WO2023057008A1 - Ignition unit to be used in pyrotechnic assemblies - Google Patents

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WO2023057008A1
WO2023057008A1 PCT/DE2022/100710 DE2022100710W WO2023057008A1 WO 2023057008 A1 WO2023057008 A1 WO 2023057008A1 DE 2022100710 W DE2022100710 W DE 2022100710W WO 2023057008 A1 WO2023057008 A1 WO 2023057008A1
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pyrotechnic
ignition
sleeve
ignition unit
unit
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Peter Lell
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Peter Lell
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    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
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    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts

Definitions

  • Ignition unit for insertion into pyrotechnic assemblies
  • the invention relates to the use of a pyrotechnic ignition unit for insertion into prefabricated electrically triggerable pyrotechnic assemblies which can be pyrotechnically switched, in particular electrical interrupting switching elements or electrical connecting switching elements, with the features of patent claim 1.
  • the present invention also relates to an ignition unit with the features of patent claim 8 and an assembly with the ignition unit according to the invention with the features of claim 9.
  • Electrical interrupting or connecting switching elements can be found, for example, in power plant, automotive, railway, aircraft or marine technology, as well as in mechanical engineering in switch cabinets of machines, systems and in power plants for defined and rapid disconnection of electrical high-current circuits Use in an emergency or for targeted short-circuiting to avoid cable fires.
  • the requirement for such an interrupting switching element is that a high insulation resistance is reliably and permanently maintained after the interrupting function has been triggered.
  • connecting switching elements must be able to quickly reconnect a disconnected circuit in order, for example, to quickly dissipate capacitively stored energy or energy that is still present in a system when an emergency shutdown occurs.
  • the prior art already provides break and connection switching elements that are triggered by means of a pyrotechnic drive, as described, for example, in DE 10 2019 104 451 A1 or DE 102020 118279 A1.
  • the interrupting switching elements mentioned are generally used to switch off direct current at high currents and high voltages. This means that an arc, once it has occurred in or on the switch, does not extinguish by itself, but remains stable and vaporizes all materials in its effective area due to its extremely high temperature of several 1000°C and in addition to its extreme thermal effect and emitted radiant energy it also generates highly toxic gaseous substances. High voltage direct currents safe and Permanent disconnection is therefore much more difficult than disconnecting or switching off high-voltage alternating currents.
  • pyrotechnic fuses which are actively controlled to trigger.
  • a pyrotechnic material is actively controlled, which when activated leads to the interruption of the electrical circuit.
  • any material that converts into a deflagration or detonation is referred to as a pyrotechnic material.
  • pyrotechnic connecting switching elements which are intended to ensure very fast and reliable switching in order to be able to take energy out of the system in the event of a short circuit.
  • the pyrotechnic material In the production of the aforementioned pyrotechnically actuated assemblies, the pyrotechnic material must be built into the assemblies. Because of the stated requirements for these pyrotechnic assemblies, they have a very complex structure, so that production requires a certain amount of effort and a certain number of production steps.
  • the use of the pyrotechnic material means that the workplace or the production line must comply with the safety criteria for pyrotechnic material. It is therefore desirable to be able to carry out as many steps as possible in the production of the pyrotechnic assemblies without using the pyrotechnic material in order to keep workplace safety as high as possible and to keep the effort and costs as low as possible.
  • This object is the basis of the present invention, i.e. to produce a pyrotechnical interrupting switching element in the safest, cheapest and simplest possible way.
  • the invention solves this problem with the features of claim 1.
  • the present invention relates to the use of a pyrotechnic ignition unit for insertion into a prefabricated assembly that can be pyrotechnically switched, the ignition unit having the following components: (a) a deflagrating or detonative material,
  • primer pyrotechnic
  • pyrotechnic also referred to as TLX, Nonei, Shock-Tube
  • optical transmission line or direct laser radiation to ignite the primer
  • a sleeve surrounding components (a) and (b) with an opening on one side, the opening being closed with a sleeve closure which is designed in such a way that the sleeve closure provides a feed for the electrical connection, the ignition tube, the pyrotechnic or allows optical transmission line or laser irradiation into the interior of the sleeve.
  • the ignition means acts as a booster charge, which activates the deflagrating or detonating material.
  • the ignition unit that can be used according to the invention is a compact unit that can be manufactured separately from the prefabricated electrical assembly. This allows the assembly to be prefabricated initially at a workstation or assembly line that does not contain pyroelectric material, without having to comply with safety guidelines provided for workstations or assembly lines that use pyrotechnic materials.
  • a hose can be used as the pyrotechnic transfer charge, which hose has an inner hose, for example from the south, and an outer protective hose.
  • the inner hose is preferably lined internally with a powder mixture (e.g. a mixture of octogen and aluminum) which is capable of a dust explosion.
  • a powder mixture e.g. a mixture of octogen and aluminum
  • Such a powder mixture is preferably only ignitable by the combination of pressure and flame.
  • there is a non-return valve between the igniter acting as a booster charge and the pyrotechnic booster charge which allows the hot gas formed by the booster charge (igniter) to pass through, but retains the gas formed by the transmission line and thus closes the ignition unit off from the outside.
  • a glass fiber is preferably used as the optical transmission line, which extends to the ignition means acting as a transmission charge.
  • direct laser irradiation can also ignite the transfer charge.
  • the laser light is preferably bundled by a lens. Ignition of the booster charge by a laser diode located adjacent to the booster charge can also be used.
  • pyrotechnically switchable means here that the activation (ignition) of the deflagrating or detonatively converting material in an interrupting switching element separates an isolating area that connects two electrical connection contacts with one another, so that the interrupting switching element can be switched from a control position in which the two connection contacts are connected to one another, is transferred to a disconnected position in which the two connection contacts are separated from one another. It is also understood in a connection switching element that two electrical connection contacts are connected to one another, so that it is transferred from a disconnected position, in which the connection contacts are separated from one another, to a conductive position, in which the connection contacts are connected to one another.
  • a combustion chamber is preferably provided inside the prefabricated assemblies, into which the ignition unit can be pushed or screwed from the outside and thereby preferably closes the combustion chamber.
  • the size of the combustion chamber is designed such that it is essentially completely filled by the ignition unit.
  • the ignition unit that can be used according to the invention is designed in such a way that its sleeve rests essentially completely against the inner wall of the combustion chamber.
  • a detonatively converting material is used for pyrotechnically switching the electrical assembly.
  • This can be, for example, silver azide, nitropenta, hexogen, octogen or a mixture of these. This can be unbound or in bound form with a binder.
  • the detonatively converting material can be mixed, for example, with polystyrene or polycarbonate as a binder. A solvent for the polystyrene is then preferably added to this mixture and the resulting paste is dried to form a solid mass. Butyl acetate, for example, can be used as a solvent.
  • the ignition or ignition means for activating the deflagrating or detonatively converting material is preferably an agent which can be ignited electrically or by an ignition tube or by a pyrotechnic or optical transmission line or by laser irradiation.
  • the igniter differs from the deflagrating or detonating material in that it is designed to have a lower explosive power than the deflagrating or detonating material. Due to a lack of energy generation, it is not able to fulfill the task of the assembly on its own, ie it cannot disconnect the internal current path or close the internal connection path on its own. For this purpose, the deflagrating or detonatively converting material must be activated, which alone can generate the energy to achieve the task set for the assembly.
  • the igniter can be a very sensitive igniter that ignites when the energy introduced is 0.002 pJ or more.
  • the igniter can also be a sensitive igniter that ignites when the energy introduced is 0.25 pJ or more.
  • the igniter can also be a less sensitive igniter that only ignites when the energy introduced is 1 mJ or more (airbag igniter).
  • the ignition means can also be a mixture of different ignition materials. In contrast to this, the detonative or deflagrating ignited by a shock wave.
  • the prefabricated assembly is an electrical interrupting switching element, which has a housing, a first and a second electrical connection contact for supplying and discharging an electric current, and a contact unit guided through the housing, via which the first and second connection contact can be connected to one another are connected, having, wherein the contact unit inside the housing has a separating area, a sabot and a compression area, wherein the separating area is designed as a hollow cylinder or hollow prism, inside which the combustion chamber is located.
  • the assembly is preferably designed such that when the ignition unit is ignited, it interrupts a separation of the current flow from the first connection contact to the second connection contact through the contact unit, in that the isolating region is separated into two parts.
  • the module is transferred from a control position in which the separation area is not separated to a control position in which the separation area is separated.
  • the sleeve of the ignition unit is preferably made of a plastic material.
  • the sleeve can be made of an insulating material, e.g. POM.
  • POM insulating material
  • the prefabricated assembly is an electrical connection switching element, which has a housing, a first and a second electrical connection contact for supplying and removing an electric current, and a contact unit guided through the housing, via which the first and the second connection contact when activated, can be connected to one another via a pyrotechnically driven connector made of material with good electrical conductivity.
  • the assembly is transferred from a disconnected position, in which the connection area is disconnected, into a conducting position, in which the disconnected area remains as desired via a connecting element made of electrically highly conductive material or is only bridged for a short time.
  • the present invention also relates to a pyrotechnic ignition unit which can be pyrotechnically switched, the ignition unit having the following components:
  • primer (pyrotechnic) tube pyrotechnic (also known as TLX, Nonei, Shock-Tube), or optical transmission line, or direct laser radiation to ignite the primer or booster charge, and
  • a sleeve surrounding components (a) and (b) with an opening on one side, the opening being closed with a sleeve closure which is designed in such a way that the sleeve closure provides a feed for the electrical connection, the ignition tube, the pyrotechnic or allows optical transmission line or laser irradiation into the interior of the sleeve.
  • the ignition unit according to the invention is preferably designed in such a way that it can be pushed or screwed into a combustion chamber of a prefabricated electrical assembly. Furthermore, the ignition unit according to the invention is preferably designed in such a way that it essentially completely fills the space of the combustion chamber in a prefabricated electrical assembly. The ignition unit according to the invention can also be designed in such a way that its sleeve can rest essentially completely against the inner wall of the combustion chamber. All features that are mentioned here in relation to the use of the ignition unit according to the invention also apply equally to the ignition unit according to the invention and to the ignition unit described below in the electrical assembly according to the invention, and vice versa.
