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Die Erfindung betrifft allgemein elektrische Systeme wie sie etwa in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen oder ähnlichem verwendet werden. Insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte Sperre zum Vorsehen eines sicheren Zugriffs auf ein elektrisches System, die kostengünstig ist und einen relativ einfachen Aufbau aufweist.
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Fahrzeuge, die Elektrizität als Antriebsquelle nutzen, wie etwa Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge und Hybridfahrzeuge, verwenden häufig ein elektrisches System. Ein typisches elektrisches System umfasst eine Stromquelle, die mit einer Vorrichtung wie etwa einer Elektromotor-Steuereinrichtung verbunden ist. Das elektrische System kann weiterhin verschiedene elektrische Komponenten wie etwa Sicherungen, Induktoren, Kondensatoren und ähnliches enthalten. Es ist bekannt, dass einige dieser elektrischen Komponenten (z. B. Kondensatoren) elektrische Energie speichern können, sodass sie entladen werden müssen, damit sie nach einer Trennung von der Stromquelle sicher gehandhabt werden können. Deshalb ist bekannt, dass die Stromquelle von dem elektrischen System getrennt werden sollte und dass die gespeicherte elektrische Energie von den elektrischen Komponenten entladen werden sollte, bevor ein Kontakt mit derartigen elektrischen Komponenten hergestellt wird.
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Für eine größere Sicherheit kann das elektrische System mit einer Sperre versehen sein, die konfiguriert ist, um die Stromquelle zuverlässig von dem elektrischen System zu trennen, wenn ein Zugriff auf das elektrische System versucht wird. Dadurch wird ein Zugriff auf die elektrischen Komponenten zuverlässig verhindert, wenn die Stromquelle nicht von dem elektrischen System getrennt wurde. In einigen Fällen sind derartige Sperren mit einer Zeitverzögerungsfunktion versehen, die den Zugriff auf die elektrischen Komponenten weiterhin für eine vorbestimmte Zeitdauer verhindert, nachdem die Stromquelle von dem elektrischen System getrennt wurde. Die vorbestimmte Zeitverzögerung gestattet, dass die in den elektrischen Komponenten gespeicherte elektrische Energie ausreichend entladen wird, um eine sichere Handhabung zu gewährleisten.
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Ein bekanntes Beispiel für eine derartige Sperre umfasst eine Schutzabdeckung, die an einer Vorrichtung in einem elektrischen System durch eine Vielzahl von Schraubbefestigungselementen gesichert ist. Ein Zugriff auf wenigstens eines der Schraubbefestigungselemente wird durch eine Blende verhindert, die wiederum elektrisch mit einer Steuerschaltung gekoppelt ist. Um Zugriff auf das Schraubbefestigungselement für eine Entfernung der Schutzabdeckung zu erhalten, muss zuerst die Blende entfernt werden. Eine Entfernung der Blende wird durch die Steuerschaltung erfasst, die in Reaktion darauf eine Trennung der Leistungsquelle von den elektrischen Komponenten in dem elektrischen System einleitet. Eine vorbestimmte Zeitdauer (von z. B. wenigen Sekunden) verstreicht, während das Schraubbefestigungselement und die Schutzabdeckung entfernt werden, wodurch eine ausreichende Zeitdauer für eine Entladung der elektrischen Komponenten sichergestellt wird.
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Die bekannten Sperren funktionieren annehmbar, verwenden jedoch Vorrichtungen, die relativ kostspielig sind und unter Umständen schwer zu montieren bzw. zu demontieren sind, sodass sie nach einer Wartung falsch montiert werden können. Es wäre deshalb wünschenswert, eine verbesserte Sperre für einen sicheren Zugriff auf ein elektrisches System vorzusehen, die kostengünstig ist und relativ einfach montiert und demontiert werden kann.
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Die Erfindung gibt eine Sperre für die Verwendung mit einem elektrischen System an. Die Sperre umfasst eine elektrische Komponente, die an einem Halteaufbau gehalten wird. Ein erstes Glied ist entfernbar an dem Halteaufbau gesichert. Das erste Glied verhindert einen Kontakt mit der elektrischen Komponente, während das erste Glied an dem Halteaufbau gesichert ist. Ein zweites Glied ist ebenfalls an dem Halteaufbau gesichert. Das zweite Glied verhindert eine Entfernung des ersten Glieds, während das zweite Glied an dem Halteaufbau gesichert ist. Die elektrische Komponente ist ausgebildet, um mit einer Stromquelle nur dann verbunden zu werden, wenn sowohl das erste Glied als auch das zweite Glied an dem Halteaufbau gesichert sind.
