EP4679474A1 - Pyrotechnisches schaltelement sowie dessen verwendung, elektrische maschine hiermit, fahrzeug mit dem schaltelement oder der elektrischen maschine und verfahren zum entladen mit diesem schaltelement - Google Patents

Pyrotechnisches schaltelement sowie dessen verwendung, elektrische maschine hiermit, fahrzeug mit dem schaltelement oder der elektrischen maschine und verfahren zum entladen mit diesem schaltelement

Info

Publication number
EP4679474A1
EP4679474A1 EP24187563.2A EP24187563A EP4679474A1 EP 4679474 A1 EP4679474 A1 EP 4679474A1 EP 24187563 A EP24187563 A EP 24187563A EP 4679474 A1 EP4679474 A1 EP 4679474A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching element
pyrotechnic
conductors
bridging
pyrotechnic switching
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.)
Pending
Application number
EP24187563.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benedikt RIAUTSCHNIG
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.)
Miba Resistors Austria GmbH
Original Assignee
Miba Resistors Austria 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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miba Resistors Austria GmbH filed Critical Miba Resistors Austria GmbH
Priority to EP24187563.2A priority Critical patent/EP4679474A1/de
Priority to PCT/EP2025/068848 priority patent/WO2026012862A1/de
Publication of EP4679474A1 publication Critical patent/EP4679474A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/004—Closing switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • 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 invention relates to a pyrotechnic switching element with several electrical connections, with several conductors, each connected to a connection or forming these connections as a section, with at least one pyrotechnic charge, and with a bridging element which, in an initial position before ignition of the pyrotechnic charge, is arranged spaced apart from the conductors and, in a bridging position after ignition of the pyrotechnic charge, is in electrical contact with the conductors and electrically short-circuits them.
  • Pyrotechnic switching elements are known from the prior art for reliably and quickly triggering a safety-relevant function, such as an active short circuit, on an electrical device, for example, an electric machine.
  • the pyrotechnic switching element comprises two conductors, a pyrotechnic charge, and a bridging element.
  • the bridging element In its initial position, before ignition of the pyrotechnic charge, the bridging element is spaced apart from the two conductors.
  • the bridging element In its bridging position, after ignition of the pyrotechnic charge, the bridging element is in electrical contact with the two conductors and short-circuits them. This closes a current path between the two terminals of the pyrotechnic switching element, enabling an electric current flow.
  • Discharging the typically three phases of an electric machine requires not only a large number of pyrotechnic switching elements but also a corresponding design of the electrical connections to ensure voltage equalization between the individual phases.
  • a pyrotechnic safety circuit for an electric machine is therefore comparatively complex and elaborate in its design.
  • the invention therefore aims to create a pyrotechnic switching element that reduces the design effort and complexity of a pyrotechnic safety circuit. Furthermore, the pyrotechnic switching element should be simple in design and stable.
  • the pyrotechnic switching element can discharge and thus actively short-circuit an electric machine in its run-up phase, thereby fulfilling a safety-relevant function. This is possible even with simplified electrical requirements for integration into a safety circuit, since the bridging element, in the bridging position, electrically short-circuits the conductors as a common neutral point for the phase conductors, thus eliminating the need for a complex design for voltage equalization between the individual phase conductors.
  • the design effort on the pyrotechnic switching element can remain low and a reliable electrical short circuit can be ensured - which leads to high stability with design simplicity in the pyrotechnic switching element according to the invention.
  • the active short circuit via the pyrotechnic switching element can be further improved, for example, if the electrical resistance values from the respective terminal to the bridging element are essentially the same in the bridging position. In particular, this can also reduce any star point voltage that may result from the follow-up voltage, thus minimizing additional electrical load. To keep phases on other conductors low. This can further improve the stability of the pyrotechnic switching element.
  • the electrical resistance values from the respective terminal to the bridging element are ⁇ 10 milliohms in the bridging position. It is also conceivable that these electrical resistance values are ⁇ 5 milliohms, especially in the range of 0.1 to 5 milliohms.
  • the operational reliability of the pyrotechnic switching element can be increased, for example, if the pyrotechnic switching element has an electrical insulator that is arranged between the ends of the electrical conductors.