  • the present invention also relates to an assembly, in particular an electrical interrupting switching element, with a pyrotechnic ignition unit according to the invention, the assembly having a housing, a first and a second electrical connection contact for supplying and removing an electric current and a contact unit guided through the housing, via which the first and the second connection contact are connected to one another, wherein the contact unit has a separating area, a sabot and a compression area inside the housing, wherein the separating area is designed as a hollow cylinder or hollow prism, inside which there is a combustion chamber into which the pyrotechnic ignition unit is introduced.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit.
  • Fig. 2 shows a longitudinal section through a prefabricated assembly in the control position without an inserted ignition unit according to the present invention.
  • Fig. 3a shows a longitudinal section through an assembly in the control position with a pyrotechnic ignition unit according to the present invention.
  • FIG. 3b shows a longitudinal section through an assembly according to FIG. 3a after ignition of the pyrotechnic ignition unit according to the present invention (disconnected position).
  • Figure 4a shows a longitudinal section through an assembly in the lead position with a pyrotechnic ignition unit with a reduced perimeter sabot according to the present invention.
  • FIG. 4b shows a longitudinal section through an assembly according to FIG. 4a after ignition of the pyrotechnic ignition unit according to the present invention (disconnected position).
  • FIGS. 5a to 5d show longitudinal sections of pyrotechnic ignition units as in FIG. 1, but instead of the electrical connection/ignition cable in FIG. 5a a pyrotechnic transmission line, in FIG. 5b an optical transmission line and in FIGS. 5c and 5d a Have laser irradiation for igniting the igniter.
  • the ignition unit 1 shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit 1 that can be inserted or screwed into a prefabricated assembly 2 .
  • the ignition unit 1 has a sleeve 6 with a length 6a.
  • the sleeve 6 is preferably closed on one side (left) and has an opening on the opposite side from the closed side (right). Adjacent to the closed side there is preferably an area with the deflagrating or detonatively converting material 3.
  • the tip of the shock wave cone 8 preferably points in the direction of the deflagrating or detonatively converting material 3.
  • the shock wave cone 8 can have a cone angle of between ⁇ 180° and 60°, with an angle of 90° being preferred.
  • the task of the shock wave cone is to reduce the volume of the combustion chamber 15 and to reflect the pressure surge or pressure wave emanating from the deflagrating or detonatively converting material 3 after its ignition by 90° and direct it against the material of the separating region 20 .
  • the reduction in volume of the combustion chamber 15 results in a steeper rise in pressure and a higher maximum pressure than without a shock wave cone 8. This results in a stronger and faster rupture of the separation area 20.
  • the conical lateral surface of the shock wave cone 8 also reflects the pressure surge generated by the deflagrating or detonatively converting material 3, which then hits the material of the separation area 20 directly. Without a shock wave cone 8 , the generated gas would first build up, losing energy in the thick central area of the separation area 20 .
  • the shock wave cone 8 can be made of aluminum, which converts like a fuel at high temperature and thus generates additional energy for the break-up process. This would not worsen the insulation resistance that prevails after the switching process, because the aluminum burns to form aluminum oxide, which in turn is a good non-conductor.
  • Adjacent to the deflagrating or detonatively converting material 3 is an area with an ignition means 4, which is preferably a material that ignites when an electrical voltage is applied. If the ignition means 4 is ignited, it ignites the deflagrating or detonatively converting material 3.
  • the opening of the sleeve 6 is closed with a sleeve closure 7, which is preferably pushed or inserted into the opening of the sleeve 6 and preferably glued.
  • the sleeve closure 7 has a length 7a and is preferably made of a material such as PEEK or Torlon. As can be seen from FIG. 1, part of the sleeve closure 7 preferably protrudes into the sleeve.
  • the sleeve closure 7 preferably has an electrical connection or an ignition cable 5 which is fixed in a braided screw 11 by a casting 12 . Two wires 9 preferably protrude from the ignition cable 5 in the interior of the sleeve closure 7 up to the ignition means 4.
  • the ignition unit 1 preferably also has an external thread 14 running around the sleeve closure 7 , with which the ignition unit 1 can be screwed into an assembly 2 .
  • FIGS. 3a and 4a show assemblies 2 in the form of interrupting switching elements in their conducting position, specifically in FIG. 2 in the form of a prefabricated electrical assembly 2 without inserted pyrotechnic ignition unit 1 and in FIGS. 3a and 4a in the form an electrical assembly 2 according to the invention, in which the pyrotechnic ignition unit 1 is already integrated.
  • the assemblies 2 shown have a housing 16 which encloses a contact unit 19, parts of the contact unit 19 being located in the housing 16, and in particular the first and the second electrical connection contact 17 and 18 on opposite sides the housing 16 protrude.
  • the contact unit 19 has a length 19a.
  • the contact unit 19 is made of an electrically conductive material, preferably a metal.
  • the contact unit 19 On the side of the first connection contact 17, the contact unit 19 is preferably connected to the electrically conductive housing 16, ie the first connection contact is at housing potential. In contrast to this, the contact unit 19 on the side of the second connection contact 18 is insulated from the housing 16 by an insulator 25 .
  • This structure is a so-called reverse structure with regard to the application of the housing potential compared to the interrupting switching elements shown in the earlier DE 102016124176 A1, which, however, can equally be used according to the invention as prefabricated assemblies. With the present reverse structure, it is not necessary to design the sabot in two parts, ie with a surrounding electrically insulating material. The main advantage here is the saving of an expensive component, namely the second part of the sabot made of electrically insulating material.
  • the contact unit 19 has a combustion chamber 15 adjacent to the side of the second connection contact 18, which is preferably hollow-cylindrical or hollow-prismatic.
  • This combustion chamber 15 of the prefabricated electrical assembly 2 is preferably accessible from the outside from the side of the second connection contact 18, namely in that the contact unit 19 in the area of the second connection contact 18 is also designed as a hollow cylinder or hollow prism, the cavity of which is connected to the combustion chamber 15. In this way, the pyrotechnic ignition unit 1 can be pushed all the way into the combustion chamber 15 from the side of the second connection contact 18 .
  • the combustion chamber 15 is surrounded by a separating area 20, which tears open when the ignition unit 1 is ignited, so that the separating area 20 is separated into two parts, with the result that the contact unit 19 is converted into two parts.
  • the separating area 20 is preferably surrounded by a fluid chamber 23, in which a fluid, preferably an extinguishing agent for a possible electric arc between the two separated parts of the separating area 20, is located.
  • FIGS. 2 and 3a show an interrupting switching element 2 with a sabot 21, the outer diameter of which is significantly smaller than the inner diameter of the housing 16.
  • the inner insulation 24 of the housing 16 is significantly larger in the area in which the sabot 21 moves, so that the reduced sabot 21 is guided along this inner insulation 24 .
  • This embodiment has the advantage that with a similarly large fluid volume in the fluid chamber 23 as in FIG that there are fewer air pockets for a possible electric arc that it can use.
  • the inner diameter of the housing 16 can be reduced by a smaller outer diameter of the sabot 21 . Since this greatly reduces the pressure load on the housing 16, the thickness of the wall of the housing 16 can be reduced, as a result of which a considerable weight can be saved.
  • the interrupting switching elements 2 of FIGS. 2, 3a and 4a can have a first and/or a second insulation layer 26 and 27, so that the bare metal of the housing 16 or of the contact unit 19 is shielded. In this way, a possible arc cannot gain a foothold at these points, so that the arc stops in the middle of the housing 16 centrally between the separated parts of the separating region 20, so that as little as possible of the insulating fluid is destroyed.
  • NBR or EPDM are particularly suitable as the material for the first and second insulating layers 26 and 27 .
  • the inner insulation 24 of the housing 16 also has the same task.
  • Figures 3b and 4b show the assemblies 2 in the disconnected position, ie after the ignition of the ignition unit 1.
  • the separation of the separation area 20 and the movement of the sabot 21 enlarges the fluid chamber 23 to form the fluid chamber 23a and the compression area 22 is compressed.
  • the shock wave cone 8 of Ignition unit 1 remains here due to the strong resulting pressure on the end area 20a of the separating area 20 on the sabot side.
  • FIG. 5a shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit 1 according to the invention as in FIG. 1, which however has a pyrotechnic transmission line 5a instead of the electrical connection/ignition cable 5, as described above.
  • the ignition unit 1 has a non-return valve 28 between the ignition means/the booster charge 4 and the pyrotechnic transmission line 5a, which has the effect described above.
  • FIG. 5b shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit 1 according to the invention as in FIG. 1, but which has an optical transmission line 5b in the form of a glass fiber instead of the electrical connection/ignition cable 5.
  • FIG. 5b shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit 1 according to the invention as in FIG. 1, but which has an optical transmission line 5b in the form of a glass fiber instead of the electrical connection/ignition cable 5.
  • FIG. 5c shows a longitudinal section of a pyrotechnical ignition unit 1 according to the invention as in FIG.
  • FIG. 5d shows a longitudinal section of a pyrotechnical ignition unit 1 according to the invention as in FIG.

Abstract

The invention relates to the application of a pyrotechnic ignition unit to be used in a prefabricated assembly which can be pyrotechnically switched. The ignition unit has the following components: (a) a material which can be deflagrated or detonated, b) an igniter for activating the material which can be deflagrated or detonated, (c) an electric connection, a (pyrotechnic) ignition tube, a pyrotechnic or optical transmission line, or a direct laser irradiation capability for igniting the igniter, and (d) a sleeve which surrounds the components (a) and (b), comprising an end-face opening, wherein the opening is closed by a sleeve closure which is designed such that the sleeve closure allows the electric connection, the ignition tube, the pyrotechnic or optical transmission line, or the laser radiation to be supplied to the interior of the sleeve. The invention also relates to a pyrotechnic ignition unit, such as the one used in the application according to the invention, and to an assembly comprising a pyrotechnic ignition unit.

Description

Zündeinheit zum Einsetzen in pyrotechnische Baugruppen Ignition unit for insertion into pyrotechnic assemblies
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer pyrotechnischen Zündeinheit zum Einsetzen in vorgefertigte elektrisch auslösbare pyrotechnische Baugruppen, die pyrotechnisch schaltbar sind, insbesondere elektrische Unterbrechungsschaltglieder oder elektrische Verbindungsschaltglieder, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Zündeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und eine Baugruppe mit der erfindungsgemäßen Zündeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 9. The invention relates to the use of a pyrotechnic ignition unit for insertion into prefabricated electrically triggerable pyrotechnic assemblies which can be pyrotechnically switched, in particular electrical interrupting switching elements or electrical connecting switching elements, with the features of patent claim 1. The present invention also relates to an ignition unit with the features of patent claim 8 and an assembly with the ignition unit according to the invention with the features of claim 9.
Elektrische Unterbrechungs- oder Verbindungsschaltglieder finden beispielsweise in der Kraftwerks-, der KFZ-, der Eisenbahn-, der Flugzeug- oder der Marine-Technik, wie auch im Maschinenbau in Schaltschränken von Maschinen, Anlagen und in Kraftwerken zum definierten und schnellen Trennen von elektrischen Starkstromkreisen im Notfall bzw. zum gezielten Kurzschließen zur Vermeidung von Kabelbränden Verwendung. Dabei besteht die Anforderung an ein derartiges Unterbrechungsschaltglied, dass nach Auslösung der Unterbrechungsfunktion ein hoher Isolationswiderstand zuverlässig und dauerhaft erhalten bleibt. Verbindungsschaltglieder müssen dagegen in der Lage sein, schnell einen getrennten Stromkreis wieder zu verbinden, um beispielsweise kapazitiv gespeicherte Energie oder beim Eintritt der Notabschaltung in einem System noch vorhandene Energie schnell abzubauen. Hierfür stellt der Stand der Technik bereits Unterbrechungs- und Verbindungsschaltglieder bereit, die mittels eines pyrotechnischen Antriebs ausgelöst werden, wie sie bspw. in der DE 10 2019 104 451 A1 oder der DE 102020 118279 A1 beschrieben sind. Electrical interrupting or connecting switching elements can be found, for example, in power plant, automotive, railway, aircraft or marine technology, as well as in mechanical engineering in switch cabinets of machines, systems and in power plants for defined and rapid disconnection of electrical high-current circuits Use in an emergency or for targeted short-circuiting to avoid cable fires. The requirement for such an interrupting switching element is that a high insulation resistance is reliably and permanently maintained after the interrupting function has been triggered. On the other hand, connecting switching elements must be able to quickly reconnect a disconnected circuit in order, for example, to quickly dissipate capacitively stored energy or energy that is still present in a system when an emergency shutdown occurs. For this purpose, the prior art already provides break and connection switching elements that are triggered by means of a pyrotechnic drive, as described, for example, in DE 10 2019 104 451 A1 or DE 102020 118279 A1.
Die genannten Unterbrechungsschaltglieder werden in der Regel zum Abschalten von Gleichstrom bei hohen Strömen und hohen Spannungen eingesetzt. Das bedeutet, dass ein Lichtbogen, einmal im oder am Schalter entstanden, nicht von alleine löscht, sondern stabil stehen bleibt und hierbei durch seine extrem hohe Temperatur von mehreren 1000°C alle Materialien in seinem Wirkungsbereich verdampft und neben seiner extremen thermischen Wirkung und emittierten Strahlungsenergie dabei auch noch hochgiftige gasförmige Stoffe erzeugt. Hochgespannte Gleichströme sicher und dauerhaft zu trennen ist daher ungleich schwieriger als das Trennen bzw. Abschalten hochgespannter Wechselströme. The interrupting switching elements mentioned are generally used to switch off direct current at high currents and high voltages. This means that an arc, once it has occurred in or on the switch, does not extinguish by itself, but remains stable and vaporizes all materials in its effective area due to its extremely high temperature of several 1000°C and in addition to its extreme thermal effect and emitted radiant energy it also generates highly toxic gaseous substances. High voltage direct currents safe and Permanent disconnection is therefore much more difficult than disconnecting or switching off high-voltage alternating currents.
Im Stand der Technik sind pyrotechnische Sicherungen bekannt, die zur Auslösung aktiv angesteuert werden. Hierbei wird ein pyrotechnisches Material aktiv angesteuert, das bei seiner Aktivierung zur Unterbrechung des Stromkreises führt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen dieser Beschreibung jegliches deflagrierend oder detonativ umsetzende Material als pyrotechnisches Material bezeichnet wird. Bei solchen pyrotechnischen Sicherungen ist es aus Sicherheitsaspekten wünschenswert, die Menge an pyrotechnischem Material möglichst gering zu halten, und dabei trotzdem eine schnelle, sichere und dauerhafte Trennung des Stromkreises zu gewährleisten. Ähnliches gilt auch bei pyrotechnischen Verbindungsschaltgliedern, die ein sehr schnelles und sicheres Schalten gewährleisten sollen, um Energie bei einem Kurzschluss aus dem System nehmen zu können. In the prior art, pyrotechnic fuses are known which are actively controlled to trigger. In this case, a pyrotechnic material is actively controlled, which when activated leads to the interruption of the electrical circuit. At this point it should be pointed out that in the context of this description any material that converts into a deflagration or detonation is referred to as a pyrotechnic material. In the case of such pyrotechnic fuses, it is desirable for safety reasons to keep the amount of pyrotechnic material as small as possible while nevertheless ensuring rapid, safe and permanent disconnection of the circuit. The same applies to pyrotechnic connecting switching elements, which are intended to ensure very fast and reliable switching in order to be able to take energy out of the system in the event of a short circuit.
Bei der Herstellung der genannten pyrotechnisch betätigten Baugruppen muss das pyrotechnische Material in den Baugruppen verbaut werden. Aufgrund der genannten Anforderungen an diese pyrotechnischen Baugruppen sind diese recht komplex aufgebaut, so dass die Herstellung einen gewissen Aufwand und eine gewisse Anzahl an Herstellungsschritten erfordert. Durch den Einsatz des pyrotechnischen Materials müssen die Arbeitsplätze oder die Herstellungslinie den Sicherheitskriterien für pyrotechnische Materialien entsprechen. Es ist deshalb wünschenswert, möglichst viele Schritte in der Herstellung der pyrotechnischen Baugruppen ohne den Einsatz des pyrotechnischen Materials bewerkstelligen zu können, um die Arbeitsplatzsicherheit möglichst hoch, und den Aufwand und die Kosten möglichst gering zu halten. Diese Aufgabe liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde, d.h. ein pyrotechnisches Unterbrechungsschaltglied auf möglichst sichere, kostengünstige und möglichst einfache Weise herzustellen. In the production of the aforementioned pyrotechnically actuated assemblies, the pyrotechnic material must be built into the assemblies. Because of the stated requirements for these pyrotechnic assemblies, they have a very complex structure, so that production requires a certain amount of effort and a certain number of production steps. The use of the pyrotechnic material means that the workplace or the production line must comply with the safety criteria for pyrotechnic material. It is therefore desirable to be able to carry out as many steps as possible in the production of the pyrotechnic assemblies without using the pyrotechnic material in order to keep workplace safety as high as possible and to keep the effort and costs as low as possible. This object is the basis of the present invention, i.e. to produce a pyrotechnical interrupting switching element in the safest, cheapest and simplest possible way.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer pyrotechnischen Zündeinheit zum Einsetzen in eine vorgefertigte Baugruppe, die pyrotechnisch schaltbar ist, wobei die Zündeinheit folgende Komponenten aufweist: (a) ein deflagrierend oder detonativ umsetzendes Material, The invention solves this problem with the features of claim 1. The present invention relates to the use of a pyrotechnic ignition unit for insertion into a prefabricated assembly that can be pyrotechnically switched, the ignition unit having the following components: (a) a deflagrating or detonative material,
(b) ein Anzündmittel zum Aktivieren des deflagrierend oder detonativ umsetzenden Materials, (b) an igniter for activating the deflagrating or detonating material,
(c) einen elektrischen Anschluss, ein (pyrotechnisches) Zündröhrchen, eine pyrotechnische (auch bezeichnet als TLX, Nonei, Shock-Tube) oder optische Übertragungsleitung oder eine direkte Lasereinstrahlung zum Zünden des Anzündmittels, und (c) an electrical connector, primer (pyrotechnic) tube, pyrotechnic (also referred to as TLX, Nonei, Shock-Tube) or optical transmission line, or direct laser radiation to ignite the primer, and
(d) eine die Komponenten (a) und (b) umgebende Hülse mit einer einseitigen Öffnung, wobei die Öffnung mit einem Hülsenverschluss verschlossen ist, der so ausgestaltet ist, dass der Hülsenverschluss eine Zuführung für den elektrischen Anschluss, das Zündröhrchen, die pyrotechnische oder optische Übertragungsleitung oder die Lasereinstrahlung in das Innere der Hülse ermöglicht. (d) a sleeve surrounding components (a) and (b) with an opening on one side, the opening being closed with a sleeve closure which is designed in such a way that the sleeve closure provides a feed for the electrical connection, the ignition tube, the pyrotechnic or allows optical transmission line or laser irradiation into the interior of the sleeve.
Im Fall der Verwendung eines Zündröhrchens, einer pyrotechnischen oder optischen Übertragungsleitung oder der Lasereinstrahlung fungiert das Anzündmittel als Übertragungsladung, die das deflagrierend oder detonativ umsetzende Material aktiviert. In the case of using an ignition tube, a pyrotechnic or optical transmission line or laser irradiation, the ignition means acts as a booster charge, which activates the deflagrating or detonating material.
Durch die Verwendung einer die Komponenten (a) und (b) umgebenden Hülse ist die erfindungsgemäß verwendbare Zündeinheit eine kompakte Einheit, die getrennt von der vorgefertigten elektrischen Baugruppe hergestellt werden kann. Dadurch kann die Baugruppe zunächst an einem Arbeitsplatz oder in einer Fertigungslinie ohne pyroelektrisches Material vorgefertigt werden, ohne dass Sicherheitsrichtlinien eingehalten werden müssen, die für Arbeitsplätze oder Fertigungslinien vorgesehen sind, an denen pyrotechnische Materialien verbaut werden. By using a sleeve surrounding components (a) and (b), the ignition unit that can be used according to the invention is a compact unit that can be manufactured separately from the prefabricated electrical assembly. This allows the assembly to be prefabricated initially at a workstation or assembly line that does not contain pyroelectric material, without having to comply with safety guidelines provided for workstations or assembly lines that use pyrotechnic materials.