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Verschiedene Aspekte der Erfindung werden für den Fachmann durch die folgende ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Systems einschließlich einer Sperre gemäß der Erfindung, die in einem vollständig montierten Zustand und in einer Position für einen geschlossenen Stromkreis gezeigt ist.
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2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der Sperre entlang der Linie 2-2 von 1.
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3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des elektrischen Systems von 1 und 2 und zeigt die Sperre in einem teilweise demontierten Zustand und in einer Position für einen offenen Stromkreis.
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4 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der Sperre entlang der Linie 4-4 von 3.
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5 ist eine perspektivische Explosionsansicht des elektrischen Systems von 1 bis 4 und zeigt die Sperre in einem vollständig demontierten Zustand und in einer Position für einen offenen Stromkreis.
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6 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der Sperre entlang der Linie 6-6 von 5.
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7 ist eine weitere vergrößerte perspektivische Explosionsansicht einer Zwischenverkleidungsanordnung der Sperre von 1 bis 6.
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8 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung der Sperre und des elektrischen Systems von 1 bis 7.
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In 1 ist ein elektrisches System gemäß der Erfindung allgemein durch das Bezugszeichen 10 angegeben. In der gezeigten Ausführungsform ist das elektrische System 10 eine Hochspannungsbatterie-Verteilungseinheit, die zum Beispiel in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug (nicht gezeigt) verwendet werden kann. Das gezeigte elektrische System 10 stellt jedoch nur eine mögliche Umgebung dar, in welcher die Erfindung angewendet werden kann. Die Erfindung ist also nicht auf den hier gezeigten spezifischen Aufbau des elektrischen Systems 10 von 1 oder allgemein auf elektrische Systeme beschränkt. Die Erfindung kann vielmehr in beliebigen Umgebungen für die nachfolgend beschriebenen Zwecke angewendet werden.
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Das gezeigte elektrische System 10 umfasst ein Paneel 11 oder einen anderen Halteaufbau, auf dem verschiedene herkömmliche elektrische Komponenten, Stecker, Kühlverbindungen und ähnliches gehalten werden können. Zum Beispiel kann das elektrische System 10 wie in 8 gezeigt eine Hochspannungs-Stromquelle 12, eine Hochspannungsvorrichtung 13, einen Kondensator 14, eine Steuereinrichtung 15 und eine oder mehrere Sicherungen 16 umfassen, die alle aus dem Stand der Technik bekannt sind. Es ist jedoch zu beachten, dass das elektrische System 10 auch eine beliebige andere Anzahl und Konfiguration von elektrischen Komponenten für eine beliebige Anwendung enthalten kann.
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Von Zeit zu Zeit muss auf eine oder mehrere der elektrischen Komponenten des elektrischen Systems 10 (wie z. B. die Sicherung 16) zugegriffen werden, um diese zu warten und/oder zu ersetzen. Es ist jedoch bekannt, dass einige oder alle der elektrischen Komponenten (wie etwa der Kondensator 14) in dem elektrischen System 10 elektrische Energie speichern können. Deshalb ist es wünschenswert, wenn das elektrische System 10 nach einer Trennung von der Stromquelle 12 entladen wird, um eine sichere Handhabung zu gewährleisten. Die Stromquelle 12 sollte also von dem elektrischen System 10 getrennt werden und die in den elektrischen Komponenten gespeicherte elektrische Energie sollte entladen werden, bevor mit einer Wartung oder anderen Handhabung der elektrischen Komponenten begonnen wird.
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Um dies zu bewerkstelligen, umfasst das gezeigte elektrische System 10 eine Sperre gemäß der Erfindung, die allgemein durch das Bezugszeichen 20 angegeben wird, Die gezeigte Sperre 20 ist als ein Zugriffspaneel oder ein ähnlicher Aufbau verkörpert, der ausgebildet ist, um die Stromquelle 12 automatisch von dem elektrischen System 10 zu trennen, wenn das Paneel entfernt wird, um auf eine gewünschte elektrische Komponente zuzugreifen. Die gezeigte Sperre 20 verhindert auch einen Zugriff auf die gewünschte elektrische Komponente für eine vorbestimmte Mindestzeitdauer, damit die gesamte in den elektrischen Komponenten gespeicherte Energie aus denselben entladen werden kann, bevor mit einer Wartung oder anderen Handhabung der elektrischen Komponenten begonnen wird.