  • the electrical insulator could, for example, be a housing section of the pyrotechnic switching element. It is also conceivable that the electrical insulator is provided between the free ends of the electrical conductors.
  • the electrical insulator has at least one centering groove for each end of the electrical conductors, particularly the free end, into which the respective end projects. This positions the conductors precisely relative to each other, ensuring a stable short circuit across the bridging element.
  • the pyrotechnic switching element has a housing recess between the electrical conductors into which the bridging element engages in the bridging position. This can, for example, position the bridging element more precisely and, while maintaining the specified resistance values, keep any neutral point voltage reproducibly low.
  • the distances between two ends of the, in particular free, ends of the electrical conductors are each the same, thus resulting in an advantageous geometric centering via the bridging element.
  • the pyrotechnic switching element according to the invention is used to form a common star point for at least three phase lines connected to it with phases that are out of phase with each other.
  • FIG. 1 An electrically insulating housing 2 consisting of a lower housing 2a and an upper housing 2b, and several electrical terminals 3a, 3b, 3c, which are designed as contact tongues.
  • the pyrotechnic switching element 1 serves to switch on an electrical connection between the electrical terminals 3a, 3b, 3c.
  • This bridging element 6 is located in an initial position 7a, i.e., before ignition of the pyrotechnic charge 5. In this initial position 7a, the bridging element 6 is spaced apart from the conductors 4a, 4b, 4c, so that there is no electrical connection between these conductors.
  • the pyrotechnic switching element 1 is specially designed for this active short circuit. Instead of the usual two terminals, the pyrotechnic switching element 1 has three terminals 3a, 3b, 3c and thus also three conductors 4a, 4b, 4c, as is particularly evident in Fig. 4 can be seen.
  • the bridging element 6 electrically shorts the conductors 4a, 4b, 4c as a common neutral point S for the phase lines L1, L2, L3, so that several phase lines L1, L2, L3 can be discharged simultaneously with a single pyrotechnic switching element 1.
  • the bridging element 6 serves as a central voltage equalizer between the individual phases of the phase lines L1, L2, L3, which reproducibly ensures a Neutral point voltage is avoided or reduced. The latter is particularly important in the case of an electric machine with a run-on time, where, due to the reduced motor speed, at least differing voltage amplitudes and/or phase drift are to be expected on the phase lines L1, L2, L3.
  • this can be robustly and reliably accommodated electrically by means of the bridging element 6 as a common neutral point S.
  • the extremely reliable pyrotechnic switching element 1 thus enables a simplified design of a pyrotechnic safety circuit 10. This is because a single pyrotechnic switching element 1 is sufficient to actively short-circuit several phase lines L1, L2, L3 of an electric machine in order to fulfill a safety-relevant function.
  • An electrical insulator 11 ensures a sufficiently high dielectric strength and creepage distance at the pyrotechnic switching element 1.
  • the electrical insulator 11, designed as a housing section of the housing 2, is located between the electrical conductors 4a, 4b, 4c and also serves to prevent unintentional contact between the bridging element 6 and the conductors 4a, 4b, 4c.
  • the electrical insulator 11 serves to precisely align the conductors 4a, 4b, 4c with respect to the bridging element 6.
  • the electrical insulator 11 has a centering groove 16a, 16b, 16c for each free end 13a, 13b, 13c of the conductors 4a, 4b, 4c.
  • the free ends of the conductors 4a, 4b, 4c project into these centering grooves 16a, 16b, 16c.
  • End 13a, 13b, 13c of the electrical conductors 4a, 4b, 4c - which fixes their position in the housing 2.
  • the conductors 4a, 4b, 4c each have two lateral contact surfaces 14a, 14b at their free ends 13a, 13b, 13c for the bridging element 6, which, in the bridging position 7b, with its slots 15a, 15b, 15c, engages these contact surfaces 14a, 14b in a saddle-like manner – as is the case, for example, in the Fig 5 as well as in detail in Fig. 6 recognizable.
  • bridging element 6 is cap-shaped with a central web 6a and three legs 6b, 6c, 6d adjoining it normally, which have slots 15a, 15b, 15c between them.
  • the clear width of the slots 15a, 15b, 15c is less than the thickness of the conductors 4a, 4b, 4c, which ensures a stable electrical clamping contact between the conductors 4a, 4b, 4c and the bridging element 6.
  • the pyrotechnic switching element 1 according to the invention is therefore particularly suitable for an electric machine, for example an electric motor, for a vehicle not shown in detail, namely a motor vehicle, in order to actively control this electric machine. to short-circuit and thus discharge their windings via the phase lines L1, L2, L3.