Als pyrotechnische Übertragungsladung kann beispielsweise ein Schlauch verwendet werden, der einen inneren Schlauch, beispielsweise aus Süden, und einen äußeren Schutzschlauch aufweist. Der innere Schlauch ist innen vorzugsweise mit einem Pulvergemisch (beispielsweise einer Mischung aus Oktogen und Aluminium) belegt, das zu einer Staubexplosion befähigt ist. Ein solches Pulvergemisch ist vorzugsweise nur durch die Kombination aus Druck und Flamme zündbar. In einer solchen Anordnung befindet sich zwischen dem als Übertragungsladung fungierenden Anzündmittel und der pyrotechnischen Übertragungsladung ein Rückschlagventil, das zwar das von der Übertragungsladung (Anzündmittel) gebildete heiße Gas durchlässt, jedoch das von der Übertragungsleitung gebildete Gas zurückhält und die Zündeinheit somit nach außen abschließt. For example, a hose can be used as the pyrotechnic transfer charge, which hose has an inner hose, for example from the south, and an outer protective hose. The inner hose is preferably lined internally with a powder mixture (e.g. a mixture of octogen and aluminum) which is capable of a dust explosion. Such a powder mixture is preferably only ignitable by the combination of pressure and flame. In such an arrangement, there is a non-return valve between the igniter acting as a booster charge and the pyrotechnic booster charge, which allows the hot gas formed by the booster charge (igniter) to pass through, but retains the gas formed by the transmission line and thus closes the ignition unit off from the outside.
Als optische Übertragungsleitung wird vorzugsweise eine Glasfaser verwendet, die bis zu dem als Übertragungsladung fungierenden Anzündmittel reicht. Alternativ dazu kann auch eine direkte Lasereinstrahlung die Übertragungsladung zünden. Hierbei wird das Laserlicht vorzugsweise durch eine Linse gebündelt. Verwendbar ist auch die Zündung der Übertragungsladung durch eine Laserdiode, die sich benachbart zu der Übertragungsladung befindet. A glass fiber is preferably used as the optical transmission line, which extends to the ignition means acting as a transmission charge. Alternatively, direct laser irradiation can also ignite the transfer charge. Here, the laser light is preferably bundled by a lens. Ignition of the booster charge by a laser diode located adjacent to the booster charge can also be used.
Unter dem Ausdruck „pyrotechnisch schaltbar“ versteht man hierin, dass durch das Aktivieren (Zünden) des deflagrierend oder detonativ umsetzenden Materials in einem Unterbrechungsschaltglied ein Trennbereich, der zwei elektrische Anschlusskontakte miteinander verbindet, aufgetrennt wird, so dass das Unterbrechungsschaltglied von einer Leitstellung, in der die zwei Anschlusskontakte miteinander verbunden sind, in eine Trennstellung überführt wird, in der die zwei Anschlusskontakte voneinander getrennt sind. Ebenso versteht man darunter in einem Verbindungsschaltglied, dass zwei elektrische Anschlusskontakte miteinander verbunden werden, so dass es von einer Trennstellung, in der die Anschlusskontakte voneinander getrennt sind, in eine Leitstellung überführt wird, in der die Anschlusskontakte miteinander verbunden sind. The term "pyrotechnically switchable" means here that the activation (ignition) of the deflagrating or detonatively converting material in an interrupting switching element separates an isolating area that connects two electrical connection contacts with one another, so that the interrupting switching element can be switched from a control position in which the two connection contacts are connected to one another, is transferred to a disconnected position in which the two connection contacts are separated from one another. It is also understood in a connection switching element that two electrical connection contacts are connected to one another, so that it is transferred from a disconnected position, in which the connection contacts are separated from one another, to a conductive position, in which the connection contacts are connected to one another.
Dabei ist im Inneren der vorgefertigten Baugruppen vorzugsweise eine Brennkammer vorgesehen, in die von außen die Zündeinheit eingeschoben oder eingeschraubt werden kann und dabei vorzugsweise die Brennkammer verschließt. Bevorzugt ist dabei, dass die Größe der Brennkammer so ausgestaltet ist, dass sie von der Zündeinheit im Wesentlichen vollständig ausgefüllt wird. Auch ist es bevorzugt, dass die erfindungsgemäß verwendbare Zündeinheit so ausgestaltet ist, dass deren Hülse an der Innenwand der Brennkammer im Wesentlichen vollständig anliegt. Unter „im Wesentlichen vollständig ausgefüllt“ oder „im Wesentlichen vollständig anliegt“ soll verstanden werden, dass mindestens zu 90%, stärker bevorzugt 95%, und am stärksten bevorzugt 98%, der Oberfläche der Hülse an der Innenwand der Brennkammer anliegt. In this case, a combustion chamber is preferably provided inside the prefabricated assemblies, into which the ignition unit can be pushed or screwed from the outside and thereby preferably closes the combustion chamber. It is preferred that the size of the combustion chamber is designed such that it is essentially completely filled by the ignition unit. It is also preferred that the ignition unit that can be used according to the invention is designed in such a way that its sleeve rests essentially completely against the inner wall of the combustion chamber. By "substantially completely filled" or "substantially completely abutted" is meant that at least 90%, more preferably 95%, and most preferably 98% of the surface of the sleeve abuts the inner wall of the combustion chamber.
Insbesondere wird zum pyrotechnischen Schalten der elektrischen Baugruppe ein detonativ umsetzendes Material verwendet. Dieses kann beispielsweise Silberazid, Nitropenta, Hexogen, Octogen oder eine Mischung aus diesen sein. Dieses kann ungebunden oder mit einem Bindemittel in gebundener Form vorliegen. In letzterem Fall kann das detonativ umsetzende Material beispielsweise mit Polystyrol oder Polycarbonat als Bindemittel vermengt werden, vorzugsweise wird dieser Mischung dann ein Lösungsmittel für das Polystyrol zugesetzt und die daraus resultierende Paste zu einer festen Masse getrocknet. Als Lösungsmittel kann beispielsweise Butylacetat eingesetzt werden. In particular, a detonatively converting material is used for pyrotechnically switching the electrical assembly. This can be, for example, silver azide, nitropenta, hexogen, octogen or a mixture of these. This can be unbound or in bound form with a binder. In the latter case, the detonatively converting material can be mixed, for example, with polystyrene or polycarbonate as a binder. A solvent for the polystyrene is then preferably added to this mixture and the resulting paste is dried to form a solid mass. Butyl acetate, for example, can be used as a solvent.
Das Anzünd- bzw. Zündmittel zum Aktivieren des deflagrierend oder detonativ umsetzenden Materials ist vorzugsweise ein Mittel, das elektrisch oder durch ein Zündröhrchen oder durch eine pyrotechnische oder optische Übertragungsleitung oder durch Lasereinstrahlung gezündet werden kann. Das Anzünd- bzw. Zündmittel unterscheidet sich von dem deflagrierend oder denotativ umsetzenden Material dadurch, dass es so ausgelegt ist, dass es eine geringere Explosionskraft als das deflagrierend oder detonativ umsetzende Material aufweist. Es ist mangels zu geringer Energieerzeugung nicht in der Lage, die Aufgabe der Baugruppe alleine zu erfüllen, d.h. es kann den internen Strompfad alleine nicht trennen bzw. den internen Verbindungspfad alleine nicht schließen. Hierzu muss das deflagrierend oder detonativ umsetzende Material aktiviert werden, das alleine die Energie erzeugen kann, um die an die Baugruppe gestellte Aufgabe zu erreichen. Dabei kann das Anzündmittel ein sehr empfindlicher Anzündstoff sein, der bei einer eingebrachten Energie ab 0,002 pJ zündet. Das Anzündmittel kann auch ein empfindlicher Anzündstoff sein, der bei einer eingebrachten Energie ab 0,25 pJ zündet. Das Anzündmittel kann aber auch ein weniger empfindlicher Anzündstoff sein, der erst bei einer eingebrachten Energie ab 1 mJ zündet (Airbaganzünder). Das Anzündmittel kann aber auch eine Mischung aus verschiedenen Anzündstoffen sein. Im Gegensatz dazu wird das detonativ oder deflagrierend umset- zende Material durch eine Stoßwelle gezündet. The ignition or ignition means for activating the deflagrating or detonatively converting material is preferably an agent which can be ignited electrically or by an ignition tube or by a pyrotechnic or optical transmission line or by laser irradiation. The igniter differs from the deflagrating or detonating material in that it is designed to have a lower explosive power than the deflagrating or detonating material. Due to a lack of energy generation, it is not able to fulfill the task of the assembly on its own, ie it cannot disconnect the internal current path or close the internal connection path on its own. For this purpose, the deflagrating or detonatively converting material must be activated, which alone can generate the energy to achieve the task set for the assembly. The igniter can be a very sensitive igniter that ignites when the energy introduced is 0.002 pJ or more. The igniter can also be a sensitive igniter that ignites when the energy introduced is 0.25 pJ or more. However, the igniter can also be a less sensitive igniter that only ignites when the energy introduced is 1 mJ or more (airbag igniter). However, the ignition means can also be a mixture of different ignition materials. In contrast to this, the detonative or deflagrating ignited by a shock wave.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die vorgefertigte Baugruppe ein elektrisches Unterbrechungsschaltglied, das ein Gehäuse, einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschlusskontakt zum Zu- und Abführen eines elektrischen Stroms und eine durch das Gehäuse geführte Kontakteinheit, über die der erste und der zweite Anschlusskontakt miteinander verbunden sind, aufweist, wobei die Kontakteinheit im Inneren des Gehäuses einen Trennbereich, einen Treibspiegel und einen Stauchbereich aufweist, wobei der Trennbereich als Hohlzylinder oder Hohlprisma ausgestaltet ist, in dessen Innerem sich die Brennkammer befindet. Die Baugruppe ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie bei der Zündung der Zündeinheit eine Trennung des Stromflusses von dem ersten Anschlusskontakt zu dem zweiten Anschlusskontakt durch die Kontakteinheit unterbricht, indem der Trennbereich in zwei Teile aufgetrennt wird. Dabei wird die Baugruppe von einer Leitstellung, in der der Trennbereich nicht getrennt ist, in eine Leitstellung überführt, in der der Trennbereich getrennt ist. In one embodiment of the present invention, the prefabricated assembly is an electrical interrupting switching element, which has a housing, a first and a second electrical connection contact for supplying and discharging an electric current, and a contact unit guided through the housing, via which the first and second connection contact can be connected to one another are connected, having, wherein the contact unit inside the housing has a separating area, a sabot and a compression area, wherein the separating area is designed as a hollow cylinder or hollow prism, inside which the combustion chamber is located. The assembly is preferably designed such that when the ignition unit is ignited, it interrupts a separation of the current flow from the first connection contact to the second connection contact through the contact unit, in that the isolating region is separated into two parts. The module is transferred from a control position in which the separation area is not separated to a control position in which the separation area is separated.