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Der Aufbau der Sperre 20 ist in 2 im Detail gezeigt. Wie in 2 gezeigt, umfasst die gezeigte Sperre eine äußere Abdeckung 30, die entfernbar an dem Paneel 11 gesichert ist. Wie gezeigt, umschließt die äußere Abdeckung 30 eine Öffnung 11a in dem Paneel 11 vollständig, wobei dies jedoch nicht der Fall sein muss. Die äußere Abdeckung 30 kann eine beliebige, gewünschte Größe oder Form für eine gewünschte Anwendung oder für einen bestimmten Zweck aufweisen. Die äußere Abdeckung 30 kann aus einem beliebigen gewünschten Material ausgebildet sein, wobei sie vorzugsweise aus einem elektrisch nicht leitenden oder isolierenden Material wie etwa einem Kunststoffmaterial oder ähnlichem ausgebildet ist. Die äußere Abdeckung 30 kann unter Verwendung eines beliebigen, geeigneten Verfahrens wie etwa mittels eines Gussverfahrens ausgebildet werden. Die Funktion der äußeren Abdeckung 30 wird weiter unten näher beschrieben.
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Wie weiter oben genannt, ist die gezeigte äußere Abdeckung 30 entfernbar an dem Paneel 11 des elektrischen Systems 10 gesichert. Dazu weist die äußere Abdeckung 30 einen oder mehrere daran vorgesehene Flanschteile 32 auf, die ausgebildet sind, um Befestigungselemente 34 wie etwa Schraubbefestigungselemente für die Sicherung der äußeren Abdeckung 30 an dem Paneel 11 aufzunehmen. Alternativ hierzu kann die äußere Abdeckung 30 unter Verwendung von Haltelaschen, Scharnieren, Riegeln oder ähnlichem an dem Paneel 11 gesichert werden. Es ist zu beachten, dass die äußere Abdeckung 30 auch entfernbar an einem beliebigen anderen Aufbau des elektrischen Systems 10 gesichert werden kann, wenn dies gewünscht wird.
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Die Sperre 20 ist ausgebildet, um die Stromquelle 12 von dem elektrischen System 10 zu trennen, wenn die äußere Abdeckung 30 von dem Paneel 11 entfernt wird. Dazu kann die äußere Abdeckung 30 eine beliebige Anzahl von elektrisch leitenden Kurzschlussstiften 36 umfassen, die konfiguriert sind, um einen Teil eines Sperrstromkreises zu bilden, was weiter unten näher erläutert wird. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die äußere Abdeckung 30 ein Paar von Kurzschlussstiften 36, wobei jedoch auch eine beliebige andere Anzahl von Kurzschlussstiften 36 verwendet werden kann. Jeder der gezeigten Kurzschlussstifte 36 ist ein flaches Glied mit einer allgemein U-förmigen Konfiguration mit einem Paar von fernen Enden. Alternativ hierzu kann jeder Kurzschlussstift 36 als eine beliebige elektrisch leitende Komponente für eine beliebige Anwendung verkörpert sein. Wie gezeigt, ist das Paar von Kurzschlussstiften 36 innerhalb eines Wandteils der äußeren Abdeckung 30 derart gesichert, dass die fernen Enden davon vorstehen, wobei der Zweck dieser Anordnung weiter unten näher erläutert wird. Die Kurschlussstifte 36 können aber auch an einem beliebigen anderen Teil der äußeren Abdeckung 30 unter Verwendung eines beliebigen Verfahrens wie etwa eines Gussverfahrens gesichert werden. Weiterhin ist zu beachten, dass die Kurzschlussstifte 36 aus einem beliebigen elektrisch leitenden Material ausgebildet sein können, wobei es sich zum Beispiel um ein metallisches Material wie etwa Kupfer oder ähnliches handeln kann.
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Die äußere Abdeckung 30 kann auch eine elektromagnetische Abschirmung (nicht gezeigt) umfassen, wobei dies jedoch nicht der Fall sein muss. Die elektromagnetische Abschirmung kann ausgebildet sein, um andere elektronische Komponenten, die an oder in der Nähe des elektrischen Systems 10 angeordnet sind, vor einer durch das elektrische System 10 verursachten elektromagnetischen Störung zu schützen. Die elektromagnetische Abschirmung kann aus einem beliebigen leitenden Material bestehen, das für die Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung geeignet ist. Zum Beispiel kann eine metallische Beschichtung oder ähnliches auf einer Innenfläche der äußeren Abdeckung 30 aufgetragen werden.