Landscapes

  • Air Bags (AREA)

Abstract

Es wird ein pyrotechnisches Schaltelement (1) gezeigt. Um standfest eine elektrische Maschine aktiv kurzschließen zu können, wird vorgeschlagen, dass das pyrotechnische Schaltelement (1) zumindest drei elektrische Anschlüsse für jeweils eine Phasenleitung (L1, L2, L3) mit zueinander phasenversetzten Phasen aufweist, und dass das Überbrückungselement (6) in der Überbrückungsposition (7b) die Stromleiter (4a, 4b, 4c) als gemeinsamer Sternpunkt (S) für die Phasenleitungen (L1, L2, L3) elektrisch kurzschließt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein pyrotechnisches Schaltelement, mit mehreren elektrischen Anschlüssen, mit mehreren, je mit einem Anschluss verbundenen oder diese Anschlüsse als Abschnitt ausbildenden Stromleitern, mit zumindest einer pyrotechnischen Ladung, und mit einem Überbrückungselement, das in einer Ausgangsposition vor Zündung der pyrotechnischen Ladung von den Stromleitern beabstandet angeordnet ist und in einer Überbrückungsposition nach Zündung der pyrotechnischen Ladung in elektrischem Kontakt mit den Stromleitern steht und diese elektrisch kurzschließt.
  • Um eine sicherheitsrelevante Funktion, beispielsweise einen aktiven Kurzschluss, an einer elektrischen Vorrichtung, beispielsweise an einer elektrischen Maschine, zuverlässig und schnell auszulösen zu können, sind aus dem Stand der Technik pyrotechnische Schaltelemente bekannt. Hierzu weist das pyrotechnische Schaltelement zwei Stromleiter, eine pyrotechnische Ladung und ein Überbrückungselement auf, das in einer Ausgangsposition vor Zündung der pyrotechnischen Ladung von den beiden Stromleitern beabstandet angeordnet ist und in einer Überbrückungsposition nach Zündung der pyrotechnischen Ladung in elektrischem Kontakt mit den beiden Stromleitern steht und diese elektrisch kurzschließt. Damit schließt sich ein Strompfad zwischen den beiden Anschlüssen des pyrotechnischen Schaltelements, wodurch ein elektrischer Stromfluss ermöglicht wird, beispielsweise um die induzierte Energie einer Wicklung eines Elektromotors als elektrische Maschine im Nachlauf zu entladen. Um die meistens drei Phasen einer elektrischen Maschine zu entladen bedarf es nicht nur einer Vielzahl an pyrotechnischen Schaltelementen, sondern auch einer entsprechenden Auslegung der elektrischen Verbindungen, um einen Spannungsausgleich zwischen den einzelnen Phasen zu gewährleisten. Eine pyrotechnische Sicherungsschaltung für eine elektrische Maschine ist daher vergleichsweise konstruktiv aufwendig und komplex.
  • Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein pyrotechnisches Schaltelement zu schaffen, das den Konstruktionsaufwand und die Komplexität an einer pyrotechnischen Sicherungsschaltung reduziert. Zudem soll das pyrotechnische Schaltelement konstruktiv einfach ausgeführt und standfest sein.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Indem das pyrotechnische Schaltelement zumindest drei elektrische Anschlüsse für jeweils eine Phasenleitung mit zueinander phasenversetzten Phasen aufweist, kann es mit nur einem pyrotechnischen Schaltelement möglich werden, eine elektrische Maschine, die sich im Nachlauf befindet, zu entladen und damit auch aktiv kurzzuschließen, damit eine sicherheitsrelevante Funktion erfüllt wird. Dies auch bei vereinfachten elektrischen Anforderungen zur Integration an einer Sicherungsschaltung, da das Überbrückungselement in der Überbrückungsposition die Stromleiter als gemeinsamer Sternpunkt für die Phasenleitungen elektrisch kurzschließt und es damit auch keiner komplexen Auslegung zum Spannungsausgleich zwischen den einzelnen Phasen der Phasenleitungen bedarf.
  • Zudem kann durch die Verwendung des Überbrückungselements als Sternpunkt der konstruktive Aufwand am pyrotechnischen Schaltelement gering bleiben und einen zuverlässigen elektrischen Kurzschluss gewährleisten - was am erfindungsgemäßen pyrotechnischen Schaltelement zu einer hohen Standfestigkeit bei konstruktiver Einfachheit führt.
