DE19732650B4 - Leitungstrenner - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum definierten und schnellen Trennen von elektrischen Starkstromkreisen mit
einem freifliegenden, durch heiße Gase angetriebenen Werkzeug, das
entlang einer Beschleunigungsstrecke Geschwindigkeit und damit Impuls aufnimmt,
dann auf den zu trennenden stromdurchflossenen Leiter auftrifft und
dabei dort
sowohl seine inzwischen aufgesammelte kinetische Energie freisetzt,
als auch in herkömmlicher Weise die aus dem Produkt von Querschnittsfläche des Werkzeugs mal darauf einwirkendem Gasdruck zur Trennung und zum Voneinanderentfernen der geschnittenen Leiterteile verwendet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Werkzeug aus einem elektrischen Nichtleiter besteht, und
dass in eine Brennkammer eine aus einem Thermit bestehende Heizmischung eingebracht wird, die durch Aufheizung von ebenfalls eingebrachten inerten oder teilinerten Stützstoffen den Gasdruck erzeugt und die Stützstoffe gleichzeitig die Temperatur in der Brennkammer senken und den schiebenden Charakter der heißen Gase verstärken.
einem freifliegenden, durch heiße Gase angetriebenen Werkzeug, das
entlang einer Beschleunigungsstrecke Geschwindigkeit und damit Impuls aufnimmt,
dann auf den zu trennenden stromdurchflossenen Leiter auftrifft und
dabei dort
sowohl seine inzwischen aufgesammelte kinetische Energie freisetzt,
als auch in herkömmlicher Weise die aus dem Produkt von Querschnittsfläche des Werkzeugs mal darauf einwirkendem Gasdruck zur Trennung und zum Voneinanderentfernen der geschnittenen Leiterteile verwendet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Werkzeug aus einem elektrischen Nichtleiter besteht, und
dass in eine Brennkammer eine aus einem Thermit bestehende Heizmischung eingebracht wird, die durch Aufheizung von ebenfalls eingebrachten inerten oder teilinerten Stützstoffen den Gasdruck erzeugt und die Stützstoffe gleichzeitig die Temperatur in der Brennkammer senken und den schiebenden Charakter der heißen Gase verstärken.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum definierten und schnellen Trennen von elektrischen Starkstromkreisen im Notfall nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2, wie sie aus der
DE 44 38 157 C1 bekannt ist, die selbst ohne Wartung noch nach bis zu 20 Jahren zuverlässig die Funktion ausübt und dabei kein zusätzliches Gefahrenpotential in Form von Heißgas, Partikel, Wurfstücke oder hohe, im abgeschalteten Stromkreis induzierte Spannungen nach außen darstellt. - Der Einsatz ist vornehmlich in der KFZ-Technik geplant zum definierten irreversiblen Trennen der Bordverkabelung von der Autobatterie kurz nach einem Unfall, um Zündquellen durch Funken und Plasma zu vermeiden, die entstehen, wenn beispielsweise Kabelisolationen durch während des Unfalls eindringendes Karosserieblech aufgescheuert wurden oder lose Kabelende gegeneinander oder gegen Blechteile schwingen – insbesondere dann, wenn Benzin ausläuft und sich Benzindampf unter der Motorhaube ansammeln und sich dort zündfähige Benzin-Luft-Gemische bilden können.
- Bisher eingesetzte Vorrichtungen, wie die von der DNAG zur Trennung der Autoverkabelung von der Autobatterie bei einem Unfall zur Vermeidung zusätzlicher Zündquellen für eventuell ausgeströmtes und danach verdampftes Benzin entwickelte und eingesetzte Baugruppe sind begrenzt bezüglich der Schneideleistung und/oder erzeugen durch den Trennvorgang im getrennten Stromkreis so hohe induzierte Spannungen, daß hier angeschlossene elektrische Geräte beschädigt werden, was aber nicht zulässig und erwünscht ist.
