JP4569864B2 - 火薬機械的な分離エレメント - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載した火薬機械的な分離エレメントに関する。

ドイツ連邦共和国特許公開第１９７３２６５０号明細書には、火薬機械的な分離エレメントであって、内部に電気導体が配置されたケーシングと、分離ピストンと、この分離ピストンに配置された、電気導体を分離するための、プラスチックより成る分離たがねと、火薬技術的な点火装置とを有しており、この点火装置内に分離ピストンを駆動するための火薬技術的な装薬が配置されており、分離たがねが切断エッジを有していて、この切断エッジが、分離ピストン若しくは分離たがねの駆動時に、及び電気導体が切断される際に、ケーシングの対向縁部又はケーシングの構成部分に沿って滑動するようになっている形式のものについて記載されている。

このような形式の分離エレメントは、例えば自動車のバッテリ回路への電流供給を中断させるために用いられる。このような分離エレメントは事故の際に作動され、それによって電流供給が中断されて、車両火災の危険性が減少される。

しかしながら公知の分離エレメントにおいては、プラスチック製の分離たがねの強度特性によって分離性能（所定の横断面を有する電気導体の切断）が制限される、という欠点がある。

分離たがね及び切断エッジを完全にセラミックより製造すると、構成部材コストに不都合な影響がある。
ドイツ連邦共和国特許公開第１９７３２６５０号明細書

そこで本発明の課題は、請求項１の上位概念部に記載したプラスチックより成る分離たがねを備えた分離エレメントを改良して、分離たがねが、その製造コストを著しく高めることなしに良好な分離能力を有することができ、つまり大きい横断面を有する導体を分離することができるようにすることである。

この課題を解決した本発明によれば、分離たがねの切断エッジ及び／又はケーシングの対向縁部又はケーシングの構成部分の対向縁部が、プラスチックよりも高い硬度を有する挿入された構造エレメントより成っている。

有利な実施態様によれば、構造エレメントが鋼又はセラミックより成っており、この場合、構造エレメントが鋭利な切断エッジを有していれば、有利である。

構造エレメントによって形成された分離たがねの切断エッジは有利には、縦断面で見てＶ字形、又は尖端状、又は斜めに延びて構成されている。分離たがねの構造エレメントの切断エッジの角度は端面側において、有利には１８０°から９０°の間である。切断エッジの構成は、エッジが、分離しようとする電気導体の分離箇所の幅全体で直ちにぶつかるのではなく、２つ若しくは１つの衝突箇所を起点として材料内に侵入する、という利点を有している。Ｖ字形のエッジにおいては、分離力は、２つのＶ字脚の拡開角度が小さくなるにつれて次第に小さくなる。

有利な特別の構成では、構造エレメントがチップの形状を有している。

有利な実施態様では、分離たがねの構造エレメントは、分離ピストンまで達していて、分離ピストンにおいて切断エッジに対してほぼ垂直に延びている。分離たがねの構造エレメントは、有利にはアングル（直角）の形状又はＬ字形を有している。この構造エレメントの形状によって、分離過程によって分離たがねに力が導入される際に、分離たがねの底部及びひいては分離ピストンにおける切断エッジの良好な圧力分布が得られ、それによって、支持面が増大することに基づいて分離ピストンによって分離たがねが貫通する危険性が減少される。

有利には、分離たがねを有する分離ピストン及び／又はケーシング又はケーシングの構成部分が、プラスチック射出成形技術で製造されており、構造エレメントがプラスチック射出成形時にプラスチック射出成形型内に入れられ、それによって分離たがね若しくはケーシング又はケーシングの構成部分の一体的な構成部分を形成している。

以下に図示の実施例を用いて本発明を詳しく説明する。

図１には、分離ピストン５を駆動するための火薬技術的（若しくは着火式）な点火装置１を備えた、自動車のバッテリ遮断のための分離装置が示されている。点火装置１が電気的に点火され、この場合、電流供給はケーシング１に設けられたプラグ９を介して行われる。点火装置１を点火する際に、火薬技術的な装薬によって形成された駆動ガスが、分離たがね８を備えた分離ピストン５を電気導体３に向かって加速させ、分離たがね８が、電気導体３をその運動エネルギーに基づいて分離箇所で分離するようになっている。電気導体３は、構成部分４（図示の実施例ではロックバーとも称呼される）によってケーシング２内で緊締されている。分離箇所の領域で構成部分４に切欠１１が形成されている。この切欠１１の縁部は、分離たがね８が電気導体３を分離する際にこの縁部に沿って滑動する、分離たがね８に対する対向縁部１２を形成している。電気導体３は電流レールであって、この場合、電流レール３はその両端部がケーシング２から突き出して構成されている（図示されていない）。ケーシング２から突き出している、電気導体３の両端部には、分離しようとする電気ケーブル又は導線が接続されている。