  • Der aktive Kurzschluss über das pyrotechnische Schaltelement kann beispielsweise weiter verbessert werden, wenn in der Überbrückungsposition jene sich vom jeweiligen Anschluss zum Überbrückungselement hin ergebenden elektrischen Widerstandswerte im Wesentlichen gleich sind. Insbesondere kann dies auch eine sich eventuell durch den Nachlauf ergebende Sternpunktspannung auf ein geringeres Niveau gezwungen werden, um so eine zusätzliche elektrische Belastung durch die Phasen an anderen Stromleiter gering zu halten. Die Standfestigkeit des pyrotechnischen Schaltelements kann sich damit weiter verbessern.
  • Vorstehendes ist insbesondere dann gewährleistbar, wenn in der Überbrückungsposition jene sich vom jeweiligen Anschluss zum Überbrückungselement hin ergebenden elektrischen Widerstandswerte ≤ 10 Milliohm sind. Vorstellbar ist auch, dass diese elektrischen Widerstandswerte ≤ 5 Milliohm, insbesondere im Bereich von 0,1 bis 5 Milliohm, sind.
  • Die Betriebssicherheit des pyrotechnischen Schaltelements kann beispielsweise erhöht werden, wenn das pyrotechnische Schaltelement einen elektrischen Isolator aufweist, der zwischen den Enden der elektrischen Stromleiter angeordnet ist.
  • Der elektrische Isolator kann beispielsweise ein Gehäuseabschnitt eines Gehäuses des pyrotechnischen Schaltelements sein. Auch ist vorstellbar, dass der elektrische Isolator zwischen den freien Enden der elektrischen Stromleitern vorgesehen ist.
  • Vorzugsweise weist der elektrische Isolator für jedes, insbesondere freie, Ende der elektrischen Stromleiter zumindest eine Zentriernut auf, in die das jeweilige Ende einragt. Dies positioniert die Stromleiter exakt zueinander, was einen standfesten Kurzschluss über das Überbrückungselement sicherstellten kann.
  • Vorzugsweise weist das pyrotechnische Schaltelement eine Gehäusefreistellung zwischen den elektrischen Stromleitern auf, in die das Überbrückungselement in der Überbrückungsposition eingreift. Dies kann beispielsweise das Überbrückungselement exakter positionieren und unter Beibehaltung der vorgegebenen Widerstandswerte eine eventuelle Sternpunktspannung reproduzierbar klein halten.
  • Auch ist für eine konstruktive Vereinfachung vorstellbar, dass die Abstände zwischen zwei Enden der, insbesondere freien, Enden der elektrischen Stromleiter jeweils gleich sind und sich damit eine vorteilhafte geometrische Zentrierung über das Überbrückungselement ergeben kann.
  • Beispielsweise weist jeder Stromleiter zumindest an seinen, insbesondere freien, Enden zumindest eine Kontaktfläche, insbesondere zwei Kontaktflächen, für das Überbrückungselement auf, um einen widerstandsarmen Übergang auf den Sternpunkt sicherstellen zu können. Die Kontaktflächen sind vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Breitseiten der Stromleiter angeordnet.
  • Reproduzierbar kann ein Sternpunkt geschaffen werden, wenn das Überbrückungselement kappenförmig mit einem, insbesondere mittleren, Steg und zumindest drei daran anschließenden Schenkeln ausgebildet ist, welche Schenkel zwischen einanderje einen Schlitz zum, insbesondere klemmenden, Eingreifen der Stromleiter in der Überbrückungsposition aufweisen.
  • Dies kann insbesondere vorteilhaft erreichbar sein, wenn die Stromleiter in Draufsicht gesehen sternförmig aufeinander zulaufen und sich damit eine eventuelle Sternpunktspannung weiter verringern lässt.
  • Vorzugsweise besteht zwischen zwei nebeneinander angeordneten Stromleitern ein Zwischenwinkel von 120 Grad. Dies kann für gleichere Widerstandswerten zum Sternpunkt hin sowie auch für eine verbesserte Phasenauslöschung sorgen.
  • Es ist zudem Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem zumindest drei Phasenleitungen reproduzierbar entladen werden können.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 13.
  • Indem das erfindungsgemäße pyrotechnische Schaltelement verwendet wird, können reproduzierbar zumindest drei Phasenleitungen, die zueinander phasenversetzte Phasen aufweisen, entladen werden. Hierzu wird die pyrotechnische Ladung gezündet und nach dieser Zündung schließt das Überbrückungselement als gemeinsamer Sternpunkt diese Phasenleitungen kurz.
  • Dies ist besonders von Vorteil, wenn Phasenleitungen einer im Nachlauf befindlichen elektrischen Maschine entladen werden, um damit eine sicherheitstechnische Funktion reproduzierbar erfüllen zu können.
  • Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße pyrotechnische Schaltelement zur Ausbildung eines gemeinsamen Sternpunkts für zumindest drei daran angeschlossene Phasenleitungen mit zueinander phasenversetzten Phasen verwendet.
  • In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand einer Ausführungsvariante näher dargestellt. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine isometrische Darstellung auf ein pyrotechnisches Schaltelement,
    Fig. 2
    eine Schnittansicht nach II-II der Fig. 1,
    Fig. 3
    eine Explosionsansicht von Teilen des pyrotechnischen Schaltelements der Fig. 1
    Fig. 4
    eine Schnittansicht nach IV-IV der Fig. 1,
    Fig. 5
    eine isometrische Ansicht des geöffneten pyrotechnischen Schaltelements der Fig. 1 mit seinem Überbrückungselement in Überbrückungsposition und
    Fig. 6
    eine Schnittansicht der Fig. 5.
  • Nach den Figuren 1 bis 6 ist ein pyrotechnisches Schaltelement 1 dargestellt. Zu erkennen ist nach Fig. 1 ein elektrisch isolierendes Gehäuse 2 aus einem Untergehäuse 2a und einem Obergehäuse 2b und mehrere elektrische Anschlüsse 3a, 3b, 3c, die als Kontaktzungen ausgeführt sind. Das pyrotechnische Schaltelement 1 dient zum Einschalten einer elektrischen Verbindung zwischen den elektrischen Anschlüssen 3a, 3b, 3c.
  • Hierzu sind im Gehäuse 2 des pyrotechnischen Schaltelements 1 mehrere Stromleiter 4a, 4b, 4c vorgesehen, die an den Anschlüssen 3a, 3b, 3c enden und diese damit ausbilden. Es ist aber auch vorstellbar, dass die Stromleiter 4a, 4b, 4c mit den Anschlüssen 3a, 3b, 3c elektrisch verbunden sind, was nicht dargestellt worden ist. Auch weist das Gehäuse 2 eine pyrotechnische Ladung 5 und ein elektrisch leitfähiges Überbrückungselement 6, beispielsweise aus Metall, insbesondere Kupfer oder einer Kupferlegierung, auf.
  • Nach Fig. 2 befindet sich dieses Überbrückungselement 6 in einer Ausgangsposition 7a, also vor einer Zündung der pyrotechnischen Ladung 5. In dieser Ausgangsposition 7a ist das Überbrückungselement 6 von den Stromleitern 4a, 4b, 4c beabstandet angeordnet, sodass zwischen diesen Stromleitern 4a, 4b, 4c keine elektrische Verbindung besteht. Wird die pyrotechnische Ladung 5 gezündet, indem an eine elektrische Zündleitung 8 über einen Zündanschluss 16 am pyrotechnischen Schaltelement 1 eine Spannung angelegt wird, wird das Überbrückungselement 6 in Richtung der, und zwar im Ausführungsbeispiel normal auf die, Stromleiter 4a, 4b, 4c zubewegt, nämlich in eine Überbrückungsposition 7b, in der das Überbrückungselement 6 in elektrischem Kontakt mit den Stromleitern 4a, 4b, 4c steht und diese elektrisch kurzschließt. Für diese Bewegung in Richtung der Stromleiter 4a, 4b, 4c wirkt die pyrotechnische Ladung 5 auf ein Kolbenelement 9, das entlang einer Gehäuseinnenwand 2a linear beweglich gelagert ist und das Überbrückungselement 6 hält. Zwischen Kolbenelement 9 und Gehäuseinnenwand 2a ist zur Abschottung der Stromleiter 4a, 4b, 4c beispielsweise eine Ringdichtung 9a vorgesehen.
  • Erfindungsgemäß ist das pyrotechnische Schaltelement 1 für diesen aktiven Kurzschluss besonders ausgeführt. Das pyrotechnische Schaltelement 1 weist nämlich anstatt der üblichen zwei Anschlüsse drei Anschlüsse 3a, 3b, 3c und damit auch drei Stromleiter 4a, 4b, 4c auf, wie dies insbesondere in Fig. 4 zu erkennen ist.
  • Zudem schließt das Überbrückungselement 6 in der Überbrückungsposition 7b die Stromleiter 4a, 4b, 4c als gemeinsamer Sternpunkt S für die Phasenleitungen L1, L2, L3 elektrisch kurz, sodass mit einem einzigen pyrotechnischen Schaltelement 1 gleichzeitig mehrere Phasenleitungen L1, L2, L3 entladen werden können. Das Überbrückungselement 6 dient nämlich als zentraler Spannungsausgleich zwischen den einzelnen Phasen der Phasenleitungen L1, L2, L3, was reproduzierbar eine Sternpunktspannung vermeidet oder vermindert. Letzteres ist besonders bei einer im Nachlauf befindlichen elektrischen Maschine von Bedeutung, bei der aufgrund einer sich verminderten Motordrehzahl an den Phasenleitungen L1, L2, L3 mit zumindest voneinander abweichenden Spannungsamplituden und/oder mit einem Phasendrift zu rechnen ist. Erfindungsgemäß kann dies mit dem Überbrückungselement 6 als gemeinsamer Sternpunkt S robust und standfest elektrisch aufgenommen werden. Das damit äußerst zuverlässige pyrotechnische Schaltelement 1 ermöglicht jedoch zudem auch einen vereinfachen Aufbau einer pyrotechnischen Sicherungsschaltung 10. Dies, weil ein einzelnes pyrotechnisches Schaltelement 1 ausreicht, mehrere Phasenleitungen L1, L2, L3 einer elektrischen Maschine aktiv kurzzuschließen, um damit eine sicherheitsrelevante Funktion zu erfüllen.