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Die gezeigte äußere Abdeckung 30 umfasst weiterhin eine Dichtung 38, wobei dies jedoch nicht der Fall sein muss. Die Dichtung 38 kann konfiguriert sein, um eine Kontamination des elektrischen Systems 10 und beliebiger durch die Sperre 20 bedeckter Komponenten zu verhindern. Wie gezeigt, ist die Dichtung 38 in einer Rille vorgesehen, die sich um eine Umfangskante der äußeren Abdeckung 30 herum erstreckt. Die Dichtung 38 ist ausgebildet, um in eine Außenfläche des Paneels 11 oder eines anderen Aufbaus des elektrischen Systems 10 einzugreifen. Dementsprechend kann die Dichtung 38 aus einem beliebigen Material ausgebildet sein, das für die Verwendung in einer Dichtungsanwendung geeignet ist, wobei es sich zum Beispiel um ein Gummimaterial oder ähnliches handeln kann. Es ist zu beachten, dass die Dichtung 38 in beliebiger Weise für eine gewünschte Anwendung konfiguriert sein kann.
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Die gezeigte Sperre 20 umfasst weiterhin eine Zwischenverkleidungsanordnung gemäß der Erfindung, die allgemein durch das Bezugszeichen 40 angegeben ist. Eine Aufgabe der Zwischenverkleidungsanordnung 40 besteht darin, einen Kontakt mit der gewünschten elektrischen Komponente (oder allgemein einen Zugriff auf das elektrische System 10) zu verhindern, bis eine Entladung des elektrischen Systems 10 stattgefunden hat. Dazu kann die Zwischenverkleidungsanordnung 40 entfernbar in einer Öffnung 11a des Paneels 11 gesichert werden, um einen Kontakt mit der gewünschten elektrischen Komponente zu verhindern. Alternativ hierzu kann die Zwischenverkleidungsanordnung 40 entfernbar an einer Außenfläche des Paneels 11 gesichert werden und konfiguriert sein, um die Öffnung 11a zu umschließen, wenn dies so gewünscht wird. Wie weiter unten näher erläutert, ist für das Entfernen der Zwischenverkleidungsanordnung 40 von dem Paneel 11 eine vorbestimmte Mindestzeitdauer (von z. B. ungefähr 5 Sekunden) erforderlich, sodass sich die Komponenten des elektrischen Systems 10 ausreichend entladen können.
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Wie in 2 bis 7 gezeigt, umfasst die gezeigte Zwischenverkleidungsanordnung 40 einen Gehäuseteil 41. Der Gehäuseteil 41 kann eine obere Fläche 42 und eine Vielzahl von Seitenwänden 43 umfassen, um einen internen Bereich 41a zu bilden. In der gezeigten Position von 2 erstrecken sich die Seitenwände 43 in die Öffnung 11a des Paneels 11, sodass die gewünschte elektrische Komponente in dem internen Bereich 41a des Gehäuseteils 41 verborgen ist. Der Gehäuseteil 41 kann eine beliebige Größe oder Form für eine gewünschte Anwendung oder für einen gewünschten Zweck aufweisen. Weiterhin kann der Gehäuseteil 41 aus einem beliebigen gewünschten Material wie etwa einem elektrisch nicht leitenden oder isolierenden Material unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Verfahrens wie etwa eines Gussverfahrens ausgebildet sein.
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Der gezeigte Gehäuseteil 41 umfasst weiterhin eine Vielzahl von Laschen 44 (siehe 7) zum entfernbaren Sichern der Zwischenverkleidungsanordnung 40 in der Öffnung 11a des Paneels 11. Wie in 7 gezeigt, sind die gezeigten Laschen 44 voneinander beabstandet und in der Nähe der unteren Kante wenigstens einer der Seitenwände 43 des Gehäuseteils 41 angeordnet. Die Laschen 44 können jeweils einen elastischen Vorsprung bilden, der sich von der assoziierten Seitenwand 43 nach außen erstreckt. Wenn also der Gehäuseteil 41 der Zwischenverkleidungsanordnung 40 in die Öffnung 11a eingesteckt wird, greifen die Laschen 44 in eine untere Kante des Paneels 11 ein. Alternativ hierzu kann ein beliebiger anderer Aufbau verwendet werden, um den Gehäuseteil 41 entfernbar in der Öffnung 11a des Paneels 11 zu sichern, wobei zum Beispiel eine Lippen- und Rillenkonfiguration oder ähnliches verwendet werden kann. Es sollte deutlich sein, dass ein herkömmliches Handwerkzeug (nicht gezeigt) verwendet werden kann, um die Zwischenverkleidungsanordnung 40 von dem Paneel 11 zu entfernen. Der Zweck hiervon wird weiter unten näher erläutert.
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Der gezeigte Gehäuseteil 41 weist weiterhin einen darin ausgebildeten Aufnahmeteil 45 auf, der konfiguriert ist, um wie weiter unten erläutert einen Teil der äußeren Abdeckung 30 aufzunehmen, der die Kurzschlussstifte 36 umfasst. Wie in 7 gezeigt, erstreckt sich der Aufnahmeteil 45 von der oberen Fläche 42 nach unten in eine der Seitenwände 43, um einen inneren Hohlraum zu bilden. Es sollte deutlich sein, dass der Aufnahmeteil 45 eine beliebige Größe oder Form für eine gewünschte Anwendung oder einen gewünschten Zweck aufweisen kann.