Die Hülse der Zündeinheit ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Für bestimmte Zwecke kann die Hülse aus einem isolierenden Material, z.B. POM, gefertigt sein. Bei Einsatz der Zündeinheit in einem oben beschriebenen elektrischen Unterbrechungsschaltglied führt eine Hülse aus einem isolierenden Material zu einer hohen Isolationsfestigkeit des Zündkreises gegen den im Betrieb auf hohem DC-Potential liegenden Trennbereich des Unterbrechungsschaltglieds. The sleeve of the ignition unit is preferably made of a plastic material. For certain purposes, the sleeve can be made of an insulating material, e.g. POM. When the ignition unit is used in an electrical circuit breaker element as described above, a sleeve made of an insulating material results in high insulation resistance of the ignition circuit from the isolating region of the circuit breaker element, which is at a high DC potential during operation.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die vorgefertigte Baugruppe ein elektrisches Verbindungsschaltglied, das ein Gehäuse, einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschlusskontakt zum Zu- und Abführen eines elektrischen Stroms und eine durch das Gehäuse geführte Kontakteinheit, über die der erste und der zweite Anschlusskontakt bei Aktivierung über einen pyrotechnisch angetriebenen Verbinder aus elektrisch gut leitfähigem Material miteinander verbunden werden kann, aufweist. Dabei wird die Baugruppe von einer Trennstellung, in der der Verbindungsbereich getrennt ist, in eine Leitstellung überführt, in der der Trennbereich über ein Verbindungselement aus elektrisch gut leitendem Material wie gewünscht bleibend oder auch nur kurzfristig überbrückt wird. In another embodiment of the present invention, the prefabricated assembly is an electrical connection switching element, which has a housing, a first and a second electrical connection contact for supplying and removing an electric current, and a contact unit guided through the housing, via which the first and the second connection contact when activated, can be connected to one another via a pyrotechnically driven connector made of material with good electrical conductivity. In this case, the assembly is transferred from a disconnected position, in which the connection area is disconnected, into a conducting position, in which the disconnected area remains as desired via a connecting element made of electrically highly conductive material or is only bridged for a short time.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine pyrotechnische Zündeinheit, die pyrotechnisch schaltbar ist, wobei die Zündeinheit folgende Komponenten aufweist: The present invention also relates to a pyrotechnic ignition unit which can be pyrotechnically switched, the ignition unit having the following components:
(a) ein deflagrierend oder detonativ umsetzendes Material, (a) a deflagrating or detonative material,
(b) ein Anzündmittel zum Aktivieren des deflagrierend oder detonativ umsetzenden Materials, (b) an igniter for activating the deflagrating or detonating material,
(c) einen elektrischen Anschluss, ein (pyrotechnisches) Zündröhrchen, eine pyrotechnische (auch bezeichnet als TLX, Nonei, Shock-Tube) oder optische Übertragungsleitung oder eine direkte Lasereinstrahlung zum Zünden des Anzündmittels bzw. der Übertragungsladung, und (c) an electrical connector, primer (pyrotechnic) tube, pyrotechnic (also known as TLX, Nonei, Shock-Tube), or optical transmission line, or direct laser radiation to ignite the primer or booster charge, and
(d) eine die Komponenten (a) und (b) umgebende Hülse mit einer einseitigen Öffnung, wobei die Öffnung mit einem Hülsenverschluss verschlossen ist, der so ausgestaltet ist, dass der Hülsenverschluss eine Zuführung für den elektrischen Anschluss, das Zündröhrchen, die pyrotechnische oder optische Übertragungsleitung oder die Lasereinstrahlung in das Innere der Hülse ermöglicht. (d) a sleeve surrounding components (a) and (b) with an opening on one side, the opening being closed with a sleeve closure which is designed in such a way that the sleeve closure provides a feed for the electrical connection, the ignition tube, the pyrotechnic or allows optical transmission line or laser irradiation into the interior of the sleeve.
Dabei ist die erfindungsgemäße Zündeinheit vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie in eine Brennkammer einer vorgefertigten elektrischen Baugruppe eingeschoben oder eingeschraubt werden kann. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Zündeinheit vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie den Raum der Brennkammer in einer vorgefertigten elektrischen Baugruppe im Wesentlichen vollständig ausfüllt. Auch kann die erfindungsgemäße Zündeinheit so ausgestaltet sein, dass deren Hülse an der Innenwand der Brennkammer im Wesentlichen vollständig anliegen kann. Alle Merkmale, die in Bezug auf die erfindungsgemäße Verwendung der Zündeinheit hierin genannt sind, gelten gleichermaßen auch für die erfindungsgemäße Zündeinheit sowie für die nachstehend in der erfindungsgemäßen elektrischen Baugruppe beschriebene Zündeinheit, und umgekehrt. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Baugruppe, insbesondere ein elektrisches Unterbrechungsschaltglied, mit einer erfindungsgemäßen pyrotechnischen Zündeinheit, wobei die Baugruppe ein Gehäuse, einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschlusskontakt zum Zu- und Abführen eines elektrischen Stroms und eine durch das Gehäuse geführte Kontakteinheit, über die der erste und der zweite Anschlusskontakt miteinander verbunden sind, aufweist, wobei die Kontakteinheit im Inneren des Gehäuses einen Trennbereich, einen Treibspiegel und einen Stauchbereich aufweist, wobei der Trennbereich als Hohlzylinder oder Hohlprisma ausgestaltet ist, in dessen Inneren sich eine Brennkammer befindet, in die die pyrotechnische Zündeinheit eingeführt ist. The ignition unit according to the invention is preferably designed in such a way that it can be pushed or screwed into a combustion chamber of a prefabricated electrical assembly. Furthermore, the ignition unit according to the invention is preferably designed in such a way that it essentially completely fills the space of the combustion chamber in a prefabricated electrical assembly. The ignition unit according to the invention can also be designed in such a way that its sleeve can rest essentially completely against the inner wall of the combustion chamber. All features that are mentioned here in relation to the use of the ignition unit according to the invention also apply equally to the ignition unit according to the invention and to the ignition unit described below in the electrical assembly according to the invention, and vice versa. The present invention also relates to an assembly, in particular an electrical interrupting switching element, with a pyrotechnic ignition unit according to the invention, the assembly having a housing, a first and a second electrical connection contact for supplying and removing an electric current and a contact unit guided through the housing, via which the first and the second connection contact are connected to one another, wherein the contact unit has a separating area, a sabot and a compression area inside the housing, wherein the separating area is designed as a hollow cylinder or hollow prism, inside which there is a combustion chamber into which the pyrotechnic ignition unit is introduced.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Alle Merkmale, die in Bezug auf eine bestimmte Figur beschrieben werden, können auch auf die Unterbrechungsschaltglieder der anderen Figuren übertragen werden, sofern technisch realisierbar: The invention is explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. All the features described in relation to a specific figure can also be transferred to the interrupting switches of the other figures, provided that this is technically feasible:
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer pyrotechnischen Zündeinheit. Fig. 1 shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine vorgefertigte Baugruppe in der Leitstellung ohne eine eingesetzte Zündeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 shows a longitudinal section through a prefabricated assembly in the control position without an inserted ignition unit according to the present invention.
Fig. 3a zeigt einen Längsschnitt durch eine Baugruppe in der Leitstellung mit einer pyrotechnischen Zündeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 3a shows a longitudinal section through an assembly in the control position with a pyrotechnic ignition unit according to the present invention.
Fig. 3b zeigt einen Längsschnitt durch eine Baugruppe nach Fig. 3a nach Zündung der pyrotechnischen Zündeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung (Trennstellung). FIG. 3b shows a longitudinal section through an assembly according to FIG. 3a after ignition of the pyrotechnic ignition unit according to the present invention (disconnected position).
Fig. 4a zeigt einen Längsschnitt durch eine Baugruppe in der Leitstellung mit einer pyrotechnischen Zündeinheit mit einem Treibspiegel mit vermindertem Umfang gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 4b zeigt einen Längsschnitt durch eine Baugruppe nach Fig. 4a nach Zündung der pyrotechnischen Zündeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung (Trennstellung). Figure 4a shows a longitudinal section through an assembly in the lead position with a pyrotechnic ignition unit with a reduced perimeter sabot according to the present invention. FIG. 4b shows a longitudinal section through an assembly according to FIG. 4a after ignition of the pyrotechnic ignition unit according to the present invention (disconnected position).
Fig. 5a bis 5d zeigen Längsschnitte von pyrotechnischen Zündeinheiten wie in Fig. 1 , die jedoch anstelle des elektrischen Anschlus- ses/Zündkabels in Fig. 5a eine pyrotechnische Übertragungsleitung, in Fig. 5b eine optische Übertragungsleitung und in den Fig. 5c und 5d eine Lasereinstrahlung zum Zünden des Anzündmittels aufweisen. 5a to 5d show longitudinal sections of pyrotechnic ignition units as in FIG. 1, but instead of the electrical connection/ignition cable in FIG. 5a a pyrotechnic transmission line, in FIG. 5b an optical transmission line and in FIGS. 5c and 5d a Have laser irradiation for igniting the igniter.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer pyrotechnischen Zündeinheit 1 , die in eine vorgefertigte Baugruppe 2 eingesetzt bzw. eingeschraubt werden kann. Die Zündeinheit 1 weist eine Hülse 6 mit einer Länge 6a auf. Die Hülse 6 ist vorzugsweise auf einer Seite geschlossen (links) und weist auf der gegenüberliegenden Seite von der geschlossenen Seite eine Öffnung auf (rechts). Benachbart zur geschlossenen Seite befindet sich vorzugsweise ein Bereich mit dem deflagrierend oder detonativ umsetzenden Material 3. Wie in der Fig. 1 gezeigt, kann die Zündeinheit 1 einen Stoßwellenkegel 8 aufweisen, dessen Grundfläche entlang der geschlossenen Seite der Hülse 6 verläuft. Die Spitze des Stoßwellenkegels 8 weist vorzugsweise in die Richtung des deflagierend oder detonativ umsetzenden Materials 3. Der Stoßwellenkegel 8 kann einen Kegelwinkel zwischen <180° und 60° aufweisen, wobei ein Winkel von 90° bevorzugt ist. Der Stoßwellenkegel hat die Aufgabe, das Volumen der Brennkammer 15 zu verkleinern und den bzw. die vom deflagrierend oder detonativ umsetzenden Material 3 nach dessen Zündung ausgehenden Druckstoß bzw. ausgehende Druckwelle um 90° zu reflektieren und gegen das Material des Trennbereichs 20 zu lenken. Die Volumenverkleinerung der Brennkammer 15 bringt einen steileren Druckanstieg und ein höheres Druckmaximum als ohne Stoßwellenkegel 8. Daraus resultiert ein heftigeres und schnelleres Aufreißen des Trennbereichs 20. Die kegelige Mantelfläche des Stoßwellenkegels 8 reflektiert zudem den durch das deflagrierend oder detonativ umsetzende Material 3 generierten Druckstoß, der danach direkt auf das Material des Trennbereichs 20 trifft. Ohne Stoßwellenkegel 8 würde sich das generierte Gas erst aufstauen, dabei Energie an den dicken zentralen Bereich des Trennbereichs 20 verlieren. Als Material für den Stoßwellenkegel 8 eignet sich PEEK oder Torlon, in einigen Fällen ist jedoch auch ein Metall, wie Kupfer, Edelstahl oder gehärteter Stahl von Vorteil. Will man zusätzlich Energie generieren, kann der Stoßwellenkegel 8 aus Aluminium hergestellt werden, das bei hoher Temperatur wie ein Brennstoff umsetzt und so zusätzlich Energie für den Aufbrechvorgang generiert. Der nach dem Schaltvorgang vorherrschende Isolationswiderstand würde hierdurch nicht verschlechtert, weil das Aluminium zu Aluminiumoxid verbrennt, das wiederum ein guter Nichtleiter ist. Benachbart zum deflagrierend oder detonativ umsetzenden Material 3 befindet sich ein Bereich mit einem Anzündmittel 4, das vorzugsweise ein Material ist, das durch Anlegen einer elektrischen Spannung zündet. Wird das Andzündmittel 4 gezündet, so zündet dieses das deflagrierend oder detonativ umsetzende Material 3. Die Öffnung der Hülse 6 ist mit einem Hülsenverschluss 7 verschlossen, der vorzugsweise in die Öffnung der Hülse 6 hineingeschoben oder hineingesteckt und vorzugsweise verklebt wird. Der Hülsenverschluss 7 weist eine Länge 7a auf und ist vorzugsweise aus einem Material wie PEEK oder Torlon. Wie aus Fig.1 ersichtlich, ragt ein Teil des Hülsenverschlusses 7 vorzugsweise in die Hülse hinein. Der Hülsenverschluss 7 weist vorzugsweise einen elektrischen Anschluss bzw. ein Zündkabel 5 auf, das in einer Geflechtschraube 11 durch einen Verguss 12 fixiert wird. Aus dem Zündkabel 5 ragen vorzugsweise zwei Adern 9 im Inneren des Hülsenverschlusses 7 bis zum Anzündmittel 4. Diese Adern 9 können durch einen Verguss 13 im Inneren des Hülsenverschlusses 7 fixiert werden. Damit der Teil der Geflechtschraube 11 elektrisch abgeschirmt ist, weist der Hülsenverschluss 7 vorzugsweise eine Schirmung 10 auf. Die Zündeinheit 1 weist vorzugsweise auch umlaufend um den Hülsenverschluss 7 ein Außengewinde 14 auf, mit dem die Zündeinheit 1 in eine Baugruppe 2 eingeschraubt werden kann. 1 shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit 1 that can be inserted or screwed into a prefabricated assembly 2 . The ignition unit 1 has a sleeve 6 with a length 6a. The sleeve 6 is preferably closed on one side (left) and has an opening on the opposite side from the closed side (right). Adjacent to the closed side there is preferably an area with the deflagrating or detonatively converting material 3. As shown in FIG. The tip of the shock wave cone 8 preferably points in the direction of the deflagrating or detonatively converting material 3. The shock wave cone 8 can have a cone angle of between <180° and 60°, with an angle of 90° being preferred. The task of the shock wave cone is to reduce the volume of the combustion chamber 15 and to reflect the pressure surge or pressure wave emanating from the deflagrating or detonatively converting material 3 after its ignition by 90° and direct it against the material of the separating region 20 . The reduction in volume of the combustion chamber 15 results in a steeper rise in pressure and a higher maximum pressure than without a shock wave cone 8. This results in a stronger and faster rupture of the separation area 20. The conical lateral surface of the shock wave cone 8 also reflects the pressure surge generated by the deflagrating or detonatively converting material 3, which then hits the material of the separation area 20 directly. Without a shock wave cone 8 , the generated gas would first build up, losing energy in the thick central area of the separation area 20 . As material for Shock cone 8 is PEEK or Torlon, but in some cases a metal such as copper, stainless steel or hardened steel is also advantageous. If you want to generate additional energy, the shock wave cone 8 can be made of aluminum, which converts like a fuel at high temperature and thus generates additional energy for the break-up process. This would not worsen the insulation resistance that prevails after the switching process, because the aluminum burns to form aluminum oxide, which in turn is a good non-conductor. Adjacent to the deflagrating or detonatively converting material 3 is an area with an ignition means 4, which is preferably a material that ignites when an electrical voltage is applied. If the ignition means 4 is ignited, it ignites the deflagrating or detonatively converting material 3. The opening of the sleeve 6 is closed with a sleeve closure 7, which is preferably pushed or inserted into the opening of the sleeve 6 and preferably glued. The sleeve closure 7 has a length 7a and is preferably made of a material such as PEEK or Torlon. As can be seen from FIG. 1, part of the sleeve closure 7 preferably protrudes into the sleeve. The sleeve closure 7 preferably has an electrical connection or an ignition cable 5 which is fixed in a braided screw 11 by a casting 12 . Two wires 9 preferably protrude from the ignition cable 5 in the interior of the sleeve closure 7 up to the ignition means 4. These wires 9 can be fixed in place by a potting 13 in the interior of the sleeve closure 7. So that the part of the braided screw 11 is electrically shielded, the sleeve closure 7 preferably has shielding 10 . The ignition unit 1 preferably also has an external thread 14 running around the sleeve closure 7 , with which the ignition unit 1 can be screwed into an assembly 2 .
Die Figuren 2, 3a und 4a zeigen Baugruppen 2 in der Form von Unterbrechungsschaltgliedern in ihrer Leitstellung, und zwar in der Fig. 2 in der Form einer vorgefertigten elektrischen Baugruppe 2 ohne eingesetzte pyrotechnische Zündeinheit 1 und in den Fig. 3a und 4a in der Form einer erfindungsgemäßen elektrischen Baugruppe 2, in der die pyrotechnische Zündeinheit 1 bereits integriert ist. Die gezeigten Baugruppen 2 weisen ein Gehäuse 16 auf, das eine Kontakteinheit 19 umschließt, wobei sich Teile der Kontakteinheit 19 im Gehäuse 16 befinden, und insbesondere der erste und der zweite elektrische Anschlusskontakt 17 und 18 auf gegenüberliegenden Seiten aus dem Gehäuse 16 herausragen. Die Kontakteinheit 19 weist eine Länge 19a auf. Die Kontakteinheit 19 ist aus einem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise einem Metall gefertigt. Auf der Seite des ersten Anschlusskontaktes 17 ist die Kontakteinheit 19 vorzugsweise mit dem elektrisch leitenden Gehäuse 16 verbunden, d.h. der erste Anschlusskontakt liegt auf Gehäusepotenzial. Im Gegensatz dazu ist die Kontakteinheit 19 auf der Seite des zweiten Anschlusskontakts 18 gegenüber dem Gehäuse 16 durch einen Isolator 25 isoliert. Dieser Aufbau ist ein sogenannter reverser Aufbau bezüglich des Anliegens des Gehäusepotenzials gegenüber den in der früheren DE 102016124176 A1 gezeigten Unterbrechungsschaltgliedern, die jedoch gleichermaßen erfindungsgemäß als vorgefertigte Baugruppen eingesetzt werden können. Bei dem hier vorliegenden reversen Aufbau ist es nicht nötig, den Treibspiegel zweiteilig, d.h. mit einem umgebenden elektrisch isolierenden Material, zu gestalten. Der Hauptvorteil liegt hier in der Einsparung eines teuren Bauteils, nämlich des zweiten Teils des Treibspiegels aus elektrisch isolierendem Material. Vorzugsweise weist die Kontakteinheit 19 benachbart zu der Seite des zweiten Anschlusskontakts 18 eine Brennkammer 15 auf, die vorzugsweise hohlzylindrisch oder hohlprismatisch ist. Diese Brennkammer 15 der vorgefertigten elektrischen Baugruppe 2 ist vorzugsweise von außen von der Seite des zweiten Anschlusskontakts 18 zugänglich, und zwar indem die Kontakteinheit 19 im Bereich des zweiten Anschlusskontakts 18 ebenfalls als Hohlzylinder oder Hohlprisma ausgebildet ist, dessen Hohlraum mit der Brennkammer 15 verbunden ist. Auf diese Weise kann die pyrotechnische Zündeinheit 1 von Seiten des zweiten Anschlusskontakts 18 vollständig bis in die Brennkammer 15 eingeschoben werden. Die Brennkammer 15 wird von einem Trennbereich 20 umgeben, der bei Zünden der Zündeinheit 1 aufreißt, so dass der Trennbereich 20 in zwei Teile aufgetrennt wird, mit der Folge, dass die Kontakteinheit 19 in zwei Teile überführt wird. Der Trennbereich 20 ist vorzugsweise von einer Fluidkammer 23 umgeben, in der sich ein Fluid, vorzugsweise ein Löschmittel für einen möglichen Lichtbogen zwischen den zwei getrennten Teilen des