  • Wie in der Explosionsansicht nach Fig. 3 und auch in der Fig. 5 zu entnehmen, sind durch den gleichen Aufbau der jeweiligen Strompfade, ausgehend von den elektrischen Anschlüssen 3a, 3b, 3c bis zu dem mittigen Überbrückungselement 6 hin, deren elektrischen Widerstände im Wesentlichen gleich. Diese elektrischen Widerstände betragen alle vom jeweiligen Anschluss 3a, 3b, 3c bis zum Überbrückungselement 6 hin ca. 4 Milliohm. Dazu trägt auch die Verwendung von Stromleitern 4a, 4b, 4c aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung bei.
  • Für eine ausreichend hohe Durchschlagsfestigkeit sowie Kriechstrecke am pyrotechnischen Schaltelement 1 sorgt ein elektrischer Isolator 11. Der als Gehäuseabschnitt des Gehäuses 2 ausgeführte elektrische Isolator 11 ist zwischen den elektrischen Stromleitern 4a, 4b, 4c vorgehen und dient zudem der Vermeidung einer unbeabsichtigten Kontaktierung zwischen Überbrückungselement 6 und den Stromleitern 4a, 4b, 4c.
  • Zudem dient der elektrische Isolator 11 zur exakten Ausrichtung der Stromleiter 4a, 4b, 4c gegenüber dem Überbrückungselement 6. Hierzu weist der elektrische Isolator 11 für jedes freie Ende 13a, 13b, 13c der elektrischen Stromleiter 4a, 4b, 4c eine Zentriernut 16a, 16b, 16c auf. In diese Zentriernuten 16a, 16b, 16c ragen die freien Ende 13a, 13b, 13c der elektrischen Stromleiter 4a, 4b, 4c ein - was deren Position im Gehäuse 2 fixiert.
  • Zudem ist auch das Überbrückungselement 6 in der Überbrückungsposition 7b exakt gegenüber den Stromleitern 4a, 4b, 4c ausgerichtet und damit positioniert. Dies wird sichergestellt, indem das pyrotechnische Schaltelement 1 eine Gehäusefreistellung 12 zwischen den elektrischen Stromleitern 4a, 4b, 4c aufweist, in welche Gehäusefreistellung 12 das Überbrückungselement 6 in der Überbrückungsposition 7b eingreift.
  • Die Stromleiter 4a, 4b, 4c weisen an ihren freien Enden 13a, 13b, 13c jeweils zwei seitliche Kontaktflächen 14a, 14b für das Überbrückungselement 6, das in der Überbrückungsposition 7b mit seinen Schlitzen 15a, 15b, 15c diese Kontaktflächen 14a, 14b sattelartig umgreift, auf - wie das beispielsweise in der Fig 5 sowie im Detail auch in Fig. 6 erkennbar.
  • Hierzu ist Überbrückungselement 6 kappenförmig mit einem mittleren Steg 6a und drei daran normal anschließenden Schenkeln 6b, 6c, 6d ausgeführt, welche die Schlitze 15a, 15b, 15c zwischen einander aufweisen. Die lichte Bereite der Schlitze 15a, 15b, 15c ist kleiner als die Dicke der Stromleiter 4a, 4b, 4c, was einen standfesten elektrischen Klemmkontakt zwischen den Stromleitern 4a, 4b, 4c und dem Überbrückungselement 6 sicherstellt.
  • Die Abstände A1, A2, A3 zwischen jeweils zwei Enden der freien Enden 13a, 13b, 13c sind gleich, wobei die Stromleiter 4a, 4b, 4c in Draufsicht gesehen sternförmig aufeinander zulaufen - wobei jeweils zwischen zwei nebeneinander angeordneten Stromleitern 4a, 4b, 4c ein Zwischenwinkel α von 120 Grad besteht.
  • Damit eignet sich der erfindungsgemäße pyrotechnische Schaltelement 1 insbesondere für eine elektrische Maschine, beispielsweise Elektromotor, für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug, nämlich Kraftfahrzeug, um diese elektrische Maschine aktiv kurzzuschließen und damit deren Wicklungen über die Phasenleitungen L1, L2, L3 zu entladen.
  • Im Allgemeinen wird festgehalten, dass "insbesondere" als "more particularly" ins Englische übersetzt werden kann. Ein Merkmal, dem "insbesondere" vorangestellt ist, ist als fakultatives Merkmal zu betrachten, das weggelassen werden kann, und stellt damit keine Einschränkung, beispielsweise der Ansprüche, dar. Das Gleiche gilt für "vorzugsweise", ins Englische übersetzt als "preferably".

