abgewandten Seite des Verbindungselements 8 kann ein Antrieb 10 in Form einer Zündpille vorgesehen sein. Über Zünddrähte 12 kann ein elektrischer Impuls den Antrieb 10 auslösen, woraufhin ein Gasdruck das
Verbindungselement in Richtung der Kontaktelemente 6a, b beschleunigt.
In dem in Fig. la dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 8 in einem Kanal 14 beweglich angeordnet und kann insbesondere in B e wegungsri chtung 16 in dem Kanal 14 bewegt werden. Die Bewegung des Verbindungselements 8 in dem Kanal 14 in Bewegungsrichtung 16 wird ausgelöst durch den Antrieb 10. Im Auslösefall wird ein Zündimpuls über den Zünddraht 12 übertragen und der Antrieb 10 zündet. Durch den entstehenden Gasdruck bewegt sich das
Verbindungselement 8 in Bewegungsrichtung 16. Der Impuls des
Verbindungselements 8 ist ausreichend groß» so dass die Kontaktelemente 6a, b das Gehäuse 8a durchstoßen und in den Metallschaum 8b eindringen. Es entsteht eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen den stirnseitigen Enden der Kontaktelemente 6a, b und dem Metallschaum 8b. Über den Metallschaum 8b ist ein Kurzschluss zwischen den Kontaktelementen 6a, b gebildet und der Schließer 2 in einer Geschlossenposition.
In dieser Geschlossenposition verharrt das Verbindungselement 8. Da die Spitzen der Kontaktelemente 6a, b mechanisch vollständig von dem Metallschaum 8b
umschlossen sind, hält das Verbindungselement 8 fest an den Kontaktelementen 6a, b und ein Rückstellen ist verhindert. Auch können an den Spitzen der Kontaktelemente 6a, b Widerhaken oder Hinterschnitte angeordnet sein (nicht gezeigt) die verhindern, dass sich das Verbindungselement 8 entgegen der Richtung 16 bewegen kann.
Fig. 2a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein Kontaktelement 6a schwenkbar um eine Achse 6c um das Anschlusselement 4b gelagert ist. Das
Kontaktelement 6a ist mit dem Verbindungselement 8, insbesondere dem
Metallschaum 8b verbunden. Das Verbindungselement 8 samt Metallschaum 8b ist insbesondere unverlierbar an dem Kontaktelement 6a angeordnet, beispielsweise durch ein stoffschlüssiges Fügen des Metallschaums 8b mit einer Oberfläche des Kontaktelements 6a.
Der Antrieb 10' ist durch eine Feder gebildet, welche beispielsweise
elektromagnetisch auslösbar ist.
Im Auslösefall wird über einen Zündimpuls der Antrieb 10' ausgelöst und das
Kontaktelement 6a samt Verbindungselement 8 in Richtung des Kontaktelements 6b beschleunigt. Durch diese Relativbewegung dringt das Kontaktelement 6b, wie in Fig. 2b gezeigt, in den Metallschaum 8b ein und ein Kurzschluss zwischen dem
Kontaktelement 6a und dem Kontaktelement 6b ist gebildet.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können auch die Kontaktelemente 6a, 6b in einer Bewegungsrichtung 16 in Richtung des Verbindungselements 8 beschleunigt werden, wie in Fig. 3a, b gezeigt. Die Kontaktelemente 6a, b sind mit den
Anschlusselementen 4a, b so verbunden, dass die Kontaktelemente 6a, b beweglich in Bewegungsrichtung 16 sind. Zwischen dem Antrieb 10 und den Kontaktelementen 6a, b kann ein Bolzen 18 vorgesehen sein, welcher für eine gleichmäßige Beschleunigung der Kontaktelemente 6a, b sorgt.
Zwischen den stirnseitigen Enden der Kontaktelemente 6a, b und dem
Verbindungselement 8 kann eine Isolationsschicht 8c vorgesehen sein. Fig. 3a zeigt eine Offenposition des Schließers 2. In einem Auslösefall wird der Antrieb 10 ausgelöst und über den Bolzen 18 werden die Kontaktelemente 6a, b in
Bewegungsrichtung 16 in Richtung des Verbindungselements 8 beschleunigt. Der Bewegungsimpuls ist derart groß, dass die Kontaktelemente 6a, b die
isolationsschicht 8c durchdringen und in den Metallschaum 8b eindringen. Fig. 3b zeigt die Geschlossenposition, in der ein Kurzschluss zwischen den Kontaktelementen 6a, b über den Metallschaum 8b gebildet ist.
