WO1997037873A1

WO1997037873A1 - Vorrichtung zur unterbrechung des stromflusses in einem kabel

Info

Publication number: WO1997037873A1
Application number: PCT/AT1997/000054
Authority: WO
Inventors: Karl Franz FRÖSCHL
Original assignee: Kabelkonfektion Gebauer & Griller Gmbh
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 1997-10-16
Also published as: DE59700444D1; ATE184555T1; EP0889804A1; US6078108A; JP2000508875A; EP0889804B1; AU2086397A

Abstract

Vorrichtung zur Unterbrechung des Stromflusses in einem Kabel, das von der in einem Kraftfahrzeug angeordneten Batterie zu einem gleichfalls im Kraftfahrzeug angeordneten Verbraucher, wie dem Starter, dem Motor u. dgl., führt. Dabei ist ein Gehäuse (1, 2, 3) mit zwei voneinander elektrisch isolierten Anschlußklemmen (11, 21) für die zur Batterie und zum Verbraucher führenden Leitungen (13, 23) und mit einem in seinem Innenraum (10) angeordneten Schalter (5), welchem eine durch einen Sensor auslösbare Stelleinrichtung (4) zugeordnet ist, durch deren Auslösung der Schalter (5) betätigbar ist, vorgesehen.

Description

Vorrichtung zur Unterbrechung des Stromflusses in einem Kabel

Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unter¬ brechung des Stromflusses in einem Kabel, das von der in einem Kraft¬ fahrzeug angeordneten Batterie zu einem gleichfalls im Kraftfahrzeug angeordneten Verbraucher, wie dem Starter, dem Motor u.dgl., führt.

Es besteht die Forderung, in einem Kraftfahrzeug eine Vorrichtung vor¬ zusehen, durch welche bei einem Unfall der Stromfluß zwischen der Batterie und den an die Batterie angeschlossenen Verbrauchern, ins¬ besondere dem Startgerät, unterbrochen wird. Der Grund hierfür liegt darin, daß durch unfallbedingte Beschädigungen der stromführenden Kabel Kurzschlüsse bedingt werden können, durch welche Brände und Explosionen verursacht werden können.

Aus dem DE GM 84 33 042.2 ist eine Vorrichtung bekannt, welche aus einem mit einer zylindrischen Ausnehmung ausgebildeten Gehäuse mit einer ersten Anschlußklemme und einem zylindrischen Bolzen mit einer zweiten Anschlußklemme besteht, wobei der Bolzen in die Ausnehmung einsetzbar und in dieser durch Reibungsschluß gehalten ist. An die bei¬ den Anschlußklemmen sind das von der Batterie herführende Kabel und das zu den Verbrauchern wegführende Kabel angeschlossen. Weiters be¬ findet sich im Gehäuse ein Treibsatz in Form eines pyrotechnischen Elementes, welches durch einen Sensor auslösbar ist.

Im Falle eines Unfalles wird vom Sensor an den Treibsatz ein Impuls abgegeben, wodurch dieser gezündet wird. Durch den hierdurch erzeug¬ ten Gasdruck wird der in der zylindrischen Ausnehmung befindliche Bolzen aus dieser hinaus gefördert, wodurch die zwischen der Batterie und den Verbrauchern bestehende elektrische Verbindung unterbrochen wird.

Dieser bekannten Vorrichtung haftet jedoch der Nachteil an, daß durch die reibungsschlüssige Verbindung der beiden Kupplungsteile sowohl eine mechanische Verbindung als auch eine elektrische Verbindung be- wirkt wird. Um dabei sowohl eine gute mechanische Verbindung als auch eine gute elektrische Verbindung zu gewährleisten, müssen die einander zugeordneten Kupplungsteile exakt übereinstimmen, wodurch hohe Herstellungskosten bedingt werden. Weiters besteht die Gefahr, daß die beiden Kupplungsteile aufgrund der beim Betrieb des Kraftfahr¬ zeuges auftretenden Vibrationen voneinander gelöst werden, wodurch entweder der Übergangswiderstand erhöht wird oder die elektrische Verbindung vollständig unterbrochen wird. Weiters kann durch einen erhöhten Stromfluß ein Verschweißen der beiden Kupplungsteile erfol¬ gen, wodurch die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung nicht mehr ge¬ währleistet ist. Zudem kann auch infolge von durch mechanische Ein¬ flüsse verursachten Verformungen, z.B. durch einen Wärmeverzug, der Reibungsschluß zwischen den beiden Kupplungsteilen so groß werden, daß die Funktionsfähigkeit dieser Vorrichtung nicht mehr gewährleistet ist.

Der gegenständlichen Erfindung Liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile dadurch vermieden werden, daß bei einer der¬ artigen Vorrichtung die Funktionen der mechanischen Verbindung und der elektrischen Verbindung der beiden Kupplungsteile durch unter¬ schiedliche Bauteile bewirkt werden. Dies wird erfindungsgemäß da¬ durch erzielt, daß ein Gehäuse mit zwei voneinander elektrisch isolierten Anschlußklemmen für die zur Batterie und zum Verbraucher führenden Leitungen und mit einem in seinem Innenraum angeordneten Schalter, welchem eine durch einen Sensor auslösbare Stelleinrichtung zugeordnet ist, durch deren Auslösung der Schalter betätigbar ist, vor¬ gesehen sind.