Claims (15)

  1. Pyrotechnisches Schaltelement, mit mehreren elektrischen Anschlüssen, mit mehreren, je mit einem Anschluss (3a, 3b, 3c) verbundenen oder diese Anschlüsse (3a, 3b, 3c) ausbildenden Stromleitern (4a, 4b, 4c), mit zumindest einer pyrotechnischen Ladung (5), und mit einem Überbrückungselement (6), das in einer Ausgangsposition (7a) vor Zündung der pyrotechnischen Ladung (5) von den Stromleitern (4a, 4b, 4c) beabstandet angeordnet ist und in einer Überbrückungsposition (7b) nach Zündung der pyrotechnischen Ladung (5) in elektrischem Kontakt mit den Stromleitern (4a, 4b, 4c) steht und diese elektrisch kurzschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnische Schaltelement (1) zumindest drei elektrische Anschlüsse für jeweils eine Phasenleitung (L1, L2, L3) mit zueinander phasenversetzten Phasen aufweist, und dass das Überbrückungselement (6) in der Überbrückungsposition (7b) die Stromleiter (4a, 4b, 4c) als gemeinsamer Sternpunkt (S) für die Phasenleitungen (L1, L2, L3) elektrisch kurzschließt.
  2. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Überbrückungsposition (7b) jene sich vom jeweiligen Anschluss (3a, 3b, 3c) zum Überbrückungselement (6) hin ergebenden elektrischen Widerstandswerte im Wesentlichen gleich sind.
  3. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Überbrückungsposition (7b) jene sich vom jeweiligen Anschluss (3a, 3b, 3c) zum Überbrückungselement (6) hin ergebenden elektrischen Widerstandswerte ≤ 10 Milliohm, insbesondere ≤ 5 Milliohm, insbesondere im Bereich von 0,1 bis 5 Milliohm, sind.
  4. Pyrotechnisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnische Schaltelement (1) einen elektrischen Isolator (11), insbesondere als Gehäuseabschnitt eines Gehäuses (2) des pyrotechnischen Schaltelements (1), aufweist, der zwischen den, insbesondere freien, Enden (13a, 13b, 13c) der elektrischen Stromleiter (4a, 4b, 4c) angeordnet ist.
  5. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Isolator (11) für jedes Ende (13a, 13b, 13c) der elektrischen Stromleiter (4a, 4b, 4c) zumindest eine Zentriernut (16a, 16b, 16c) aufweist, in die das jeweilige Ende (13a, 13b, 13c) einragt.
  6. Pyrotechnisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnische Schaltelement (1) eine Gehäusefreistellung (12) zwischen den elektrischen Stromleitern (4a, 4b, 4c) aufweist, in die das Überbrückungselement (6) in der Überbrückungsposition (7b) eingreift und/oder dass die Abstände (A1, A2, A3) zwischen zwei Enden der, insbesondere freien, Enden (13a, 13b, 13c) der elektrischen Stromleiter (4a, 4b, 4c) jeweils gleich sind.
  7. Pyrotechnisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stromleiter (4a, 4b, 4c) zumindest an seinen, insbesondere freien, Enden (13a, 13b, 13c) zumindest eine Kontaktfläche, insbesondere zwei Kontaktflächen (14a, 14b), für das Überbrückungselement (6) aufweist.
  8. Pyrotechnisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Überbrückungselement (6) kappenförmig mit einem, insbesondere mittleren, Steg (6a) und zumindest drei daran anschließenden Schenkeln (6b, 6c, 6d) ausgebildet ist, welche Schenkel (6b, 6c, 6d) zwischen einander je einen Schlitz (15a, 15b, 15c) zum, insbesondere klemmenden, Eingreifen der Stromleiter (4a, 4b, 4c) in der Überbrückungsposition (7b) aufweisen.
  9. Pyrotechnisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromleiter (4a, 4b, 4c) in Draufsicht gesehen sternförmig aufeinander zulaufen.
  10. Pyrotechnisches Schaltelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen zwei nebeneinander angeordneten Stromleitern (4a, 4b, 4c) ein Zwischenwinkel (α) von 120 Grad besteht.
  11. Elektrische Maschine, insbesondere Elektromotor, mit einem pyrotechnischen Schaltelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
  12. Fahrzeug, insbesondere Landfahrzeug, Kraftfahrzeug, Wasserfahrzeug oder Luftfahrzeug, mit einem pyrotechnischen Schaltelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder mit einer elektrischen Maschine nach Anspruch 11.
  13. Verfahren zum Entladen von zumindest drei Phasenleitungen (L1, L2, L3), die zueinander phasenversetzte Phasen aufweisen, mit einem pyrotechnischen Schaltelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die pyrotechnische Ladung (5) gezündet und nach dieser Zündung das Überbrückungselement (6) als gemeinsamer Sternpunkt (S) diese Phasenleitungen (L1, L2, L3) kurzschließt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Phasenleitungen (L1, L2, L3) einer im Nachlauf befindlichen elektrischen Maschine entladen werden.
  15. Verwendung eines pyrotechnischen Schaltelements (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Ausbildung eines gemeinsamen Sternpunkts (S) für zumindest drei daran angeschlossene Phasenleitungen (L1, L2, L3) mit zueinander phasenversetzten Phasen.
EP24187563.2A 2024-07-09 2024-07-09 Pyrotechnisches schaltelement sowie dessen verwendung, elektrische maschine hiermit, fahrzeug mit dem schaltelement oder der elektrischen maschine und verfahren zum entladen mit diesem schaltelement Pending EP4679474A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP24187563.2A EP4679474A1 (de) 2024-07-09 2024-07-09 Pyrotechnisches schaltelement sowie dessen verwendung, elektrische maschine hiermit, fahrzeug mit dem schaltelement oder der elektrischen maschine und verfahren zum entladen mit diesem schaltelement
PCT/EP2025/068848 WO2026012862A1 (de) 2024-07-09 2025-07-02 Pyrotechnisches schaltelement sowie dessen verwendung, elektrische maschine hiermit, fahrzeug mit dem schaltelement oder der elektrischen maschine und verfahren zum entladen mit diesem schaltelement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP24187563.2A EP4679474A1 (de) 2024-07-09 2024-07-09 Pyrotechnisches schaltelement sowie dessen verwendung, elektrische maschine hiermit, fahrzeug mit dem schaltelement oder der elektrischen maschine und verfahren zum entladen mit diesem schaltelement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4679474A1 true EP4679474A1 (de) 2026-01-14