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Wie in 2 gezeigt, kann die Seitenwand 43, in welcher der Aufnahmeteil 45 vorgesehen ist, weiterhin eine Vielzahl von Durchgängen 46 aufweisen. Wie gezeigt, erstrecken sich die Durchgänge 46 von dem inneren Hohlraum des Aufnahmeteils 45 durch eine Bodenfläche der Seitenwand 43. Die Durchgänge 46 können schmale Schlitze bilden, um Zwischenanschlüsse 47 individuell aufzunehmen und zu sichern. Es ist jedoch zu beachten, dass die Durchgänge 46 auch eine beliebige andere Größe oder Form für eine gewünschte Anwendung oder einen gewünschten Zweck aufweisen können.
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Die Zwischenanschlüsse 47 der Zwischenverkleidungsanordnung 41 sind vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet und konfiguriert, um einen Teil einer Sperrschaltung zu bilden, was im Folgenden erläutert wird. Wie in 7 gezeigt, sind die gezeigten Zwischenanschlüsse 47 allgemein flache Glieder, die jeweils ein erstes Ende mit einem geteilten oder gegabelten Teil und ein zweites Ende mit einem Klingenteil aufweisen. Wie in 2 gezeigt, können die Zwischenanschlüsse 47 individuell in den Durchgängen 46 derart angeordnet werden, dass sich die Klingenteile durch die Bodenfläche der entsprechenden Seitenwand 43 erstrecken. Es sollte deutlich sein, dass die Zwischenanschlüsse 47 in beliebiger Weise für eine gewünschte Anwendung oder einen gewünschten Zweck konfiguriert sein können.
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Wie in 2 und 7 gezeigt, kann die Zwischenverkleidungsanordnung 40 auch ein Keilglied 48 zum Sichern der Zwischenanschlüsse 47 in den Durchgängen 46 umfassen. Wenn wie in 7 gezeigt die Zwischenanschlüsse 47 in den Durchgängen 46 aufgenommen sind, ist das Keilglied 48 in dem Aufnahmeteil 45 eingesteckt und mittels eines herkömmlichen Halteaufbaus wie etwa durch eine Vielzahl von elastischen Laschen (nicht gezeigt) in demselben gesichert. Wie in 2 gezeigt, kann das Keilglied 48 in eine obere Fläche der Zwischenanschlüsse 47 eingreifen, um die Zwischenanschlüsse 47 in den Durchgängen 46 zu sichern. Alternativ hierzu können die Zwischenanschlüsse 47 auch auf beliebige andere Weise in den Durchgängen 46 gesichert werden. Zum Beispiel können die Zwischenanschlüsse 47 einstückig in die Durchgänge 46 gegossen werden oder durch das Vorsehen einer Tür- und Scharnierkonfiguration an der Bodenfläche der entsprechenden Seitenwand 43 in den Durchgängen 46 gesichert werden. Das Keilglied 48 kann einen sich in der Längsrichtung erstreckenden Schlitz oder einzelne Durchgangslöcher, die sich durch das Keilglied 48 nach unten erstrecken, definieren. Der Zweck hiervon wird weiter unten erläutert.
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Wie in 7 gezeigt, umfasst der gezeigte Gehäuseteil 41 weiterhin ein optionales Anschlussstück 49. Das Anschlussstück 49 kann verwendet werden, um das Entfernen der Zwischenverkleidungsanordnung 40 von der Öffnung 11a in dem Paneel 11 zu unterstützen. Das gezeigte Anschlussstück 49 ist ein Vorsprung, der sich von der oberen Fläche 42 des Gehäuseteils 41 nach außen erstreckt. Ein herkömmliches Handwerkzeug (nicht gezeigt) wie etwa eine Zange kann also verwendet werden, um das Anschlussstück 49 zu greifen und eine ausreichende Zugkraft auf den Gehäuseteil 41 auszuüben, um denselben aus der Öffnung 11a zu entfernen. Alternativ hierzu kann das Anschlussstück 49 auch ein beliebiger anderer Aufbau zum Ausüben einer ausreichenden Zugkraft auf den Gehäuseteil 41 sein, wobei es sich zum Beispiel um einen Griff, einen Knopf, einen Haken oder ähnliches handeln kann.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst die gezeigte Sperre 20 weiterhin eine Leiterplatte 50. Die Leiterplatte 50 weist einen größtenteils herkömmlichen Aufbau auf und ist allgemein als ein flaches Substrat aus einem elektrisch isolierenden oder nicht leitenden Material wie etwa Fiberglas oder ähnlichem ausgebildet, das geeignet ist, um eine oder mehrere elektrische Komponenten des elektrischen Systems 10 zu halten. Es sollte deutlich sein, dass die gewünschte elektrische Komponente durch die Leiterplatte 50 in beliebiger Weise gehalten werden kann, um einen Zugriff darauf durch die Öffnung 11a des Paneels 11 zu gewähren. Es ist jedoch zu beachten, dass die gewünschte elektrische Komponente auch durch das Paneel 11 gehalten und elektrisch mit der Leiterplatte 50 verbunden sein kann, wenn dies gewünscht wird.
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Die Leiterplatte 50 kann auch konfiguriert sein, um die gewünschte elektrische Komponente mit dem elektrischen System 10 zum Beispiel unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von Leiterbahnen (nicht gezeigt) zu verbinden. Dabei können die Leiterbahnen aus einem beliebigen leitenden Material wie etwa Kupfer oder ähnlichem ausgebildet sein und auf das Substrat geätzt oder laminiert sein. In anderen Ausführungsformen kann die Leiterplatte 50 einen beliebigen Aufbau aufweisen, der konfiguriert ist, um die gewünschte elektrische Komponente zu halten und mit dem elektrischen System 10 wie hier und nachfolgend beschrieben zu verbinden.
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Wie am besten in 5 und 6 zu erkennen ist, kann die gewünschte elektrische Komponente als ein Paar von Sicherungen 16 verkörpert sein, die entfernbar an der Leiterplatte 50 montiert sind, wobei aber auch eine beliebige andere Anzahl von Sicherungen 16 verwendet werden kann. Die Sicherungen 16 können beliebige Einrichtungen zum Schutz vor Überströmen sein, die konfiguriert sind, um eine elektrische Kontinuität zwischen der Stromquelle 12 und einem gewünschten Teil des elektrischen Systems 10 vorzusehen. Jede der gezeigten Sicherungen 16 ist eine herkömmliche Glasröhrensicherung, die einen länglichen, zylindrischen Körper definiert, der in einem Paar von elektrisch leitenden Endkappen endet. Zum Beispiel können die Sicherungen 16 standardmäßige 20 A-Glasröhrensicherungen sein, wobei dies jedoch nicht der Fall sein muss. Alternativ hierzu können die Sicherungen 16 auch durch einen anderen Typ von schmelzbarer Verbindung oder Sicherungsbegrenzung verkörpert werden. Wie weiter oben genannt, kann die Sperre 20 Zugriff auf eine beliebige gewünschte elektrische Komponente des elektrischen Systems 10 gewähren und ist nicht auf die hier beschriebene und gezeigte Ausführungsform beschränkt.
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Wie in 6 gezeigt, kann jede der Sicherungen 16 entfernbar an der Leiterplatte 50 mittels eines Paares von Sicherungsanschlüssen 62 montiert werden. Die Sicherungsanschlüsse 62 sind konfiguriert, um die Endkappen der entsprechenden Sicherung 16 aufzunehmen und zu halten. Die gezeigten Sicherungsanschlüsse 62 definieren einen Basisteil, der an der Leiterplatte 50 gesichert werden kann, und ein Paar von flexiblen Vorsprüngen, die sich von dem Basisteil erstrecken, um eine allgemein U-förmige Konfiguration zu bilden. Die Endkappen der Sicherung 16 werden zwischen den flexiblen Vorsprüngen für einen Reibungseingriff mit den Sicherungsanschlüssen 62 eingesteckt. Es sollte deutlich sein, dass die Sicherungsanschlüsse 62 auch konfiguriert sind, um eine elektrische Kontinuität zwischen der Leiterplatte 50 und der Sicherung 16 vorzusehen. Die Sicherungsanschlüsse 62 können also aus einen beliebigen elektrisch leitenden Material ausgebildet sein, wobei es sich um metallische Materialien wie etwa Kupfer oder ähnliches handeln kann. Es ist zu beachten, dass jede Sicherung 16 und die entsprechenden Sicherungsanschlüsse 62 in beliebiger Weise für eine gewünschte Anwendung konfiguriert sein können.
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Wie in 2 gezeigt, kann eine Vielzahl von elektrisch leitenden Basisanschlüssen, die allgemein durch das Bezugszeichen 52 angegeben werden, an der Leiterplatte 50 montiert sein. Die Basisanschlüsse 52 sind konfiguriert, um einen Sperrstromkreis mit den Zwischenanschlüssen 47 und den Kurzschlussstiften 36 zu bilden, was weiter unten näher erläutert wird. Die gezeigten Basisanschlüsse 52 sind als von unten einzuführende elektrische Anschlüsse ausgebildet, wobei sie größtenteils herkömmlich beschaffen sind und sich von einer Bodenfläche der Leiterplatte 50 erstrecken. Dabei kann jeder der individuellen Basisanschlüsse 52 eine Vielzahl von Halteschenkeln 54 zum Halten des Basisanschlusses 52 an der Leiterplatte 50 umfassen. Jeder Basisanschluss 52 definiert weiterhin eine Öffnung mit einem Paar von gegenüberliegenden Laschen 56, um die Zwischenanschlüsse 47 aufzunehmen und reibend in dieselben einzugreifen, sodass eine elektrische Verbindung hergestellt wird, wie weiter unten näher erläutert wird. Die Basisanschlüsse 52 können aus einem beliebigen elektrisch leitenden Material ausgebildet sein, wobei es sich um metallische Materialien wie etwa Kupfer oder ähnliches handeln kann. Weiterhin ist zu beachten, dass die Basisanschlüsse 52 in beliebiger Weise für eine gewünschte Anwendung konfiguriert sein können.
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Dementsprechend kann die Leiterplatte 50 eine beliebige Anzahl von Durchgangslöchern definieren, die jeweils vertikal mit den Öffnungen der Basisanschlüsse 52 ausgerichtet sind. Die Klingenteile der Zwischenanschlüsse 47 könne sich also durch die Leiterplatte 50 erstrecken, um in die Basisanschlüsse 52 einzugreifen, wenn die Zwischenverkleidungsanordnung 40 an dem Paneel 11 gesichert wird, was weiter unten näher erläutert wird.
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Im Folgenden wird der Betrieb der Sperre 20 beschrieben. Wie in 1 und 2 gezeigt, befindet sich die Sperre 20 zu Beginn in dem vollständig montierten Zustand und in einer Position für einen geschlossenen Stromkreis. In dieser Position ist die Zwischenverkleidungsanordnung 40 in der Öffnung 11a des Paneels 11 gesichert und ist die äußere Abdeckung 30 an dem Paneel 11 gesichert. Die fernen Enden der Kurzschlussstifte 36 erstrecken sich durch den Aufnahmeteil 45 und die Durchgänge 46 der Zwischenverkleidungsanordnung 40 in einen Reibungseingriff mit den geteilten Teilen der Zwischenanschlüsse 47. Die Klingenteile der Zwischenanschlüsse 47 erstrecken sich durch die Leiterplatte 50 in einen Eingriff mit den Basisanschlüssen 52. Wenn sich also die Sperre 20 in der Position für einen geschlossenen Stromkreis befindet, ist die Stromquelle 12 mit dem elektrischen System 10 verbunden.
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In 3 und 4 ist das elektrische System 10 in einem teilweise demontierten Zustand und in einer Position für einen offenen Stromkreis gezeigt. In den Figuren ist die äußere Abdeckung 30 von dem Paneel 11 entfernt, um die Zwischenverkleidungsanordnung 40 freizulegen. Um die äußere Abdeckung 30 zu entfernen, können die Befestigungselemente 34 auf beliebige Weise entfernt werden, wie etwa mittels eines herkömmlichen Schraubendrehers (nicht gezeigt) oder auf ähnliche Weise. Sobald die Befestigungselemente 34 entfernt sind, kann die äußere Abdeckung 30 auf beliebige Weise von dem Paneel 11 entfernt werden, wie etwa mit der Hand. Wenn die Abdeckung 30 von dem Paneel 11 entfernt wird, werden die fernen Enden der Kurzschlussstifte 36 aus dem Eingriff mit den Zwischenanschlüssen 47 entfernt. Dadurch wird der Stromkreis geöffnet. An der Position für einen offenen Stromkreis trennt die Sperre 20 die Stromquelle 12 von dem elektrischen System 10. Trotzdem können einige oder alle Komponenten des elektrischen Systems 10 wie zuvor genannt elektrische Energie speichern.