- So drückt ein aus einer Brennkammer und einem bereits aus Gabrauchsmuster
DE 297 00 594 U1 bekannten, aus elektrisch nicht leitfähigem Material gefertigten Werkzeug bestehendes, quasi herkömmliches Kraftelement nach der Auslösung durch den Airbagsensor auf den sehr stark gekerbten elektrischen Leiter mit eifern Querschnitts von beispielsweise 10 mm × 4 mm, worauf das Material dieses Leiters bricht und der Stromfluß zu den an der Verkabelung angeschlossenen Verbrauchern bzw. den eventuell aufgescheuerten Kabelstücken abbricht. - Durch die Einkerbung des Materials wird zunächst relativ wenig Kraft zur Trennung benötigt, andererseits bricht der Leiter und damit der Stromfaden so schnell ab, daß im Stromkreis sehr hohe Spannungen induziert werden und dadurch angeschlossene Geräte und Isolationen irreversibel beschädigt werden.
- Anders aufgebaute Vorrichtung zur Trennung von Kraftströmen, wie sie aus der Starkstromtechnik her bekannt sind, werden hier nicht betrachtet, weil sie entweder relaisartig aufgebaut sind (d. h. hier in diesem Zusammenhang das Öffnen von Kontakten durch eine Magnetspule oder durch ein kleines Kraftelement, wie es heute schon in der Überlandleitungstechnik hier und da eingesetzt wird) und damit die geforderten Zuverlässigkeiten nach 20 Jahren ohne einzige Schaltung und ohne Wartung bei der im PKW vorkommenden mechanischen und thermisch/klimatischen Umwelt nicht im Ansatz errreichen, oder bei entsprechender Ausführung einfach um Größenordnungen zu teuer sind (die angestrebte Baugruppe hat heute einen Verkaufspreis von ca. 7 DM) oder einfach zu schwer und zu groß – die Baugruppe soll ohne Bauänderungen anstelle der heute üblichen Batterieklemme verwendet werden!
- Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine kleine und kostengünstige Baugruppe der eingangs genannten Art so zu schaffen, die in autarker und fernsteuerbarer Arbeitsweise imstande ist, einen mindestens ebenso großen Leitungsquerschnitt zu trennen, allerdings ohne diesen kerben zu müssen und gleichzeitig den Stromfluß nicht so schnell zu unterbrechen, daß das durch den eventuell beim Trennen noch im Stromkreis fließenden Strom erzeugte magnetische Feld nicht so schnell zusammenfällt und damit kleinere Gegenspannungen induziert werden, die diesen Feldzusammenbruch bekanntlich verzögern wollen. – Damit kann die mechanische Belastbarkeit des Leiters, wie stets von allen Konstrukteuren gewünscht, erhalten bleiben und zusätzliche Maßnahmen zur Unterdrückung der Spannungsspitzen in der Verkabelung und/oder vor den einzelnen elektrischen Verbrauchern eingespart werden, wenn das überhaupt sonst möglich wäre!
- Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 oder 2 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
- Die Erfindung nützt die bereits in der Patentanmeldung „Pyrotechnische Trennvorrichtung”,
DE 44 38 157 C1 , aufgezeigte Arbeitsweise, die hier in der technischen Ausführung bzw. Ausgestaltung so weiterentwickelt und optimiert wurde, um diese Anforderungen nun erstmals nicht nur erfüllen, sondern sogar den Querschnitt des zu trennenden Stromleiters noch weiter vergrößern und trotzdem ohne jegliche Kerbung trennen zu können! - Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Tatsache, daß der Trennvorgang nunmehr durch die richtige Wahl der Auftreffgeschwindigkeit so gesteuert werden kann, daß er nicht mehr so schnell erfolgt, sich damit bei fließendem Strom (und nur dann treten ja die unerwünschten Spannungsspitzen durch Induktion auf) ein Plasma ausbilden kann und hierbei bzw. hierin die sonst zerstörerisch wirkende Induktionsenergie „verbraucht” werden kann!