Trennbereichs 20, befindet. Durch Zünden der Zündeinheit 1 und Aufreißen des Trennbereichs 20 wird ein Teil des in der Fluidkammer 23 befindlichen Fluids verdampft, so dass ein Druck auf den angrenzenden Treibspiegel 21 ausgeübt wird. Durch Bedrücken des Treibspiegels 21 kann dieser in Richtung des ersten Anschlusskontakts 17 geschoben werden, sodass ein daran angrenzender Stauchbereich 22 gestaucht wird. Auf diese Weise werden die getrennten Endbereiche 20a (siehe Figu- ren 3b und 4b) des Trennbereichs 20 auseinandergeschoben, um einem Lichtbogen die Überbrückung schwerstmöglich zu machen. Weiterhin weist das Unterbrechungsschaltglied 2 in den Fig. 2 und 3a einen Treibspiegel 21 auf, der nahezu bis zum inneren Rand des Gehäuses 16 reicht, jedoch durch eine Innenisolation 24 von diesem getrennt ist. Im Gegensatz dazu zeigt die Fig. 4a ein Unterbrechungsschaltglied 2 mit einem Treibspiegel 21, dessen Außendurchmesser deutlich kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 16 ist. Dafür ist die Innenisolation 24 des Gehäuses 16 in dem Bereich, in dem sich der Treibspiegel 21 bewegt, deutlich größer, so dass der verkleinerte Treibspiegel 21 entlang dieser Innenisolation 24 geführt wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass bei einem ähnlich großen Fluidvolumen der Fluidkammer 23 wie in Fig. 3a die Volumenänderung des Fluids nach der Auslösung kleiner ist, d.h. der Druck im Gehäuse wird erhöht und das Fluid bzw. dessen Umwandlungsprodukte bleibt/bleiben dichter, so dass es für einen möglichen Lichtbogen weniger Lufteinschlüsse gibt, die er nutzen kann. Außerdem kann durch einen kleineren Außendurchmesser des Treibspiegels 21 der Innendurchmesser des Gehäuses 16 verkleinert werden. Da hierdurch die Druckbelastung auf das Gehäuse 16 stark sinkt, kann die Dicke der Wand des Gehäuses 16 verringert werden, wodurch erheblich Gewicht eingespart werden kann. 2, 3a and 4a show assemblies 2 in the form of interrupting switching elements in their conducting position, specifically in FIG. 2 in the form of a prefabricated electrical assembly 2 without inserted pyrotechnic ignition unit 1 and in FIGS. 3a and 4a in the form an electrical assembly 2 according to the invention, in which the pyrotechnic ignition unit 1 is already integrated. The assemblies 2 shown have a housing 16 which encloses a contact unit 19, parts of the contact unit 19 being located in the housing 16, and in particular the first and the second electrical connection contact 17 and 18 on opposite sides the housing 16 protrude. The contact unit 19 has a length 19a. The contact unit 19 is made of an electrically conductive material, preferably a metal. On the side of the first connection contact 17, the contact unit 19 is preferably connected to the electrically conductive housing 16, ie the first connection contact is at housing potential. In contrast to this, the contact unit 19 on the side of the second connection contact 18 is insulated from the housing 16 by an insulator 25 . This structure is a so-called reverse structure with regard to the application of the housing potential compared to the interrupting switching elements shown in the earlier DE 102016124176 A1, which, however, can equally be used according to the invention as prefabricated assemblies. With the present reverse structure, it is not necessary to design the sabot in two parts, ie with a surrounding electrically insulating material. The main advantage here is the saving of an expensive component, namely the second part of the sabot made of electrically insulating material. Preferably, the contact unit 19 has a combustion chamber 15 adjacent to the side of the second connection contact 18, which is preferably hollow-cylindrical or hollow-prismatic. This combustion chamber 15 of the prefabricated electrical assembly 2 is preferably accessible from the outside from the side of the second connection contact 18, namely in that the contact unit 19 in the area of the second connection contact 18 is also designed as a hollow cylinder or hollow prism, the cavity of which is connected to the combustion chamber 15. In this way, the pyrotechnic ignition unit 1 can be pushed all the way into the combustion chamber 15 from the side of the second connection contact 18 . The combustion chamber 15 is surrounded by a separating area 20, which tears open when the ignition unit 1 is ignited, so that the separating area 20 is separated into two parts, with the result that the contact unit 19 is converted into two parts. The separating area 20 is preferably surrounded by a fluid chamber 23, in which a fluid, preferably an extinguishing agent for a possible electric arc between the two separated parts of the separating area 20, is located. By igniting the ignition unit 1 and tearing open the separating area 20, part of the fluid located in the fluid chamber 23 is vaporized, so that pressure is exerted on the adjacent sabot 21. By pressing the sabot 21, it can be pushed in the direction of the first connection contact 17, so that a compression area 22 adjoining it is compressed. In this way, the separate end areas 20a (see Figure ren 3b and 4b) of the separating area 20 pushed apart in order to make the bridging of an arc as difficult as possible. Furthermore, the interrupting switching element 2 in FIGS. 2 and 3a has a sabot 21 which extends almost to the inner edge of the housing 16 but is separated from it by an inner insulation 24 . In contrast to this, FIG. 4a shows an interrupting switching element 2 with a sabot 21, the outer diameter of which is significantly smaller than the inner diameter of the housing 16. For this purpose, the inner insulation 24 of the housing 16 is significantly larger in the area in which the sabot 21 moves, so that the reduced sabot 21 is guided along this inner insulation 24 . This embodiment has the advantage that with a similarly large fluid volume in the fluid chamber 23 as in FIG that there are fewer air pockets for a possible electric arc that it can use. In addition, the inner diameter of the housing 16 can be reduced by a smaller outer diameter of the sabot 21 . Since this greatly reduces the pressure load on the housing 16, the thickness of the wall of the housing 16 can be reduced, as a result of which a considerable weight can be saved.
Weiterhin können die Unterbrechungsschaltglieder 2 der Figuren 2, 3a und 4a eine erste und/oder eine zweite Isolationsschicht 26 und 27 aufweisen, damit das blanke Metall des Gehäuses 16 bzw. der Kontakteinheit 19 abgeschirmt wird. Auf diese Weise kann ein möglicher Lichtbogen an diesen Stellen keinen Fuß fassen, so dass der Lichtbogen mittig des Gehäuses 16 zentral zwischen den getrennten Teilen des Trennbereichs 20 stehenbleibt, so dass möglichst wenig des isolierenden Fluids zerstört wird. Als Material für die erste und zweite Isolationsschicht 26 und 27 eignen sich insbesondere NBR oder EPDM. Dieselbe genannte Aufgabe hat auch die Innenisolation 24 des Gehäuses 16. Furthermore, the interrupting switching elements 2 of FIGS. 2, 3a and 4a can have a first and/or a second insulation layer 26 and 27, so that the bare metal of the housing 16 or of the contact unit 19 is shielded. In this way, a possible arc cannot gain a foothold at these points, so that the arc stops in the middle of the housing 16 centrally between the separated parts of the separating region 20, so that as little as possible of the insulating fluid is destroyed. NBR or EPDM are particularly suitable as the material for the first and second insulating layers 26 and 27 . The inner insulation 24 of the housing 16 also has the same task.
Die Figuren 3b und 4b zeigen die Baugruppen 2 in der Trennstellung, d.h. nach der Zündung der Zündeinheit 1. Durch die Trennung des Trennbereichs 20 und die Bewegung des Treibspiegels 21 vergrößert sich die Fluidkammer 23 zu der Fluidkammer 23a und der Stauchbereich 22 wird zusammengestaucht. Der Stoßwellenkegel 8 der Zündeinheit 1 verbleibt hier durch den starken entstehenden Druck an dem treibspiegelseitigen Endbereich 20a des Trennbereichs 20. Figures 3b and 4b show the assemblies 2 in the disconnected position, ie after the ignition of the ignition unit 1. The separation of the separation area 20 and the movement of the sabot 21 enlarges the fluid chamber 23 to form the fluid chamber 23a and the compression area 22 is compressed. The shock wave cone 8 of Ignition unit 1 remains here due to the strong resulting pressure on the end area 20a of the separating area 20 on the sabot side.
Fig. 5a zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen pyrotechnischen Zündeinheit 1 wie in Fig. 1 , die jedoch anstelle des elektrischen Anschlusses/Zündkabels 5 eine pyrotechnische Übertragungsleitung 5a aufweist, wie sie weiter oben beschrieben ist. Die Zündeinheit 1 weist zwischen dem Anzündmittel/der Übertragungsladung 4 und der pyrotechnischen Übertragungsleitung 5a ein Rückschlagventil 28 auf, das die weiter oben beschriebene Wirkung hat. FIG. 5a shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit 1 according to the invention as in FIG. 1, which however has a pyrotechnic transmission line 5a instead of the electrical connection/ignition cable 5, as described above. The ignition unit 1 has a non-return valve 28 between the ignition means/the booster charge 4 and the pyrotechnic transmission line 5a, which has the effect described above.
Fig. 5b zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen pyrotechnischen Zündeinheit 1 wie in Fig. 1 , die jedoch anstelle des elektrischen Anschlusses/Zündkabels 5 eine optische Übertragungsleitung 5b in der Form einer Glasfaser aufweist. FIG. 5b shows a longitudinal section of a pyrotechnic ignition unit 1 according to the invention as in FIG. 1, but which has an optical transmission line 5b in the form of a glass fiber instead of the electrical connection/ignition cable 5. FIG.
Fig. 5c zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen pyrotechnischen Zündeinheit 1 wie in Fig. 1 , die jedoch anstelle des elektrischen Anschlusses/Zündkabels 5 eine Lasereinstrahlung 5c aufweist, bei der ein Laserstrahl über eine Linse 29 gebündelt wird. FIG. 5c shows a longitudinal section of a pyrotechnical ignition unit 1 according to the invention as in FIG.
Fig. 5d zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen pyrotechnischen Zündeinheit 1 wie in Fig. 1 , die jedoch anstelle des elektrischen Anschlusses/Zündkabels 5 eine Lasereinstrahlung 5c aufweist, die von einer Laserdiode 30 stammt, die über einen elektrischen Anschluss 31 angesteuert werden kann. 5d shows a longitudinal section of a pyrotechnical ignition unit 1 according to the invention as in FIG.
Bezugszeichenliste: Reference list:
1 pyrotechnische Zündeinheit (vor Zündung) 1 pyrotechnic ignition unit (before ignition)
1a pyroelektrische Zündeinheit nach Zündung 1a pyroelectric ignition unit after ignition
2 Baugruppe 2 assembly
3 deflagrierend oder detonativ umsetzendes Material3 deflagrating or detonative material
4 Anzündmittel/Übertragungsladung 4 igniter/boost charge
5 elektrischer Anschluss/Zündkabel 5 electrical connection/ignition cable
5a pyrotechnische Übertragungsleitung 5a pyrotechnic transmission line
5b optische Übertragungsleitung 5b optical transmission line
5c Lasereinstrahlung 5c laser irradiation
6 Hülse 6 sleeve
6a Länge der Hülse 6a length of sleeve
7 Hülsenverschluss 7 sleeve closure
7a Länge des Hülsenverschlusses 7a Length of sleeve closure
8 Stoßwellenkegel 8 shock wave cones
9 Adern des Zündkabels 9 wires of the ignition cable
10 Schirmung des Zündkabels 10 Shielding of the ignition cable
11 Geflechtschraube 11 braid screw
12 Verguss in der Geflechtschraube 12 Potting in the braided screw
13 Verguss für die Zündkabel 13 potting for the ignition cables
14 Außengewinde des Hülsenverschlusses 14 male thread of sleeve lock
15 Brennkammer 15 combustion chamber
16 Gehäuse 16 housing
17 erster elektrischer Anschlusskontakt 17 first electrical connection contact
18 zweiter elektrischer Anschlusskontakt 18 second electrical connection contact
19 Kontakteinheit 19 contact unit
19a Länge der Kontakteinheit 19a length of the contact unit
20 Trennbereich 20 separation area
20a Endbereiche des getrennten Trennbereichs 20a End portions of the separate separation area
21 Treibspiegel 21 sabot
22 Stauchbereich 22 compression area
23 Fluidkammer in der Leitstellung 23a Fluidkammer in der T rennstellung 23 fluid chamber in the control position 23a fluid chamber in the disconnected position
24 Innenisolation des Gehäuses 24 Internal insulation of the housing
25 Isolator zwischen Gehäuse und Stauchbereich25 Insulator between body and upset area
26 erste Isolationsschicht 26 first insulation layer
27 zweite Isolationsschicht 27 second insulation layer
28 Rückschlagventil 28 check valve
29 Linse 29 lens
30 Laserdiode 30 laser diode
31 elektrischer Anschluss für die Laserdiode 31 electrical connection for the laser diode
I elektrischer Strom I electric current

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Verwendung einer pyrotechnischen Zündeinheit (1) zum Einsetzen in eine vorgefertigte Baugruppe (2), die pyrotechnisch schaltbar ist, wobei die Zündeinheit (1) folgende Komponenten aufweist: 1. Use of a pyrotechnic ignition unit (1) for insertion into a prefabricated assembly (2) which can be pyrotechnically switched, the ignition unit (1) having the following components:
(a) ein deflagrierend oder detonativ umsetzendes Material, (a) a deflagrating or detonative material,
(b) ein Anzündmittel zum Aktivieren des deflagrierend oder detonativ umsetzenden Materials, (b) an igniter for activating the deflagrating or detonating material,
(c) einen elektrischen Anschluss, ein Zündröhrchen, eine pyrotechnische oder optische Übertragungsleitung oder eine direkte Lasereinstrahlung zum Zünden des Anzündmittels, und (c) an electrical connector, primer tube, pyrotechnic or optical transmission line, or direct laser radiation for igniting the primer, and
(d) eine die Komponenten (a) und (b) umgebende Hülse mit einer einseitigen Öffnung, wobei die Öffnung mit einem Hülsenverschluss verschlossen ist, der so ausgestaltet ist, dass der Hülsenverschluss eine Zuführung für den elektrischen Anschluss, das Zündröhrchen, die pyrotechnische oder optische Übertragungsleitung oder die Lasereinstrahlung in das Innere der Hülse ermöglicht. (d) a sleeve surrounding components (a) and (b) with an opening on one side, the opening being closed with a sleeve closure which is designed in such a way that the sleeve closure provides a feed for the electrical connection, the ignition tube, the pyrotechnic or allows optical transmission line or laser irradiation into the interior of the sleeve.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die vorgefertigte Baugruppe (2) eine Brennkammer (15) aufweist, die so ausgestaltet ist, dass die Zündeinheit (1) von außen in die Brennkammer (15) eingeschoben oder eingeschraubt ist. 2. Use according to claim 1, wherein the prefabricated assembly (2) has a combustion chamber (15) which is designed such that the ignition unit (1) is pushed or screwed into the combustion chamber (15) from the outside.
3. Verwendung nach Anspruch 2, wobei die Größe der Brennkammer (15) so ausgestaltet ist, dass sie von der Zündeinheit (1) im Wesentlichen vollständig ausgefüllt wird. 3. Use according to claim 2, wherein the size of the combustion chamber (15) is designed such that it is essentially completely filled by the ignition unit (1).
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das deflagrierend oder detonativ umsetzende Material (3) ein Material aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Silberazid, Nitropenta, Hexogen, Octogen oder einer Mi- schung davon besteht. 4. Use according to any one of claims 1 to 3, wherein the deflagrating or detonatively converting material (3) comprises a material selected from the group consisting of silver azide, nitropenta, hexogen, octogen or a of it.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Hülse (6) aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, beispielsweise aus Kunststoffen oder Ke ra m i kwerkstoffe n . 5. Use according to any one of claims 1 to 4, wherein the sleeve (6) consists of an electrically insulating material, for example plastics or ceramic materials.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, worin die vorgefertigte Baugruppe (2) ein elektrisches Unterbrechungsschaltglied ist, das ein Gehäuse (16), einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschlusskontakt (17, 18) zum Zu- und Abführen eines elektrischen Stroms und eine durch das Gehäuse (16) geführte Kontakteinheit (19), über die der erste und der zweite Anschlusskontakt (17, 18) miteinander verbunden sind, aufweist, wobei die Kontakteinheit (19) im Inneren des Gehäuses (16) einen Trennbereich (20), einen Treibspiegel (21) und einen Stauchbereich (22) aufweist, wobei der Trennbereich (20) als Hohlzylinder oder Hohlprisma ausgestaltet ist, in dessen Inneren sich die Brennkammer (15) befindet. 6. Use according to any one of claims 2 to 5, wherein the prefabricated assembly (2) is an electrical interrupting switching element which has a housing (16), a first and a second electrical connection contact (17, 18) for supplying and discharging an electrical current and a contact unit (19) guided through the housing (16) via which the first and second connection contacts (17, 18) are connected to one another, the contact unit (19) having a separating area (20 ), a sabot (21) and a compression area (22), the separating area (20) being designed as a hollow cylinder or hollow prism, inside which the combustion chamber (15) is located.
7. Pyrotechnische Zündeinheit (1), die pyrotechnisch schaltbar ist, wobei die Zündeinheit (1) folgende Komponenten aufweist: a. ein deflagrierend oder detonativ umsetzendes Material, b. ein Anzündmittel zum Aktivieren des deflagrierend oder detonativ umsetzenden Materials, c. einen elektrischen Anschluss, ein Zündröhrchen, eine pyrotechnische oder optische Übertragungsleitung oder eine direkte Lasereinstrahlung zum Zünden des Anzündmittels, und d. eine die Komponenten (a) und (b) umgebende Hülse mit einer einseitigen Öffnung, wobei die Öffnung mit einem Hülsenverschluss verschlossen ist, der so ausgestaltet ist, dass der Hülsenverschluss eine Zuführung für den elektrischen Anschluss, das Zündröhrchen, die pyrotechnische oder optische Übertragungsleitung oder die Lasereinstrahlung in das Innere der Hülse ermöglicht. 7. Pyrotechnic ignition unit (1), which can be pyrotechnically switched, the ignition unit (1) having the following components: a. a deflagrating or detonatively converting material, b. an ignition means for activating the deflagrating or detonatively converting material, c. an electrical connection, an ignition tube, a pyrotechnic or optical transmission line or a direct laser beam for igniting the igniter, and d. a sleeve surrounding components (a) and (b) with an opening on one side, the opening being closed with a sleeve closure which is designed in such a way that the sleeve closure has a feed for the electrical connection, the ignition tube, the pyrotechnic or optical Allows transmission line or laser irradiation into the interior of the sleeve.
8. Baugruppe (2), insbesondere elektrisches Unterbrechungsschaltglied, mit einer pyrotechnischen Zündeinheit (1) gemäß Anspruch 7, wobei die Baugruppe (2) ein Gehäuse (16), einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschlusskontakt (17, 18) zum Zu- und Abführen eines elektrischen Stroms und eine durch das Gehäuse (16) geführte Kontakteinheit (19), über die der erste und der zweite Anschlusskontakt (17, 18) miteinander verbunden sind, aufweist, wobei die Kontakteinheit (19) im Inneren des Gehäuses (16) einen Trennbereich (20), einen Treibspiegel (21) und einen Stauchbereich (22) aufweist, wobei der Trennbereich (20) als Hohlzylinder oder Hohlprisma ausgestaltet ist, in dessen Inneren sich eine Brennkammer (15) befindet, in der die pyrotechnische Zündeinheit (1) eingeführt ist und dabei vorzugsweise das Brennkammervolumen vollständig ausfüllt. 8. Assembly (2), in particular electrical interrupting switching element, with a pyrotechnic ignition unit (1) according to claim 7, wherein the assembly (2) has a housing (16), a first and a second electrical connection contact (17, 18) for closing and Dissipation of an electrical current and a through the housing (16) guided contact unit (19) via which the first and the second connection contact (17, 18) are connected to each other, wherein the contact unit (19) inside the housing (16) has a separating area (20), a sabot (21) and a compression area (22), the separating area (20) being designed as a hollow cylinder or hollow prism, inside which there is a combustion chamber (15) in which the pyrotechnic ignition unit (1st ) is introduced and preferably completely fills the combustion chamber volume.
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