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5 und 6 zeigen das elektrische System mit der Sperre 20 in einem vollständig demontierten Zustand und in einer Position für einen offenen Stromkreis. Dieser Zustand tritt auf, wenn die äußere Abdeckung 30 und die Zwischenverkleidungsanordnung 40 von dem Paneel 11 entfernt sind. Durch eine derartige Entfernung wird ein Zugriff auf die Komponenten des elektrischen Systems wie etwa das Paar von Sicherungen 16 ermöglicht. Wie weiter oben bereits genannt, kann bei Bedarf ein herkömmliches Handwerkzeug (nicht gezeigt) wie etwa eine Zange oder ähnliches verwendet werden, um die Zwischenverkleidungsanordnung 40 von dem Paneel 11 zu entfernen. Augrund der Verwendung eines Werkzeugs wird eine vorbestimmte Mindestzeitdauer benötigt, sodass die Komponenten des elektrischen Systems 10 die darin gespeicherte elektrische Energie ausreichend entladen können. Zum Beispiel können ungefähr 5 Sekunden eine ausreichende Zeitdauer vorsehen, um in einem elektrischen Netz mit 300 Volt die gespeicherte Energie zu entladen. Die Zeitdauer kann jedoch auch mehr oder weniger als fünf Sekunden betragen und kann auf der Basis von verschiedenen Faktoren wie etwa der Kapazität der elektrischen Komponenten gewählt werden.
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In dem gezeigten vollständig demontierten Zustand und in der Position für einen offenen Stromkreis greifen die Kurzschlussstifte 36 der äußeren Abdeckung 30 und die Zwischenanschlüsse 47 der Zwischenverkleidungsanordnung 40 nicht mehr in die Basisanschlüsse 52 ein. Daraus resultiert, dass die Sperre 20 den offenen Stromkreis aufrechterhält und die Stromquelle 12 von dem elektrischen System 10 getrennt bleibt. Das Paar von Sicherungen 16 oder eine beliebige andere gewünschte elektrische Komponente können jetzt sicher für eine Wartung und/oder Ersetzung gehandhabt werden.
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Um die Sperre 20 erneut zu montieren, kann zuerst die Zwischenverkleidungsanordnung 40 in der Öffnung 11a des Paneels 11 gesichert werden. Dann wird die externe Abdeckung 30 an dem Paneel 11 gesichert. Sobald die Sperre 20 wie in 1 und 2 gezeigt vollständig montiert ist, ist der Stromkreis geschlossen und gestattet die Sperre 20 eine Verbindung der Stromquelle 12 mit dem elektrischen System 10. Wenn die äußere Abdeckung 30 an dem Paneel 11 installiert wird, ohne dass dazwischen die Zwischenverkleidungsanordnung 40 montiert ist, wird der offene Stromkreis der Sperre 20 aufrechterhalten. Die gezeigte Ausführungsform stellt also eine korrekte Montage und Demontage der Sperre 20 sicher.
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Wie in 8 gezeigt, dient die Steuereinrichtung 15 dazu, die Stromquelle 12 wahlweise mit dem elektrischen System 10 zu verbinden und von demselben zu trennen. Die Steuereinrichtung 15 kann als ein herkömmlicher Mikroprozessor oder eine beliebige andere programmierbare Vorrichtung implementiert werden, die konfiguriert ist, um die hier beschriebenen Funktionen zu bewerkstelligen. Zum Beispiel verbindet die Steuereinrichtung 15 in der gezeigten Ausführungsform wahlweise die Stromquelle 12 in Reihe mit der Sicherung 16, dem Kondensator 14 und der Hochspannungsvorrichtung 13.
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Die Steuereinrichtung 15 kann auch konfiguriert sein, um die Sperre 20 mit dem elektrischen System 10 zu integrieren. Wenn sich die Sperre 20 zum Beispiel in dem vollständig montierten Zustand befindet, wird ein geschlossener Stromkreis durch die Basisanschlüsse 52, die Zwischenanschlüsse 47 und die Kurzschlussstifte 36 gebildet.
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Ein elektrischer Strom kann durch den Stromkreis geführt werden. Die Steuereinrichtung 26 kann konfiguriert sein, um den Stromkreis zu überwachen und sicherzustellen, dass der elektrische Strom innerhalb bestimmter Grenzen bleibt. Dabei kann die Steuereinrichtung 15 bestimmen, ob sich die Sperre 20 in der Position für einen geschlossenen Stromkreis oder in der Position für einen offenen Stromkreis befindet. Wenn bestimmt wird, dass sich die Sperre 20 in der Position für den geschlossenen Stromkreis befindet (wie in 1 und 2 gezeigt), verbindet die Steuereinrichtung 15 die Stromquelle 12 mit dem elektrischen System 10. Wenn dagegen bestimmt wird, dass sich die Sperre 20 in der Position für den offenen Stromkreis befindet (wie in 3 bis 6 gezeigt), trennt die Steuereinrichtung 12 die Stromquelle 12 von dem elektrischen System 10.
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Vorstehend wurden das Prinzip und die Betriebsweise der Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben und gezeigt. Es ist jedoch zu beachten, dass die Erfindung auch anders als hier beschrieben und gezeigt realisiert werden kann, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