これによって、電気導体３の分離は、分離たがね８が電気導体３にぶつかる際に開始される切断過程によって行われる。構成部分４若しくはロックバーの符号「Ａ」で記された縁部（図１参照）は、「打ち抜きポンチ」の機能を有する分離たがね８による切断過程のために必要な対向縁部１２を形成している。通常の切断工具においては、この縁部は鋭利であって、しかも高い剛性を有しており、これは、構成部分若しくはロックバー４（プラスチック）の材料特性及び製造法（プラスチック射出技術）に基づいて限定的にしか得られない。

従って本発明によれば、分離たがね８の切断エッジ１３及び／又はケーシング２の対向縁部１２又はケーシング２の構成部分４の対向縁部１２は、プラスチックよりも高い硬度を有する、使用された構造エレメント６，７より成っている。図１にはこれは示されていない。

図２には、点火装置１の点火後、及び電気導体３の分離後の分離エレメントが示されている。分離ピストン５は、点火装置１の火薬技術的な装薬の推進ガスによって電気導体３に向かって加速され、この場合、分離ピストン５に配置された分離たがね８は電気導体３を分離箇所で分離する。

図３には、図１及び図２に示した分離たがね８を備えた分離ピストン５が示されている。分離たがね８は、鋼チップ又はセラミックチップとして構成された本発明による付加的な構造エレメント６を備えている。この構造エレメント６は、電流導体３を分離するための本来の切断カッタを形成している。切断カッタのエッジ１３の形状は、分離しようとする材料に合わせる必要がある。エッジ１３は、Ｖ字形、尖端状に延びているか、又は傾斜して延びて形成されている。構成された形状は、エッジが直ちに幅全体で、分離しようとする電気導体３の分離箇所にぶつかるのではなく、１つ又は２つの衝突箇所を起点として材料内に侵入する、という利点を有している。Ｖ字形のエッジにおいては、分離力は２つのＶ字脚の拡開角度が次第に小さくなるにつれて次第に小さくなる。

分離たがね８内の切断カットインサートとしての構造エレメント６の別の有利な形状は図４に示されている。インサート（挿入体）として構成された構造エレメント６は、アングル状若しくは「Ｌ」字状のセラミックより成っている。この形状は、分離過程によって力が導入された時に分離たがね８の底部における良好な圧力分布を生ぜしめ、当接面が高くなることによる貫通の危険性を低減させる。

図５ａ，図５ｂには、鋼成形部材の形状で構成された、分離たがね８内の切断カッタインサートとしての構造エレメント６の構成が示されている。ここでも、切断カッタインサートの底部形状は、比較的大きい支持面によって制限されて、比較的小さい面圧が分離たがね８の支持面に作用し、それによって、分離過程時の力分布に基づく貫通の危険性が低減される。

分離たがね８内における切断カッタインサートとしての機能を有する構造エレメント６は、分離たがね８の製造プロセス（プラスチック射出成形技術）時に、挿入部材として分離たがね８と一緒に、分離たがね８のプラスチック射出成形型内に入れられ、射出成形過程後に分離たがね８の一体的な構成部分を形成する。

図６には、例えばチップの形状の鋼インサート若しくはセラミックインサート７を備えた構成部分４若しくはロックバーが示されている。この鋼インサート若しくはセラミックインサート７は著しく改善された分離特性を提供する。何故ならば、硬度もエッジも材料特性及び製造技術に基づいて良好な分離特性を生ぜしめるからである。