- Unterstützt werden kann das durch das entsprechende Ausbilden des Querschnitts des zu trennenden Stromleiters, wie das in
5 dieser Anmeldung aufgezeichnet ist. - Mit einer der wichtigsten Vorteile der Erfindung gegenüber allen bisher bestehenden Geräten aber ist die Tatsache, daß bei Thermit spezielle Anzündstücke zum Anzünden nicht mehr erforderlich sind, wie sie bei Treibstoffen der aus der
DE 44 13 847 A1 bekannten Art nötig sind, was ein wesentlicher Kostenvorteil gerade in der Automobilindustrie ist, können hier doch 3 bis 4 DM eingespart werden bei einem Verkaufspreis der Gesamtgruppe von ca. 8 bis 12 DM, wie vom Kunden gefordert! - Darüberhinaus vermeidet man auch die Abhängigkeit von einem Schlüsselzulieferanten, die Folgen eines nicht ausentwickelten Anzündstücks und steigert so die Wertschöpfung in der eigenen Firma beträchtlich.
- Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 2 gelöst.
- Mit der Vorrichtung kann jedes gängige Material durchtrennt werden. Entsprechend dem zu durchtrennenden Material und Geometrie wird die Vorderkante des Wirkteils geformt und die Menge des Thermits gewählt. Das Durchtrennen des Materials kann je nach Ausbildung der Vorderkante des Werkzeugs durch Schneiden, Quetschen oder Stanzen erfolgen.
- Die Anzündung des Thermits in der Kartusche kann mit oder ohne Zündelektronik erfolgen, die interne Anzündung entwider direkt durch Glühdraht, durch handelsübliche Anzünder, durch pyrotechnische Zündübertragungsleitungen oder durch primäre Explosivstoffe, die resonanzmäßig ähnlich der Blitzlichtlampenzündung so angebracht sind, daß nur ganz bestimmte kleine Stöße dieses Explosivstoffplättchen oder -stäbchen brechen bzw. abplatzen lassen, wodurch dann diese relativ empfindlichen Stoffe gezündet werden. Durch die resonanzmäßige Anpassung des Trägers dieser Stoffe auf den stoßenden oder schlagenden Draht ähnlich der Kugelstoßmaschine wird eine Fehlauslösung weitgehend ausgeschlossen. Ergänzende Anzündarten wie durch Reibdraht oder durch Schlagbolzen sind hier ebenfalls möglich, in der Regel hier aber nicht erwünscht.
- Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beigegebenen sieben Figuren erläutert:
-
1 : -
1a zeigt den Leitungstrenner vor der Auslösung. - Er besteht aus dem Gehäuse
5 mit Hohlraum4 , dem Werkzeug9 , der mit Treibstoff11 gefüllten Brennkammer, einer Anzündeinrichtung12 mit den Anschlüssen13 . - Der Treibstoff
11 besteht hierbei aus einer inerten Stützmasse, die durch eine Heizmischung aus einem Thermit erhitzt wird. Hierbei kann die Stützmasse aus einem festen, galertartigen, teigigen, flüssigen oder auch nur gasförmigen Stoff bestehen, Beispiele hierfür sind Öl, Wasser, Kunststoff, Fett usw. - Hierbei werden gemäß dem Lehrbuch ”Explosivstoffe” von Rudolf Meyer, 1985 erschienen in der VCH Verlagsgesellschaft mbH, Seite 297, unter dem Begriff Thermit Mischungen aus Aluminium und Eisenoxid verstanden, die sich unter starker Wärmeentwicklung zu Aluminiumoxid und Eisen umsetzen. Thermite werden danach zum Schienenschweißen verwendet, im zweiten Weltkrieg wurden diese Mischungen auch als Brandbombenfüllungen eingesetzt.
- Thermite erzeugen in der Regel beim Abbrand nur wenig Gas, können also nicht direkt, d. h. ohne die Verwendung von Stützmassen zum Antreiben verwendet werden.