Vorzugsweise ist die Stelleinrichtung durch ein pyrotechnisches Ele¬ ment gebildet, durch dessen Zündung der Schalter betätigbar ist. Alter¬ nativ dazu kann die Stelleinrichtung durch eine Druckfeder gebildet sein, welche mittels eines Schmelzdrahtes in ihrer gespannten Stellung gehalten ist und welche durch einen den Schmelzdraht durchsetzenden Strom auslösbar ist. Ebenso kann die Stelleinrichtung durch ein Zylin¬ der-Kolben-Aggregat gebildet sein, welches durch Beaufschlagung mit einem Druckgas von einer außerhalb angeordneten Druckquelle her aus¬ lösbar ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse mit einem insbesondere zylindrischen Hohlraum ausgebildet, an dessen einem Ende die Stelleinrichtung angeordnet ist und in welchem sich zwei mit den Anschlußklemmen verbundene Kontakte sowie ein kolbenartiges Schaltelement, welches mittels der Stelleinrichtung innerhalb des Hohl¬ raumes gegenüber den Kontakten verschiebbar ist, befinden. Dabei kann das Gehäuse durch zwei voneinander elektrisch isolierte Hülsen aus elektrisch leitendem Material, insbesondere aus Metall, gebildet sein, welche jeweils mit einer Anschlußklemme ausgebildet sind und welche den Hohlraum umschließen. Vorzugsweise ist dabei das Gehäuse durch zwei zylindrische Rohrstücke gebildet, welche mit jeweils einer An¬ schlußklemme ausgebildet sind und welche mit einer Ummantelung aus Kunststoff versehen sind, durch welche sie miteinander mechanisch verbunden und voneinander elektrisch isoliert sind.

Nach weiteren bevorzugten Merkmalen ist das kolbenartige Schalt¬ element an seiner Außenseite mit Kontaktfedern ausgebildet und ist zwischen der Stelleinrichtung und dem Schaltelement eine Druckplatte angeordnet, durch welche der von der Stelleinrichtung erzeugte Schub auf das Schaltelement übertragbar ist. Vorzugsweise ist zudem das Ge¬ häuse an einer seiner Stirnseiten mit einer lösbar befestigten Abdeck¬ kappe ausgebildet, nach deren Entfernung in den Hohlraum eine Stell¬ einrichtung einsetzbar ist. Zudem kann das Gehäuse mit mindestens einer weiteren Anschlußklemme ausgebildet sein, welche mit der An¬ schlußklemme für das zur Batterie führende Kabel elektrisch verbunden ist.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse mit zwei voneinander im Abstand befindlichen Schienen ausgebildet, welche in einem ersten Abschnitt des Hohlraumes mittels des Schaltelementes miteinander elektrisch verbunden sind, wogegen sie in einem zweiten Abschnitt gegenüber dem Schaltelement elektrisch isoliert sind. Vor¬ zugsweise sind dabei die Schienen außerhalb des Gehäuses als An- schlußfahnen ausgebildet.

Vorzugsweise ist das Gehäuse mit zwei voneinander im Abstand befind¬ lichen Schienen ausgebildet, zwischen welchen sich ein Schaltelement befindet, wobei dem Schaltelement ein Isolierelement zugeordnet ist, durch dessen mittels der Stelleinrichtung bewirkter Verschiebung das Schaltelement von den Schienen elektrisch isolierbar ist. Dabei kann das Schaltelement durch eine Schraubenfeder gebildet sein und kann das Isolierelement zwischen das Schaltelement und die Schienen einschieb¬ bar sein. Insbesondere kann das Schaltelement mit Flügeln ausgebildet sein, welche zwischen die Schienen und das Schaltelement einschiebbar sind.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse durch zwei hohlzylindrische Gehäuseteile gebildet, wobei ein Gehäuse¬ teil mit einer ersten Anschlußfahne ausgebildet ist, sich im Innenraum des Gehäuses ein zylindrischer Körper befindet, welcher mit einer zwei¬ ten Anschlußfahne ausgebildet ist und zwischen dem zylindrischen Körper und dem mit der Anschlußfahne ausgebildeten Gehäuseteil ein Schaltelement vorgesehen ist, welches durch das Stellelement von einer die beiden Bauteile elektrisch verbindenden Lage in eine diese beiden Bauteile voneinander elektrisch isolierende Lage verstellbar ist. Dabei kann das Schaltelement als torusförmig ausgebildete Schraubenfeder gebildet sein. Weiters kann zwischen dem mit der Anschlußfahne aus¬ gebildeten Gehäuseteil und einem radial abragenden Flansch des zylin¬ drischen Körpers eine Hülse aus isolierendem Material vorgesehen sein. Zudem kann in der Innenwand des mit der Anschlußfahne ausgebilde¬ ten Gehäuseteiles eine Nut vorgeseh^en sein, in welcher das in der elek¬ trisch leitenden Stellung befindliche bchaltelement gehalten ist.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand von neun in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zei¬ gen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung, in Ansicht und in axialem Längsschnitt,

Fig. la die Vorrichtung gemäß Fig. 1 , im Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 1 ,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vor¬ richtung, in Ansicht und in axialem Längsschnitt,

Fig. 2a die Vorrichtung gemäß Fig. 2, im Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 2,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vor¬ richtung, in Ansicht und in axialem Längsschnitt,

Fig. 3a die Vorrichtung nach Fig. 3, im Schnitt nach derLinie III-III der Fig. 3,

Fig. 4 eine gegenüber der Vorrichtung gemäß Fig. 1 geänderte Aus¬ führungsform, in Ansicht und in axialem Längsschnitt,

Fig. 4a die Vorrichtung gemäß Fig. 4, im Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 4,

Fig. 5 die Vorrichtung gemäß Fig. 4 mit einer weiteren Abänderung, in Ansicht und in axialem Längsschnitt,

Fig. 5a die Vorrichtung gemäß Fig. 5, im Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 5,

Fig. 6 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vor¬ richtung, in vertikalem Längsschnitt,

Fig. 6a die Vorrichtung gemäß Fig. 6, im Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 6,

Fig. 7 eine gegenüber der Vorrichtung gemäß den Fig. 6 und 6a geän¬ derte Ausführungsform, in vertikalem Längsschnitt,

Fig. 7a die Vorrichtung gemäß Fig.7, im Schnitt nach der Linie VII- VII der Fig. 7,

Fig. 8 eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vor¬ richtung, in vertikalem Längsschnitt,

Fig. 8a die Vorrichtung gemäß Fig. 8, im Schnitt nach der Linie VIII- VIII der Fig. 8,

Fig. 9 eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vor¬ richtung, in vertikalem Schnitt, und

Fig. 9a die Vorrichtung nach Fig. 9, in Ansicht und im Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 9,

Fig. 10 eine siebente Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vor- richtung, in vertikalem Schnitt,

Fig. 10a die Vorrichtung nach Fig. 10, in Ansicht und im Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 10;

Fig. 11 eine gegenüber der Ausführungsform der Fig. 10 ergänzte Aus¬ führungsform, in vertikalem Schnitt, und

Fig. l la die Vorrichtung nach Fig. 11 in Ansicht und im Schnitt nach der Linie XI-XI der Fig. 11.

Wie dies aus den Fig. 1 und la ersichtlich ist, besteht eine derartige Vor¬ richtung aus zwei voneinander im Abstand befindlichen zylindrischen Hülsen 1 und 2, welche aus elektrisch leitendem Material, z.B. einem Metall, wie Messing oder Bronze, hergestellt sind und welche durch eine Ummantelung 3, welche aus elektrisch nicht leitendem Material, z.B. einem Kunststoff, gefertigt ist, umschlossen sind. Durch die Ummante¬ lung 3 sind die beiden Hülsen 1 und 2 miteinander mechanisch verbun¬ den. Da sich jedoch die beiden Hülsen 1 und 2 voneinander im Abstand befinden, sind sie voneinander elektrisch isoliert.

Von der ersten Hülse 1 ragen zwei Klemmen 11 und 12 ab, welche zum Anschluß von Kabeln 13 und 14 dienen. Von der zweiten Hülse 2 ragen zwei Klemmen 21 und 22 ab, welche zum Anschluß von Kabeln 23 und 24 dienen.

Die Hülse 1 ist an ihrem freien Ende mit einem Innengewinde 15 ausge¬ bildet, in welches eine Abschlußkappe 16 eingeschraubt ist, durch wel¬ che der Innenraum der Hülse 1 verschlossen ist. Innerhalb der Kappe 16 befindet sich ein pyrotechnisches Element 4, an dessen Zünder 41 ein Kabel 42 angeschlossen ist, welches von einem Sensor herführt.

Die zweite Hülse 2 ist an ihrem freien Ende mit einer Stirnwand 26 ausgebildet. In der Stirnwand 26 befindet sich eine Bohrung 29, in wel¬ che ein Stopfen 27 eingesetzt ist. In dem von den beiden Hülsen 1 und 2 umschlossenen Hohlraum 10 befindet sich ein zylindrisches Schalt¬ element 5, welches an seiner Außenfläche mit Kontaktfedern 51 ausge¬ bildet ist, welche an die Innenflächen 18 und 28 der beiden Hülsen 1 und 2 anliegen. Weiters befindet sich zwischen dem pyrotechnischen Element 4 und dem Schaltelement 5 eine Druckplatte 6.

Das Kabel 13 ist an die Batterie angeschlossen. Das Kabel 23 führt zum Startgerät. Das Kabel 14 führt zu einer Notstromversorgung und das Kabel 24 führt zum Bordnetz des Kraftfahrzeuges.

In der in den Fig. 1 und la gezeigten Stellung des Schaltelementes 5 liegen dessen Kontaktfedern 51 an die Innenflächen 18 und 28 der bei¬ den Hülsen 1 und 2 an, wodurch die Klemmen 1 1 , 12, 21 und 22 mit¬ einander elektrisch verbunden sind. Hierdurch sind sämtliche Geräte des Kraftfahrzeuges an die Batterie angeschlossen. Soferne infolge eines Unfalles der Stromfluß von der Batterie unterbrochen werden muß, wird vom Sensor über die Leitung 42 an den Zünder 41 des pyrotechnischen Elementes 4 ein Impuls abgegeben, wodurch das pyrotechnische Ele¬ ment 4 gezündet wird. Durch den hierdurch bewirkten Gasdruck wird über die Druckplatte 6 das Schaltelement 5 aus der in den Fig. 1 und la gezeigten Stellung nach rechts verschoben. Hierdurch tritt im rechten Teil des Hohlraumes 10 ein Druckanstieg ein, wodurch der Stopfen 27 aus der Bohrung 29 hinausgedrückt wird. Hierdurch kann das Schalt¬ element 5 in die strichliert gezeigte Stellung verschoben werden. Da sich somit das Schaltelement 5 nur innerhalb der zweiten Hülse 2 befindet, wird der Stromfluß zu den Kabeln 23 und 24 unterbrochen. Demgegenüber bleibt der Stromfluß zum Kabel 14 aufrecht, wodurch eine Notstromversorgung gewährleistet ist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 und 2a ist als Stellelement für das Schaltelement 5 eine Druckfeder 7 vorgesehen, welche durch einen Schmelzdraht 7a in der gespannten Lage gehalten ist. Sobald der Sensor anspricht, gelangt in den Schmelzdraht 7a ein Stromstoß, wo¬ durch dieser geschmolzen wird, sodaß er die Druckfeder 7 freigibt, wo¬ durch das Schaltelement 5 in seine rechte Lage verschoben wird. Hier¬ durch wird der Stromfluß von der ersten Hülse 1 in die zweite Hülse 2 unterbrochen.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 3a ist ein Hohlraum 8 vorgesehen, welcher über eine Leitung 81 an einen außerhalb der Vor¬ richtung befindlichen Druckspeicher angeschlossen ist. Sobald der Sen- sor anspricht, wird der Hohlraum 8 vom Druckspeicher her mit einem Druckmedium, z.B. mit Druckluft, beaufschlagt, wodurch das Schalt¬ element 5 in seine nicht leitende Stellung verschoben wird.

Um nach einer Verschiebung des Schaltelementes 5 und trotz der hier¬ durch bewirkten Unterbrechung des Stromflusses von der Batterie her einen Notbetrieb zu ermöglichen, kann das Schaltelement 5 mittels eines Werkzeuges, welches durch die Bohrung 29 hindurchgeführt wird, in seine ursprüngliche Stellung zurückverschoben werden, wodurch die elektrische Verbindung wieder hergestellt wird. Um die Vorrichtung wieder vollständig funktionsfähig zu machen, wird die Abschlußkappe 16 entfernt und wird in die erste Hülse 1 ein neues Stellelement in Form eines pyrotechnischen Elementes 4 oder einer Druckfeder 7 eingesetzt.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 und 4a unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und la dadurch, daß die beiden Hülsen 1 a und 2a an den einander zugewandten Enden mit je¬ weils einem Außengewinde 10a und 20a ausgebildet sind und daß die Ummantelung 3a, welche gleichfalls als zylindrische Hülse ausgebildet ist und durch welche die beiden Hülsen la und 2a voneinander elek¬ trisch isoliert sind, mit zwei Innengewinden 30a ausgebildet ist, in wel¬ che die Hülsen la und 2a eingeschraubt sind. Weiters ist das pyrotech¬ nische Element 4a in die Hülse la von deren freiem Ende her eingesetzt, wobei es an einer Abschlußwand 41 der Hülse la von innen zur Anlage kommt. Dabei durchsetzt eine Abschlußkappe 16a eine in der Ab¬ schlußwand 41 vorgesehene Bohrung 15a. Durch die Abschlußkappe 16a ist die zum pyrotechnischen Element 4a führende Leitung 42 hin¬ durchgeführt.

Weiters ragen von den freien E 'en der Hülsen l a und 2a nur zwei Klemmen l la und 21a ab, an we: e einerseits die Leitungen 13 und 14 und andererseits die Leitungen 2o und 24 angeschlossen sind. Zudem ist das im Innenraum 10 der beiden Hülsen la und 2a angeordnete Schaltelement als einseitig geschlossene Hülse 5a ausgebildet, deren dem pyrotechnischen Element 4a zugewandte Stirnfläche die Druck¬ platte bildet, an welcher das pyrotechnische Element 4a zur Wirkung kommt. Schließlich ist das Schaltelement 5a an seinen beiden Enden mit radial nach außen abragenden ringförmigen Flanschen 52 ausgebil¬ det, welche einen hohizylindrischen Raum begrenzen, in welchem die Kontaktfedern 51 angeordnet sind.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß den Fig. 4 und 4a ist die gleiche wie diejenige der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und la.

Die Vorrichtung gemäß den Fig. 5 und 5a betrifft eine Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß den Fig. 4 und 4a dahingehend, daß in das Schalt¬ element 5a ein aus einem isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff, gefertigter Bolzen 54 eingesetzt ist, welcher die Bohrung 29 durchsetzt und welcher an seinem außerhalb der Hülse 2a befindlichen freien Ende mit einem Handgriff in Form einer Scheibe oder eines Kopfes 55 ausgebildet ist. Der Bolzen 54 ist mit dem Schaltelement 5a durch Formschluß auf Mitnahme gekuppelt.

Der Zweck dieser Ausführungsform besteht darin, diese Vorrichtung da¬ durch auch als Generalschalter verwenden zu können, daß das Schalt¬ element 5a mittels des Bolzens 54 manuell in die Ausschaltstellung ver¬ schoben werden kann, wodurch der Stromfluß von der Batterie zu den Verbrauchern unterbrochen ist. Zudem kann das Schaltelement 5a, nachdem es mittels des pyrotechnischen Elementes 4a in seine nicht lei¬ tende Stellung verschoben worden ist, zur Aufrechterhaltung der Stromversorgung in seine leitende Stellung zurückverschoben werden.

In den Fig. 6 und 6a ist weiters eine vereinfachte Ausführungsform dar¬ gestellt, welche aus einem quadrisch ausgebildeten Gehäuse 60 aus elektrisch isolierendem Material besteht, in welchem zwei aus elektrisch leitendem Material gefertigte Schienen 61 und 65 angeordnet sind, zwi¬ schen welchen sich ein Hohlraum 70 befindet. Im Hohlraum 70 ist ein Schaltelement 71 angeordnet, welches mittels eines pyrotechnischen Elementes 73 von einer ersten Lage in eine zweite Lage verschiebbar ist. Das Schaltelement 71 ist mit Kontaktfedern 72 ausgebildet, welche in der ersten Lage des Schaltelementes 71 an die beiden Schienen 61 und 65 anliegen. Demgegenüber sind in einem weiteren Abschnitt des Hohl- raumes 70 die Schienen 61 und 65 mit isolierenden Auflagen 64 und 67 ausgebildet, wodurch in diesem Abschnitt die Kontaktfedern 72 von den Schienen 61 und 65 elektrisch isoliert sind. Das pyrotechnische Element 73 ist von der linken Seite her in den Hohlraum 70 eingesetzt und durch einen Stopfen 74 im Hohlraum 70 gehalten. Der Stopfen 74 ist von dem zum pyrotechnischen Element führenden Kabel 76 durchsetzt.

Die Schiene 61 , welche das Gehäuse 60 vollständig durchsetzt, ist an ihren beiden außerhalb des Gehäuses 60 befindlichen Enden mit An¬ schlußfahnen 62 und 63 ausgebildet. Demgegenüber ist die Schiene 65 nur an ihrem rechten Ende aus dem Gehäuse 60 hinausgeführt, wobei sie dort mit einer Anschlußfahne 66 ausgebildet ist. An die Anschluß¬ fahne 62 wird die von der Batterie her führende Leitung angeschlossen. An die Anschlußfahne 63 wird die Notstromversorgung angeschlossen und an die Anschlußfahne 66 werden die elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeuges angeschlossen. Der Hohlraum 70 ist mittels eines Stopfens 75 verschlossen.

In der in Fig. 6 dargestellten Lage des Schaltelementes 71 sind die bei¬ den Schienen 61 und 65 über die Kontaktfedern 72 miteinander elek¬ trisch verbunden, wodurch auch die Anschlußfahne 66, an welche die Verbraucher angeschlossen sind, mit der Anschlußfahne 62 elektrisch verbunden ist. Soferne demgegenüber das Schaltelement 71 mittels des pyrotechnischen Elementes 73 in den rechten Abschnitt des Hohl¬ raumes 70 verschoben worden ist, wird die elektrische Verbindung durch die isolierenden Auflagen 64 und 67 unterbrochen, wodurch nur die Anschlußfahne 63, an welche die Notstromversorgung angeschlossen ist, mit der Anschlußfahne 62 elektrisch verbunden bleibt. Demnach wird durch eine Zündung des pyrotechnischen Elementes 73, durch welche eine Verschiebung des Schaltelementes 71 von seine'- lei¬ tenden Stellung in seine nicht leitende Stellung erfolgt, die Strom V er¬ sorgung unterbrochen.

In den Fig. 7 und 7a ist weiters eine gegenüber der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 6a geänderte Ausführungsform dargestellt, welche ebenfalls aus einem quadrisch ausgebildeten Gehäuse 80 aus elektrisch isolierendem Material besteht, in welchem zwei aus elektrisch leitendem Material gefertigte Schienen 81 und 85 angeordnet sind, zwischen wel¬ chen sich ein Hohlraum 90 befindet. Im Hohlraum 90 ist ein Schalt¬ element 91 angeordnet, welches mittels eines pyrotechnischen Elemen¬ tes 93 von einer ersten Lage in eine zweite Lage verschiebbar ist. Das Schaltelement 91 ist mit Kontaktfedern 92 ausgebildet, welche in der ersten Lage des Schaltelementes 91 an die beiden Schienen 81 und 85 anliegen. Demgegenüber ist in einem weiteren Abschnitt des Hohl¬ raumes 90 die Schiene 81 nicht fortgesetzt, wodurch in diesem Ab¬ schnitt die unteren Kontaktfedern 92 an die Schiene 81 nicht anliegen. Das pyrotechnische Element 93 ist von oben her in den Hohlraum 90 eingesetzt. Weiters sind zum pyrotechnischen Element 81 führende Lei¬ tungen 96 vorgesehen.

Die linke Schiene 81 , welche sich bis etwa zur Mitte des Gehäuses 80 er¬ streckt, ist an ihrem außerhalb des Gehäuses 80 befindlichen Ende mit einer Anschlußfahne 82 ausgebildet. Zudem ist sie mit einer quer ab¬ ragenden Anschlußfahne 83 ausgebildet. Die Schiene 85 ist an ihrem rechten Ende aus dem Gehäuse 80 hinausgeführt, wobei sie dort mit einer Anschlußfahne 86 ausgebildet ist. An die Anschlußfahne 82 wird die von der Batterie her führende Leitung angeschlossen. An die An¬ schlußfahne 83 wird die Notstromversorgung angeschlossen und an die Anschlußfahne 86 werden die elektrischen Verbraucher des Kraftfahr¬ zeuges angeschlossen. Der Hohlraum 70 ist mittels eines Stopfens 95 verschlossen.

In der in Fig. 7 dargestellten Lage des Schaltelementes 91 sind die bei¬ den Schienen 81 und 85 über die Kontaktfedern 92 miteinander elek¬ trisch verbunden, wodurch auch die Anschlußfahne 86, an welche die Verbraucher angeschlossen sind, mit der Anschlußfahne 82 elektrisch verbunden ist. Soferne demgegenüber das Schaltelement 91 mittels des pyrotechnischen Elementes 93 in den rechten Abschnitt des Hohl¬ raumes 90 verschoben worden ist, wird die elektrische Verbindung unterbrochen, wodurch nur die Anschlußfahne 83, an welche die Not¬ stromversorgung angeschlossen ist, mit der Anschlußfahne 82 elektrisch verbunden bleibt. Demnach wird durch die Zündung des pyrotechnischen Elementes 93, durch welche eine Verschiebung des Schaltelementes 91 von seiner elektrisch leitenden Stellung in seine elektrisch nicht leitende Stellung erfolgt, die Stromversorgung unterbrochen.

Wie dies weiters in Fig. 7 strichliert dargestellt ist, kann die Anschluß¬ fahne 83 für die Notstromversorgung auch an der anderen Seite des Ge¬ häuses 80 angeordnet sein und kann die Anschlußfahne 86 für die Ver¬ braucher von der Schiene 85 im rechten Winkel abragen.

In den Fig. 8 und 8a ist weiters eine Ausführungsform einer erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung dargestellt, welche ein quadrisches Gehäuse 100 mit einem Hohlraum 110 aufweist. Im Hohlraum 1 10 befindet sich ein pyrotechnisches Element 1 13, welches über Leitungen 1 16 auslösbar ist. An den oberen und unteren Seitenwänden des Hohlraumes 110 be¬ finden sich zwei Schienen 101 und 105, welche beiderseits des Gehäu¬ ses 100 nach außen geführt und außerhalb des Gehäuses 100 mit An¬ schlußfahnen 102 und 106 ausgebildet sind. An die Anschlußfahne 102 werden die Batterie und die Notstromversorgung angeschlossen. An die Anschlußfahne 106 wird die elektrische Versorgung des Kraftfahrzeuges angeschlossen. Weiters befindet sich zwischen den beiden Schienen 101 und 105 ein aus elektrisch leitendem Material gefertigtes Schaltelement 1 12 in Form einer Schraubenfeder. Diesem Schaltelement 1 12 ist ein Isolierelement 1 11 zugeordnet, welches mit Flügeln l i la ausgebildet ist, welche zwischen das Schaltelement 1 1 1 und die Schienen 101 und 105 einschiebbar sind.

Sobald das pyrotechnische Element 1 13 über die Leitungen 1 16 gezün¬ det wurde, wird durch den hierdurch erzeugten Gasdruck das Isolier¬ element 1 1 1 nach rechts verschoben. Hierdurch werden die Flügel l i l a des Isolierelementes 1 1 1 zwischen das Schaltelement 1 12 und die Schienen 101 und 105 eingeschoben, wodurch der Stromfluß zwischen den Anschlußfahnen 102 und 106 unterbrochen wird.

Die in den Fig. 9 und 9a dargestellte weitere Ausführungsform einer er¬ findungsgemäßen Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen ersten Gehäuseteil 120 aus isolierendem Material, in welchen ein hohlzylindri- scher Gehäuseteil 125 eingesetzt ist, welcher mit einer Anschlußfahne 126 ausgebildet ist. Die beiden Gehäuseteile 120 und 125 umschließen einen Hohlraum 130, in welchem sich ein aus elektrisch leitendem Material gefertigter, zylindrischer Köφer 121 befindet, von welchem eine Anschlußfahne 122 abragt, welche den Gehäuseteil 120 durchsetzt. Im zylindrischen Körper 121 befindet sich eine Ausnehmung, in welche ein pyrotechnisches Element 133 eingesetzt ist. An das pyrotechnische Element 133 sind Zündleitungen 136 angeschlossen. Außerhalb des zy¬ lindrischen Köφers 121 befindet sich ein aus isolierendem Material ge¬ fertigter Ring 131 , welchem ein Schaltelement in Form einer torus- förmigen Schraubenfeder 132 zugeordnet ist, welche in einer an der Innenfläche des Gehäuseteiles 125 angeordneten Nut 127 gehalten ist. Weiters befindet sich zwischen dem hohizylindrischen Gehäuseteil 125 und dem Gehäuseteil 120 ein aus isolierendem Material gefertigter Ring 124, durch welchen der zylindrische Teil 121 und der hohlzylindrische Gehäuseteil 125 voneinander elektrisch isoliert sind.

In der in Fig. 9 gezeigten Stellung ist die Anschlußfahne 126 über den hohizylindrischen Gehäuseteil 125, das Schaltelement 132 und den zylindrischen Teil 121 an die Anschlußfahne 122 angeschlossen. Sobald das pyrotechnische Element 133 gezündet wurde, wird durch den im Hohlraum 130 entstehenden Gasdruck der Ring 131 nach unten ver¬ schoben, wodurch das Schaltelement 132 in den Bereich der isolieren¬ den Hülse 124 verschoben wird. Hierdurch wird die Anschlußfahne 126 von der Anschlußfahne 122 elektrisch isoliert.