このような挿入された鋼インサート又はセラミックインサート７は図２にも示されている。

本発明の１実施例による分離装置の、電気導体３の分離前の断面図である。 図１に示した分離装置の、電気導体３の分離後の断面図である。 分離たがね８を備えた分離ピストン５を示す断面図である。 挿入体としての構造エレメント６を備えた分離たがねを有する分離ピストンを示す断面図である。 ａは挿入体としての構造エレメント６を備えた分離たがねを有する分離ピストンの断面図、ｂは構造エレメントの平面図である。 チップの形状の鋼インサート若しくはセラミックインサート７を備えた構成部分４の斜視図である。

１ 点火装置、 ２ ハウジング、 ３ 電気導体、 ４ 構成部分、 ５ 分離ピス
トン、 ６，７ 構造エレメント、 ８ 分離たがね、 ９ プラグ

Claims (11)

1. 火薬機械的な分離エレメントであって、
   内部に電気導体（３）が配置されたケーシング（２）と、
   分離ピストン（５）と、
   この分離ピストン（５）に配置された、電気導体（３）を分離するための、プラスチックより成る分離たがね（８）と、
   火薬技術的な点火装置（１）とを有しており、
   この点火装置（１）内に分離ピストン（５）を駆動するための火薬技術的な装薬が配置されており、
   分離たがね（８）が切断エッジ（１３）を有していて、
   この切断エッジ（１３）が、分離ピストン（５）若しくは分離たがね（８）の駆動時に、及び電気導体（３）が切断される際に、ケーシング（２）の対向縁部又はケーシング（２）の構成部分（４）に沿って滑動するようになっている形式のものにおいて、
   分離たがね（８）の切断エッジ（１３）及び／又はケーシング（２）の対向縁部又はケーシング（２）の構成部分（４）の対向縁部（１２）が、前記分離たがね（８）のプラスチックよりも高い硬度を有する挿入された構造エレメント（６，７）より成っていることを特徴とする、火薬機械的な分離エレメント。
2. 請求項１記載の分離エレメントにおいて、
   構造エレメント（６，７）が鋼又はセラミックより成っている、分離エレメント。
3. 請求項１又は２記載の分離エレメントにおいて、
   構造エレメント（６，７）が鋭利な切断エッジを有している、分離エレメント。
4. 請求項１から３までのいずれか１項記載の分離エレメントにおいて、
   構造エレメント（６）によって形成された分離たがね（８）の切断エッジが、縦断面で見てＶ字形、又は尖端状、又は斜めに延びて構成されている、分離エレメント。
5. 請求項４記載の分離エレメントにおいて、
   分離たがね（８）の構造エレメント（６）の切断エッジの角度が、１８０°から９０°の間である、分離エレメント。
6. 請求項１から５までのいずれか１項記載の分離エレメントにおいて、
   構造エレメント（７）が鋼インサート若しくはセラミックインサートを備えた、分離エレメント。
7. 請求項１から６までのいずれか１項記載の分離エレメントにおいて、
   分離たがね（８）の構造エレメント（６）が分離ピストン（５）まで達していて、分離ピストン（５）において切断エッジに対してほぼ垂直に延びている、分離エレメント。
8. 請求項７記載の分離エレメントにおいて、
   分離たがね（８）の構造エレメント（６）が、Ｌ字形を有している、分離エレメント。
9. 請求項１から８までのいずれか１項記載の分離エレメントにおいて、
   分離たがね（８）を有する分離ピストン（５）及び／又はケーシング（２）又はケーシング（２）の構成部分（４）が、プラスチック射出成形技術で製造されており、構造エレメント（６，７）が、プラスチック射出成形時にプラスチック射出成形型内に入れられ、それによって分離たがね（８）若しくはケーシング（２）又はケーシング（２）の構成部分（４）の一体的な構成部分を形成している、分離エレメント。
10. 請求項７記載の分離エレメントにおいて、
    前記分離たがね（８）の構造エレメント（６）は、角度付き形状又は直角の形状を有している、分離エレメント。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項記載の分離エレメントにおいて、
    前記分離たがね（８）の切断エッジ（１３）が、前記分離たがね（８）のプラスチックよりも高い硬度を有する挿入された構造エレメント（６）より成っており、
    前記ケーシング（２）の構成部分（４）の対向縁部（１２）が、前記分離たがね（８）のプラスチックよりも高い硬度を有する挿入された構造エレメント（７）より成っていることを特徴とする、分離エレメント。

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