- Auch andere, gaserzeugende Mischungen, wie sie aus
WO 95/04016 A1 - Nach Auslösung des im folgenden als Treibstoffs
11 bezeichnetes Thermit mit Stützmasse durch die Anzündeinrichtung12 baut sich ein Druck auf, der bei ca. 30 bar den Haltestift8 abschert. Der Druck wirkt hierbei gleichmäßig auf den Querschnitt des Werkzeugs ein, das mit der Dichtung10 , hier als O-Ring gezeichnet, Richtung Leiter2 abgedichtet ist. Das Werkzeug nimmt geschoßartig Geschwindigkeit auf und prallt nach kurzer Zeit auf den Leiter2 auf, wo es seine kinetische Energie überträgt und mit der statisch wirkenden Kraft aus noch vorhandenem Brennkammerdruck mal Querschnittsfläche des Werkzeugs den Leiter2 anreißt. Aufgrund des immer noch wirkenden Brennkammerdrucks wird danach der Leiter als Biegestab verformt und damit vom eingangsseitigen Leiterstück entfernt, vergleiche1b . - Wird das Werkzeug
9 aus einem elektrisch nicht leitendem Material gefertigt, hochfeste Kunststoffe sind hier genauso geeignet, wie stoßfeste Keramiken, dann wird damit der Stromfluß mit Sicherheit unterbrochen. - Der während des Aufklappens des Leiters in diesem fließende Strom erzeugt hierbei beim Auseinandergehen der Querschnitte einen Plasmabogen, in dem die durch den Abbau des im durch den vorher fließenden hohen Strom erzeugten Magnetfeld entstehenden Energien sich relativ langsam abbauen können.
-
2 : - Gezeichnet sind hier die verschiedenen Verdämmungsarten des Werkzeugs, die gebraucht werden, um die Verbrennung des Treibstoffs sicher und stabil ablaufen zu lassen:
In2a reißt bei einem bestimmten Brennkammerdruck die im Gehäuse5 und in die Aufnahme54 in das Werkzeug eingesetzte Reißschraube16 an Verjüngung55 . In2b wurde die Reißschraube durch die bei Patronen eingesetzte Bördelung56 ersetzt, die erst ab einem bestimmten Brennkammerdruck das Werkzeug frei gibt. - Gleichzeitig ist hier die Ausführung des Brennkammer-Werkzeug-Systems als Kartusche
17 gezeigt, so daß das ganze pyrotechnische System einfach bei der Endmontage in das Gehäuse5 eingelegt werden kann und damit die Fertigungslinien Pyrotechnik/Nicht-Pyrotechnik sauber voneinander abgegrenzt werden können. - In
2c wurde die Bördelung durch Sicken ersetzt, die segmentweise über den Umfang verteilt in die Nut57 eingedrückt werden. -
2d zeigt die Verdämmung des Werkzeugs9 durch einen einfachen Haltestift8 , der ab einem bestimmten Brennkammerdruck einfach abgeschert wird. -
3 : - Es sind hier alle für die Anzündung des in der Brennkammer
11 eingefüllten bzw. eingebrachten Treibstoffs aufgezeigt, wobei sich3b und3c vornehmlich auf die Direktanzündung von Treibstoffspulver beziehen,3e und3g bis3i auf die Anzündung eingebrachter empfindlicher Anzünd- und Zündstoffe,3f nur auf die Reibdrahtanzün dung und3a mit3d für die Anzündung von Thermiten eingesetzt werden kann:
In3a ist in die Kartusche ein herkömmliches Anzündstück20 eingesetzt, das über die Anschlüsse13 mit dem Zündstrom versorgt wird. - In
3b wird das Treibstoffspulver durch einen Glühdraht bis zur Entzündungstemperatur erhitzt, der durch Stromfluß über37 ,35 bis21 erhitzt wird. Die Kartusche selbst liegt hierbei auf Massepotential. Die Elektrode37 wird dabei durch die Isolation33 gegenüber dem Kartuschenpotential isoliert. - In
3c wird der Glühdraht aus3b zum Glühdrahtknäuel34 , das die Zündwahrscheinlichkeit bei schwer entzündlichen, insbesondere gröber granulierten Treibstoffen etwas erhöht. - In
3d wird eine Elektrode beispielsweise aus Graphit in die Buchsen36 und39 eingeführt und über die Elektrode37 und Kartusche17 , das auf Massepotential liegt, mit elektrischem Strom versorgt. Beim Stromdurchgang wird die Elektrode erhitzt, sie reißt an einer beliebigen Stelle auf und es entsteht an dieser Stelle ein Plasma bzw. ein Lichtbogen, der sogar Stoffe mit Zündtemperaturen von mehreren 1000°C entzünden kann. - In
3e platzt das Plättchen40 aus primärem Sprengstoff vom Übertragungsstift47 ab, wenn auf den Übertragerstift41 ein definierter Impuls eingeleitet wird. Dieser stammt beispielsweise durch das Auftreffen des vorher gespannten und dann losgelassenen Federdrahtes43 , der in44 beispielsweise mit dem Gehäuse5 oder der Kartusche17 verankert ist. Der Übertragerstift wird in der Scheibe60 mechanisch gelagert. Die Scheibe60 muß nicht unbedingt aus einem elektrisch isolierendem Material bestehen, weil das vorgestellte System rein mechanisch arbeitet. Glas, Keramik aber auch Stahl sind hier beispielsweise möglich. -
3f zeigt ein Anzündstück20 , das aber nun anders als bei3a rein mechanisch über die Handzugschlaufe46 und einen Reibdraht45 angezündet wird. - In
3g wird das Plättchen40 aus primärem Explosivstoff40 durch beispielsweise Laserlicht51 gezündet, das beispielsweise aus der Laserdiode50 stammt und über das Fenstermaterial52 aus für die Strahlung durchlässigem Material in die Kartusche eingekoppelt wird. Das Fenster52 kann beispielsweise auch als Interferenzfilter ausgebildet sein, um nur die jeweils verwendete Laserstrahlung in die Kartusche, d. h. an das Plättchen40 zu lassen. -
3h zeigt eine andere Ausführungsform der Laserzündung. Die Laserdiode50 strahlt hierbei das in der Nähe des Kartuschenbodens angebrachte Plättchen40 über das in der Öffnung49 eingelassene Fenstermaterial52 direkt durch den Kartuschenboden an und entzündet dieses. - In
3i wird die Laserstrahlung von der Laserdiode50 , die irgendwo beispielsweise im KFZ eingebracht sein kann, über die Lichtleitfaser53 durch den Kartuschenboden auf das Plättchen40 geführt, wo es dieses entzündet. Genauso einfach wie hier gezeigt, kann die Lichtleitfaser aber auch durch die Kartuschenwand ähnlich3g geführt werden oder direkt in die Brennkammer, wenn keine Kartuschenausführung der ganzen pyrotechnischen Anordnung gewählt wird. - In
3j wird die Anzündenergie über die Schocktube58 zur Verstärkerladung59 geleitet, die dann wiederum nach deren Anzündung das Treibstoffpulver in der Brennkammer entflammt. -
3k zeigt ein nunmehr schlagempfindliches Anzündstück, das über den Schlagbolzen61 gezündet wird. Dieser erhält seien Impuls I bzw. Geschwindigkeit v herkömmlich entweder rein mechanisch durch eine hier nicht gezeichnete Feder oder durch eine ebenfalls hier nicht gezeichnete Elektromagnetspule. -
4 : -
4 zeigt die möglichen Ausbildungen der Werkzeugkontur Richtung zu trennender Leiter. Je nach Leitermaterial wird eine Kontur aus den gezeigten optimal und daher verwendet. -
5 : - In
5 sind die möglichen Querschnitte des zu trennenden stromdurchflossenen Leiters aufgezeichnet. Je nach Werkzeugkontur und Leitermaterial ergibt sich hier wieder ein optimaler Leiterquerschnitt, der dann mit einem Minimum an Treibstoff ohne vorher eingebrachte Kerben getrennt werden kann. -
6 : -
6 zeigt die Möglichkeiten der Einbringung des Treibstoffes als Formkörper in die Brennkammer auf. Damit läßt sich der Druckverlauf in der Brennkammer so program mieren, daß das Trennergebnis bei minimal eingebrachter Treibstoffmenge optimal groß wird:
6a zeigt eine frei in der Brennkammer stehende Treibstoffstange mit Innenstruktur, von der Wandung gegebenenfalls nur durch die Treibstoffisolation22 isoliert. -
6b zeigt einen in die Brennkammer eingegossenen oder eingepreßten Treibsatz, die Brennkammer wird hierbei gegebenenfalls durch die Isolation26 thermisch isoliert,6c gleiches, hier hat der Treibsatz lediglich noch einen Innenstruktur. - In
6d sind die Formkörper aus Treibstoff nunmehr kleiner und einfach lose in die Brennkammer eingefüllt. -
- 1
- Schutzzylinder
- 2
- Sicken im Leiter
- 3
- Leiter, stromführend, ausgangsseitig
- 4
- Hohlraum
- 5
- Gehäuse
- 6
- Leiter, stromführend, eingangsseitig
- 7
- Beschleunigungsstrecke bzw. Beschleunigungsraum
- 8
- Haltestift
- 9
- Werkzeug
- 10
- Abdichtung des Werkzeugs
- 11
- Brennkammer, mit Explosivstoff gefüllt
- 12
- Anzündeinrichtung, hier ein Glühdraht
- 13
- Anschlüsse der Anzündeinrichtung
- 14
- Getrennter und abgebogener Leiter nach der Zündung
- 15
- Brennkammer, mit Treibstoffsgas gefüllt
- 16
- Reißschraube
- 17
- Kartusche
- 18
- Wand der Kartusche
- 19
- Sicke in der Kartuschenwand Ri Werkzeug
- 20
- Anzündstück, elektrisch, reib- oder schlagempfindlich
- 21
- Wandnahe Kontaktierung der Anzündeinrichtung
- 22
- Treibstoffisolation
- 23
- Treibstoff, freistehend in der Brennkammer
- 24
- Treibstoff, die Brennkammer voll ausfüllend
- 25
- Treibstoff, die Brennkammer voll ausfüllend mit Innenstruktur
- 26
- Isolation der Brennkammer
- 27
- Treibstoffkörner, in die Brennkammer einfach eingefüllt
- 28
- Treibstoff, tablettiert vertikal (Tablettenstangen)
- 29
- Treibstoff, tablettiert horizontal
- 30
- Treibstoff, Granulat in Gitterkäfig
- 31
- Treibstoffträger
- 32
- Glühdraht gewendelt als Anzündeinrichtung
- 33
- Isolation der Mittelelektrode
- 34
- Glühdrahtknäuel als Anzündeinrichtung
- 35
- Kontaktierung der Anzündeinrichtung an der Mittelelektrode
- 36
- Buchse im Werkzeug für Mittelelektrode
- 37
- Elektrode
- 38
- Mittelelektrode
- 39
- Buchse in der Isolation der Mittelelektrode für die Aufnahme der Mittelelektrode
- 40
- Plättchen aus Explosivstoff
- 41
- Übertragerstift für Stoßenergie, äußerer Teil
- 42
- Verankerung
des Übertragerstifts
in der Elektrodenisolation (
33 ) - 43
- Federdraht
- 44
- Verankerung des Federdrahts
- 45
- Reibdraht
- 46
- Handzugschlaufe für Reibdraht
- 47
- Übertragerstift für Stoßenergie, innerer Teil
- 48
- Trägerstift für Explosivstoffplättchen
- 49
- Öffnung in Kartuschenwand für Laserstrahl
- 50
- Laserdiode
- 51
- Emittierter Laserstrahl
- 52
- Optisch durchlässiges Fenstermaterial
- 53
- Lichtleitfaser
- 54
- Aufnahme für Reißschraube im Werkzeug
- 55
- Verjüngung in
der Reißschraube
16 - 56
- Bördelung der Kartuschenwand in die Werkzeugnut
- 57
- Formnut in Werkzeug für dessen Verdämmung/Halterung
- 58
- Schocktube, TLX bzw. AZÜL (Anzündübertragungsleitung)
- 59
- Verstärkerladung für die kleine Flamme aus der Schocktube
- 60
- Scheibe zur Lagerung des Übertragungsstiftes
- 61
- Schlagbolzen
Claims (31)
- Vorrichtung zum definierten und schnellen Trennen von elektrischen Starkstromkreisen mit einem freifliegenden, durch heiße Gase angetriebenen Werkzeug, das entlang einer Beschleunigungsstrecke Geschwindigkeit und damit Impuls aufnimmt, dann auf den zu trennenden stromdurchflossenen Leiter auftrifft und dabei dort sowohl seine inzwischen aufgesammelte kinetische Energie freisetzt, als auch in herkömmlicher Weise die aus dem Produkt von Querschnittsfläche des Werkzeugs mal darauf einwirkendem Gasdruck zur Trennung und zum Voneinanderentfernen der geschnittenen Leiterteile verwendet, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus einem elektrischen Nichtleiter besteht, und dass in eine Brennkammer eine aus einem Thermit bestehende Heizmischung eingebracht wird, die durch Aufheizung von ebenfalls eingebrachten inerten oder teilinerten Stützstoffen den Gasdruck erzeugt und die Stützstoffe gleichzeitig die Temperatur in der Brennkammer senken und den schiebenden Charakter der heißen Gase verstärken.
- Vorrichtung zum definierten und schnellen Trennen von elektrischen Starkstromkreisen mit einem freifliegenden, durch heiße Gase angetriebenen Werkzeug, das entlang einer Beschleunigungsstrecke Geschwindigkeit und damit Impuls aufnimmt, dann auf den zu trennenden stromdurchflossenen Leiter auftrifft und dabei dort sowohl seine inzwischen aufgesammelte kinetische Energie freisetzt, als auch in herkömmlicher Weise die aus dem Produkt von Querschnittsfläche des Werkzeugs mal darauf einwirkendem Gasdruck zur Trennung und zum Voneinanderentfernen der geschnittenen Leiterteile verwendet, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug vornehmlich aus einem relativ zum Leitermaterial schlechten elektrischen Leiter besteht, sodaß der Stromfluß nicht vollständig unterbrochen wird, sondern mit relativ großem Übergangswiderstand gering aufrecht erhalten wird. dass in eine Brennkammer eine aus einem Thermit bestehende Heizmischung eingebracht wird, die durch Aufheizung von ebenfalls eingebrachten inerten oder teilinerten Stützstoffen den Gasdruck erzeugt und die Stützstoffe gleichzeitig die Temperatur in der Brennkammer senken und den schiebenden Charakter der heißen Gase verstärken.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug so auftrifft, daß es den Leiter abschert oder anbricht und einen Teil wie einen Biegestab verformt und damit beide Querschnitte voneinander entfernt.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug so auftrifft, daß es den Leiter entsprechend seinem Querschnitt einfach ausstanzt.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus Kunststoff oder einer schlagzähen Keramik
- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus Stahl oder einer anderen Metall- oder Metall-Kunststoff- oder einer Metall-Keramik-Verbindung besteht.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer durch einen Schutzzylinder (
1 ) vorzugsweise aus Stahl so verstärkt ist, daß das Gehäuse (5 ) nur mehr eine geringe mechanische Belastung durch den in der Brennkammer herrschenden hohen Gasdruck aushalten muß. - Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebrachten inerten oder teilinerten Stützstoffe Fett, Wasser oder Öl sind.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug durch eine Reißschraube so verdämmt wird, daß es sich erst bei einem definierten Brennkammerdruck bewegen kann.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug durch einen Haltestift so verdämmt wird, daß es sich erst bei einem definierten Brennkammerdruck bewegen kann.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug durch eine Bördelung so verdämmt wird, daß es sich erst bei einem definierten Brennkammerdruck bewegen kann.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug durch eine Sickenbildung so verdämmt wird, daß es sich erst bei einem definierten Brennkammerdruck bewegen kann.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug zusammen mit der Treibstoff mit oder ohne Anzündeinrichtung in einer Kartusche untergebracht ist, um so einfach eine Aufgabenteilung bei der Fertigung zu erreichen, Kartusche mit oder ohne bodenseitigen Rand.
- Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kartuschenwandung ziehamonikaartig ausgebildet ist und damit das Werkzeug starr mit der Kartuschenwand verbunden sein und trotzdem Richtung Leiter fliegen kann, wo bei hierbei die Wandung dann ziehamonikaartig auseinandergezogen wird, aber alle Bauteile weiter fest miteinander verbunden sind, sodaß damit einfachst eine vollkommen hermetische Abdichtung des Brennkammerraums verifiziert werden kann.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermit durch ein herkömmliches elektrisch initiiertes Zünd- oder Anzündstück angezündet wird.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermit durch einen einfachen, geraden oder gewendelten Glühdraht angezündet wird, wobei dieser entweder frei tragend ausgeführt sein kann, oder auf einer Platine quasi gedruckt oder einfach um diese herum geführt sein kann und bei Stromdurchgang abschnittsweise verdampft und danach bei weiterem Stromdurchgang ein zündendes Plasma zieht.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermit durch eine Mittelelektrode (
38 ) angezündet wird, die bei Stromdurchgang aufreißt und danach bei weiterem Stromdurchgang ein zündendes Plasma zieht. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermit durch ein Plättchen (
40 ) aus primärem Explosivstoff angezündet wird, das durch einen definierten Schlag zündet. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermit durch ein Plättchen (
40 ) aus primärem Explosivstoff angezündet wird, das durch eine Laserdiode durch die Brennkammer- bzw. Kartuschenwand hindurch gezündet wird. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermit durch ein Plättchen (
40 ) aus primärem Explosivstoff angezündet wird, das durch eine Laserdiode durch den Brennkammer- bzw. Kartuschenboden hindurch gezündet wird. - Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtenergie mittels Lichtleitfaser durch die Brennkammerwand oder den Brennkammerboden eingeleitet wird.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermit durch ein reibempfindliches Zünd- oder Anzündstück angezündet wird.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermit durch ein stoßempfindliches Zünd- oder Anzündstück durch einen Schlagbolzen angezündet wird.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermit durch die Verstärkerladung (
59 ) am Ende einer Schocktube (58 ) angezündet wird. - Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermit und die Stützstoffe pulverförmig sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermit mit den Stützstoffen Formkörper bilden, d. h. aus Teilchen mit Innen und/oder Innen- und/oder Außenstruktur bestehen, um damit den Massenstrom, damit den Brennkammerdruck und damit die Beschleunigung des Werkzeugs optimieren und sogar vorher quasi vorprogrammieren zu können.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermit und die Stützstoffe einen Formkörper bilden, der frei in der Brennkammer stehend angebracht ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermit und die Stützstoffe einen Formkörper bilden, der in die Brennkammer eingepreßt oder eingegossen ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper eine Innenstruktur aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (
5 ) ganz oder teilweise aus elektrisch nichtleitendem oder verglichen mit dem Leitermaterial aus elektrisch schlecht leitendem Material besteht. - Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (
5 ) in einem Stück gefertigt ist oder aus mehreren Baugruppen zusammengesetzt wird.
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MEYER R.: Explosivstoffe. VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 6 Aufl. 1985, ISBN 3-527-26297-0, S. 183 und S. 297 RHEINMETALL: Waffentechnisches Taschenbuch. Rheinmetall GmbH, Düsseldorf, 4. Aufl., 1977, S. 574-577, 584-585 |
RHEINMETALL: Waffentechnisches Taschenbuch. Rheinmetall GmbH, Düsseldorf, 4. Aufl., 1977, S. 574-577, 584-585 * |
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