Bezugszeichenliste
2 Schließer
4a, b Anschlusselemente
6a, b Kontaktelemente
6c Achse
8 Verbindungselement
8a Gehäuse
8b Metallschaum
8c Isolationsschicht
10, 10‘Antrieb
12 Zünddraht
14 Kanal
16 Bewegungsrichtung
18 Bolzen

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Elektrischer Schließer, insbesondere für eine Kraftfahrzeugleitung, insbesondere eine Kraftfahrzeugenergieleitung umfassend:
einen ersten elektrischen Anschluss und einen zweiten elektrischen Anschluss, ein erstes Kontaktelement, welches mit dem ersten Anschluss elektrisch verbunden ist,
ein zweites Kontaktelement, welches mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbunden ist,
ein Verbindungselement, mit dem eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontaktelementen herstellbar ist, und
einen Antrieb, der eine Relativbewegung zwischen zumindest einem der
Kontaktelemente und dem Verbindungselement bewirkt,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verbindungselement oder die Kontaktelemente zumindest in Teilen aus einem elektrisch leitenden, porösen, pastösen oder flüssigen Material gebildet sind.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch die Relativbewegung zumindest eines der Kontaktelemente in das elektrisch leitende Material des Verbindungselements eintauchen oder das Verbindungselement in das poröse Metall zumindest eines der Kontaktelemente eintaucht.
3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine in das elektrisch leitende Material eingetauchte
Kontaktelement von dem elektrisch leitende Material des Verbindungselements umlaufend umschlossen ist, insbesondere ein Endbereich des zumindest einen Kontaktelements von dem elektrisch leitende Material insbesondere vollständig umschlossen sind oder
dass das in das elektrisch leitende Material zumindest eines der Kontaktelemente eingetauchte Verbindungselement von dem jeweiligen elektrisch leitende Material zumindest eines der Kontaktelement umlaufend umschlossen ist, insbesondere ein jeweiliger Endbereich des Verbindungselements von dem jeweiligen elektrisch leitende Material vollständig umschlossen sind.
4. Elektrischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektrisch leitende Material ein poröses Metall, insbesondere ein offenporiger oder geschlossenporiger Metallschaum ist, insbesondere aus einem Aluminiumwerkstoff oder einem Kupferwerkstoff.
5. Elektrischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das poröse Metall einen mittleren Porendurchmesser zwischen 0,2 und 4 mm aufweist.
6. Elektrischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eines der Kontaktelemente dornförmig gebildet ist und dessen Spitze in Richtung des Verbindungselements gerichtet ist oder dass die Enden des Verbindungselements dornförmig gebildet sind und deren Spitzen in
Richtung des jeweiligen Kontaktelements gerichtet sind.
7. Elektrischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Kontaktelemente einstückig mit zumindest einem der
Anschlüsse gebildet ist.
8. Elektrischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verbindungselement als Leiterbrücke gebildet ist und dass durch die Relativbewegung das Verbindungselement in das elektrisch leitende Material zumindest eines der Kontaktelemente eintaucht.
9. Elektrischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektrisch leitende Material vollständig von einem Gehäuse eingehaust ist und dass Verbindungselement und/oder die Kontaktelemente beim
Eintauchen in das elektrisch leitende Material die Gehäusewand durchbricht.
10. Elektrischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse aus einem Isolationsmaterial gebildet ist.
11. Elektrischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektrisch leitende Material dass Verbindungselement und/oder die Kontaktelemente nach dem Eintauchen vollständig umschließt und somit eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Verbindungselement oder den
Kontaktelementen und dem elektrisch leitende Material gebildet ist
12. Elektrischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Antrieb elektrisch, elektromechanisch, magnetisch, pneumatisch und/oder pyrotechnisch ist.
13. Elektrischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet,
dass das poröse Metall durch Aufschäumen eines Treibmittels in einem Metall- Treibmittel-Gemisch oder durch Auswaschen eines Salzes in einem gegossenen Metall-Salz-Gemisch gebildet ist.
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