Ergänzend wird darauf verwiesen, daß auch bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 4 bis 9 das Stellelement durch eine Druckfeder oder durch ein von außen zugeführtes Druckmedium gebildet sein kann. Die Zündung des pyrotechnischen Elementes kann durch einen Sensor, wel¬ cher auf unfallbedingte Stöße anspricht, ausgelöst werden.

In den Fig. 10 und 10a ist eine weitere Ausführungsform einer erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, welche ein quadrisches Gehäuse 140 aus isolierendem Material mit einem Hohlraum 150 aufweist. Im Hohlraum 150 befindet sich ein pyrotechnisches Element 153, welches über Leitungen 156 auslösbar ist. Der Hohlraum 150 ist an seinem einen Ende durch eine Kappe 154 verschlossen. An den oberen und unteren Seitenwänden des Hohlraumes 150 befinden sich zwei Schienen 141 und 145, welche beiderseits des Gehäuses 140 nach außen geführt und außerhalb des Gehäuses 140 mit Anschlußfahnen 142 und 146 ausge¬ bildet sind. An die Anschlußfahne 142 werden die Batterie und die Notstromversorgung angeschlossen. An die Anschlußfahne 146 wird die elektrische Versorgung des Kraftfahrzeuges angeschlossen. Weiters befindet sich zwischen den beiden Schienen 141 und 145 ein aus elek¬ trisch leitendem Material gefertigtes Schaltelement 152 in Form einer Schraubenfeder. Dieses Schaltelement 152 befindet sich innerhalb eines aus isolierendem Material hergestellten Kolbens 151 , welcher im Hohl¬ raum 150 angeordnet ist und welcher gegenüber den Schienen 141 und 145 verschiebbar ist. In der in den Fig. 10 und 10a dargestellten Aus¬ gangsstellung liegt das Schaltelement 152 an die beiden Schienen 141 und 145 an, wodurch diese miteinander elektrisch verbunden sind.

Sobald das pyrotechnische Element 153 über die Leitungen 156 gezün¬ det wurde, wird durch den hierdurch erzeugten Gasdruck der Kolben 151 mit dem Schaltelement 152 nach rechts verschoben. Hierdurch wird das Schaltelement 152 von den Schienen 141 und 145 getrennt, wodurch der Stromfluß zwischen den Anschlußfahnen 142 und 146 unterbrochen wird.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 11 und l la unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß den Fig. 10 und 10a dadurch, daß das Gehäuse 140a dahingehend symmetrisch ausgebildet ist, daß an beiden Enden des Hohlraumes 150, welcher durch Kappen 154 und 154a ver¬ schlossen ist, pyrotechnische Elemente 153 und 153a angeordnet sind, welche über Leitungen 156 und 156a zündbar sind. Hierbei erfolgt die Verschiebung des Kolbens 151 im Hohlraum 150 in beiden Richtungen mittels jeweils eines der pyrotechnischen Elemente 153 bzw. 153a, wodurch sowohl die Unterbrechung des Stromflusses zwischen den Anschlußfahnen 142 und 146 als auch die Wiedereinschaltung mittels der pyrotechnischen Elemente 153 und 153a bewirkt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Unterbrechung des Stromflusses in einem Kabel, das von der in einem Kraftfahrzeug angeordneten Batterie zu einem gleichfalls im Kraftfahrzeug angeordneten Verbraucher, wie dem Starter, dem Motor u.dgl., führt, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1 , 2, 3) mit zwei voneinander elektrisch isolierten Anschlußklemmen (11 , 21) für die zur Batterie und zum Verbraucher führenden Leitungen (13, 23) und mit einem in seinem Innenraum (10) angeordneten Schalter (5), welchem eine durch einen Sensor auslösbare Stelleinrichtung (4) zuge¬ ordnet ist, durch deren Auslösung der Schalter (5) betätigbar ist (Fig. 1).

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung durch ein pyrotechnisches Element (4) gebildet ist, durch dessen Zündung der Schalter (5) betätigbar ist (Fig. 1).

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung durch eine Druckfeder (7) gebildet ist, welche mittels eines Schmelzdrahtes (7a) in ihrer gespannten Stellung gehalten ist und welche durch einen den Schmelzdraht (7a) durchsetzenden Strom auslösbar ist (Fig. 2).

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung durch ein Zylinder-Kolben- Aggregat (1 , 5) gebildet ist, welches durch Beaufschlagung mit einem Druckgas auslösbar ist (Fig. 3).

5. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Gehäuse (1 , 2, 3) mit einem insbesondere zylin¬ drischen Hohlraum (10) ausgebildet ist, an dessen einem Ende die Stelleinrichtung (4) angeordnet ist und in welchem sich zwei mit den Anschlußklemmen (1 1 , 21) verbundene Kontakte (18, 28) sowie ein kol¬ benartiges Schaltelement (5), welches mittels der Stelleinrichtung (4) innerhalb des Hohlraumes (10) gegenüber den Kontakten (18, 28) ver¬ schiebbar ist, befinden (Fig. 1).

6. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Gehäuse durch zwei voneinander elektrisch iso¬ lierte Hülsen (1 , 2) aus elektrisch leitendem Material, insbesondere aus Metall, gebildet ist, welche jeweils mit mindestens einer Anschluß¬ klemme (1 1 , 21) ausgebildet sind und welche den Hohlraum (10) um¬ schließen (Fig. 1).

7. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Gehäuse durch zwei zylindrische Rohrstücke (1 , 2) gebildet ist, welche mit jeweils mindestens einer Anschlußklemme (1 1 , 21) ausgebildet sind und welche mit einer Ummantelung (3) aus Kunststoff versehen sind, durch welche sie miteinander mechanisch verbunden und voneinander elektrisch isoliert sind.

8. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 5 bis 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das kolbenartige Schalt element (5) an seiner Außen¬ seite mit Kontaktfedern (51 ) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zwischen der Stelleinrichtung (4) und dem Schalter (5) eine Druckplatte (6) angeordnet ist, durch welche der von der Stelleinrichtung (4) erzeugte Schub auf den Schalter (5) übertragbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Gehäuse (1 , 2, 3) an einer seiner Stirnseiten mit einer lösbar befestigten Abdeckkappe (16) ausgebildet ist, nach deren Entfernung in den Hohlraum (10) eine Stelleinrichtung einsetzbar ist (Fig. 1).

1 1. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5 und 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (60) mit zwei voneinander im Abstand befindlichen Schienen (61 , 65) ausgebildet ist, welche in einem ersten Abschnitt des Hohlraumes (70) mittels des Schaltelementes (71) miteinander elektrisch verbunden sind, wogegen sie in einem zweiten Abschnitt gegenüber dem Schaltelement (71) elektrisch isoliert sind (Fig. 6).

12. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (61 , 65) außerhalb des Gehäuses (60) als Anschlußfahnen (62, 63, 66) ausgebildet sind (Fig. 6).

13. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (100) mit zwei voneinander im Abstand befindlichen Schienen (101 , 105) ausgebildet ist, zwischen welchen sich ein Schaltelement (1 12) befindet, wobei dem Schaltelement (1 12) ein Isolierelement (1 1 1) zugeordnet ist, durch dessen mittels der Stelleinrichtung (112) bewirkter Verschiebung das Schaltelement (1 12) von den Schienen (101 , 105) elektrisch isolierbar ist (Fig. 8).

14. Vorrichtung nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement durch eine Schraubenfeder (1 12) gebildet ist und daß das Isolierelement (1 1 1) zwischen das Schaltelement (1 12) und die Schienen (101 , 105) einschiebbar ist (Fig. 8).

15. Vorrichtung nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt element (11 1 ) mit Flügeln (l i la) ausgebildet ist, welche zwischen die Schienen (101 , 105) und das Schaltelement (1 12) einschiebbar sind (Fig. 8).

16. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch zwei hohlzylindrische Gehäuseteile (120, 125) gebildet ist, wobei ein Gehäuseteil mit einer ersten Anschlußfahne (126) ausgebildet ist, daß sich im Innenraum des Gehäuses ein zylindrischer Körper (121) befindet, welcher mit einer zweiten Anschlußfahne (122) ausgebildet ist und daß zwischen dem zylindrischen Körper (121) und dem mit der Anschlußfahne (126) ausgebildeten Gehäuseteil (125) ein Schaltelement (132) vorgesehen ist, welches durch das Stellelement von einer die beiden Bauteile (121 , 125) elektrisch verbindenden Lage in eine diese beiden Bauteile (121 , 125) voneinander elektrisch isolierende Lage verstellbar ist (Fig. 9).

17. Vorrichtung nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement als torusförmig ausgebildete Schraubenfeder (132) gebildet ist (Fig. 9).

18. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem mit der Anschlußfahne (126) ausgebildeten Gehäuseteil und einem radial abragenden Flansch des zylindrischen Köφers (121) eine Hülse (124) aus isolierendem Material vorgesehen ist (Fig. 9).

19. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenwand des mit der Anschlußfahne (126) ausgebildeten Gehäuseteiles (120) eine Nut (127) vorgesehen ist, in welcher das in der elektrisch leitenden Stellung befindliche Schalt¬ element (132) gehalten ist (Fig. 9).

20. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (152) in Form einer Schrauben¬ feder ausgebildet ist, welche in einem kolbenartigen Stellelement (151) aus elektrisch isolierendem Material angeordnet ist, wobei in einer ersten Stellung des kolbenartigen Stellelementes (151) das Schaltelement (152) an im Gehäuse (140) befindliche, mit den Anschlußfahnen (142, 146) angeschlossene Kontakte (141 , 145) anliegt, wogegen in einer zweiten Stellung des Stellelementes (151) das Schaltelement (152) von den Kon¬ takten (141 , 145) getrennt ist (Fig. 10, Fig. 10a).

21. Vorrichtung nach Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (141 , 145) den Hohlraum (150) begrenzen und seitlich aus dem Gehäuse (140) herausgeführt und dort als Anschlußfahnen (142, 146) ausgebildet sind (Fig. 10, Fig. 10a).

22. Vorrichtung nach einem der Patentan; υrüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (140a) a.i seinen beiden Enden mit Stellelementen, insbesondere mit pyrotechnischen Elementen (153, 153a) ausgebildet ist, durch welche das Schaltelement (152) in seine beiden Schaltstellungen verschiebbar ist (Fig. 1 1 , Fig. l la).