Family

ID=91899032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24187563.2A Pending EP4679474A1 (de) 2024-07-09 2024-07-09 Pyrotechnisches schaltelement sowie dessen verwendung, elektrische maschine hiermit, fahrzeug mit dem schaltelement oder der elektrischen maschine und verfahren zum entladen mit diesem schaltelement

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4679474A1 (de)
WO (1) WO2026012862A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2073229A1 (de) * 2007-12-18 2009-06-24 Schneider Electric Industries SAS Pyrotechnischer Erdungs-Trennschalter mit selbstschließenden elektrischen Kontakten und Schutzanlage gegen interne Lichtbögen, die mit einem solchen Erdungs-Trennschalter ausgestattet ist
EP2073235A1 (de) * 2007-12-18 2009-06-24 Schneider Electric Industries SAS Elektrischer Erdungs-Trennschalter, der ein autonomes pyrotechnisches Stellglied umfasst, und Schutzanlage gegen interne Lichtbögen, die mit einem solchen Erdungs-Trennschalter ausgestattet ist
EP2573785B1 (de) * 2011-09-21 2014-06-18 Schneider Electric Industries SAS Elektrischer Dreiphasen-Erdungs-Trennschalter mit pyrotechnischem Stellglied

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2073229A1 (de) * 2007-12-18 2009-06-24 Schneider Electric Industries SAS Pyrotechnischer Erdungs-Trennschalter mit selbstschließenden elektrischen Kontakten und Schutzanlage gegen interne Lichtbögen, die mit einem solchen Erdungs-Trennschalter ausgestattet ist
EP2073235A1 (de) * 2007-12-18 2009-06-24 Schneider Electric Industries SAS Elektrischer Erdungs-Trennschalter, der ein autonomes pyrotechnisches Stellglied umfasst, und Schutzanlage gegen interne Lichtbögen, die mit einem solchen Erdungs-Trennschalter ausgestattet ist
EP2573785B1 (de) * 2011-09-21 2014-06-18 Schneider Electric Industries SAS Elektrischer Dreiphasen-Erdungs-Trennschalter mit pyrotechnischem Stellglied

Also Published As

Publication number Publication date
WO2026012862A1 (de) 2026-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008125466A2 (de) Herstellungsverfahren für ein elektromagnetisches schaltgerät mit trennwänden zwischen haupt- und hilfskontakten sowie entsprechend dem herstellungsverfahren hergestelltes elektromagnetisches schaltgerät
DE102012018271B4 (de) Steckverbinderanordnung mit verschiebbarer Kurzschlussbrücke
DE2706681A1 (de) Schutzeinrichtung fuer niederspannungsleitungen, insbesondere fuer fernsprechnetze
DE102022200622B4 (de) Leistungselektronik
EP1917672A1 (de) Verbindungssystem mit einem elektromagnetischem schaltgerät, insbesondere schütz, und einem stecker
EP1710884A1 (de) Geschichtete zwei-oder mehrphasige Stromschienenanordnung
DE102004018553A1 (de) Brücker für elektrische Klemmen
WO2026012862A1 (de) Pyrotechnisches schaltelement sowie dessen verwendung, elektrische maschine hiermit, fahrzeug mit dem schaltelement oder der elektrischen maschine und verfahren zum entladen mit diesem schaltelement
WO2017178372A1 (de) Stromverteiler für ein fahrzeugbordnetz und zugehöriges fahrzeugbordnetz
DE212019000423U1 (de) Anschlussvorrichtung für elektrische Leiter
DE202019001525U1 (de) Elektrischer Schalter
DE102016108246A1 (de) Doppelkontakt-Schalter mit Vakuumschaltkammern
DE202009015602U1 (de) Selbstfedernder Stromgleitkontakt
DE29917825U1 (de) Verbindungselement mit Querverbindung
DE3686249T2 (de) Vorgefertigte elektrische anschliessvorrichtung zur verbindung an stromschienen.
DE102016207292A1 (de) Elektrische Schutzvorrichtung
EP4070406A1 (de) Sammelschiene für eine batterie
DE102016122437B4 (de) Kontaktierungsvorrichtung
DE29909701U1 (de) Schutzstecker für eine Einrichtung der Telekommunikationstechnik
WO2013041078A1 (de) Steckelement
DE102023119585A1 (de) Schaltungsanordnung
DE1910665A1 (de) Zuendelement
DE102010040369B4 (de) Trennbares Kontaktelement
EP1992003A1 (de) Überstromschaltvorrichtung
DE1962558C (de) Querverbindungsschieber

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR