DE4430284A1 - Einrichtung für Kraftfahrzeuge zur unfallbedingten Trennung einer elektrischen Energiequelle von einem Bordnetz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Hauptpatent . . . (Anmeldung P 44 13 847).

Das Hauptpatent beschreibt eine Einrichtung, bei der in einem durch einen Unfallsensor signalisierten Notfall ein Trennmittel aktiviert wird, das beispielsweise gleich hinter dem Pluspol ei­ ner Batterie das Stromkabel auftrennt. Zur Erzielung möglichst schneller Reaktionszeiten wird das den Stromfluß unterbrechende Trennmittel mit Treibenergie beaufschlagt. Die nach einem Fahr­ zeugunfall erfolgende Freisetzung der Treibenergie wird durch wenigstens einen Unfallsensor ausgelöst, der auch einer anderen Sicherheitseinrichtung wie Gurtstrammer, Überrollbügel oder Air­ bag zugeordnet sein kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung gemäß dem Hauptpatent unter Beibehaltung ihrer positiven Eigenschaften im Hinblick auf einen vereinfachten Aufbau weiterzuentwickeln.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche enthalten besonders zweck­ mäßige Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird also in die von der elektrischen Energie­ quelle zum Bordnetz des Kraftfahrzeugs führende Stromleitung ein Sollbruchkörper integriert, durch den der für das Bordnetz benö­ tigte Strom hindurchfließt. Darüber hinaus ist dieser Sollbruch­ körper mit Treibenergie beaufschlagbar, so daß er innerhalb der Abschalteinrichtung die Funktion eines Trennmittels übernimmt.

Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung ist der Sollbruchkörper nach der Art einer Hülse gebildet, die als Sollbruchstelle eine umlaufende Ringnut aufweist. In das Innere der Hülse ist eine das Treibmittel enthaltende Sprengkap­ sel einschraubbar, die ihrerseits durch Signale des Unfallsen­ sors aktivierbar ist. Der Sollbruchkörper dient somit gleichzei­ tig als Halterungselement für die Sprengkapsel. Über die zuvor beschriebenen Funktionsumfänge hinaus kann außerdem der Soll­ bruchkörper auch noch als Verbindungsmittel dienen, um bei­ spielsweise eine an der elektrischen Energiequelle befestigbare Polklemme mit einer Kontaktplatte eines Stromkabels zu koppeln.

Der zuvor beschriebene Funktionsumfang kann ohne eine nennens­ werte Bauraumaufwand im Batterieklemmenbereich erzielt werden. Insbesondere die Nähe zur Polklemme bewirkt, daß die Unter­ brechung der Stromleitung ganz dicht am Batteriepol erfolgt und somit für die eigentliche Abschalteinrichtung keine zusätzlichen Stromleitungen verlegt werden müssen. Außerdem wird dadurch si­ chergestellt, daß nach der Betätigung der Sprengkapsel nicht durch lose umherliegende Batteriekabel weitere Kurzschlüsse erz­ eugt werden können. In der hülsenförmigen Ausgestaltung des Sollbruchkörpers ist noch als wesentlicher Vorteil herauszustel­ len, daß nach einer Aktivierung der Sprengkapsel das Treibmittel gerichtet aus der Hülse heraustritt, und zwar genau in Richtung eines beim Aufbruch der Sollbruchstelle ggf. entstehenden Licht­ bogens. Dieser Lichtbogen wird durch das Treibmittel zuverlässig ausgeblasen. Zur Dämpfung der Explosionswirkung kann zwischen der Kontaktplatte und der Polklemme als federndes Isolationsele­ ment beispielsweise ein vorgespannter Gummiblock vorgesehen wer­ den, der nach der Explosion die zuvor verbundenen Teile zuver­ lässig auseinanderpreßt.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Man erkennt dort als Energie­ quelle eine in Ausschnitten dargestellte Batterie 1, die über eine hier nicht weiter bezifferte Abschalteinrichtung und ein Stromkabel 2 mit einem hier ebenfalls nicht weiter dargestellten Bordnetz verbindbar ist. Zur Abschalteinrichtung gehören hier eine Polklemme 3, eine Gummikompresse 4, eine als Sollbruchkör­ per ausgebildete Hülse 5, eine mit dieser verbindbare Spreng­ kapsel 6 und eine als Potentialverteiler ausgebildete Kontakt­ platte 7. Neben dem Stromkabel 2 ist auch eine Masseleitung 8 an dieser befestigt. Zur Erzeugung einer Sollbruchstelle weist die Hülse 5 eine umlaufende Ringnut 9 auf, deren Abstand von einer umlaufenden Anschlagsschulter 10 dem Betrage nach geringfügig größer ist als die Dicke der Kontaktplatte 7. Die Hülse 5 kann durch eine erste Öffnung 11 hindurchgesteckt und zur Verbindung mit der Polklemme 3 in eine zweite Öffnung 12 hineingesteckt werden. Die Verbindung der Elemente Polklemme 3, Kontaktplatte 7 und Hülse 5 kann grundsätzlich form-, reib- oder stoffschlüssig erfolgen. Als besonderes vorteilhaft herausgestellt hat sich ei­ ne Verlötung der Hülse 5 sowohl mit der Polklemme 3 als auch mit der Kontaktplatte 7. Die aus einem elastischen Isolations­ material gehaltene Gummikompresse 4 weist Haltenuten 13, 14 auf, welche eine Steckverbindung mit an der Polklemme 3 angeformten Profilleisten 15 und 16 ermöglichen. Außerdem ist in der Gummi­ kompresse 4 eine dritte Öffnung 17 vorgesehen, durch die die Hülse 5 ebenfalls hindurchsteckbar ist. Die Verbindung von Pol­ klemme 3 und Kontaktplatte 7 erfolgt in der Weise, daß die Gum­ mikompresse 4 gestaucht wird und so im eingebauten Zustand unter Vorspannung steht.

Wird beispielsweise durch die Signale eines Unfallsensors 18 über eine Signalleitung 19 die Sprengkapsel 6 aktiviert, ent­ steht in der Hülse 5 ein so großer Druck, daß diese im Bereich der Sollbruchstelle 9 bricht. Gegebenenfalls beim Aufbrechen entstehende Lichtbögen werden durch das ausströmende Treibmittel zuverlässig ausgeblasen. Die unter Vorspannung stehende Gum­ mikompresse 4 weitet sich auf und sorgt so zuverlässig für eine räumliche Trennung der Kontaktplatte 7 von der Polklemme 3. Durch ihre isolierende Wirkung wird gleichzeitig sichergestellt, daß durch eine Rückfallbewegung der Kontaktplatte 7 keinerlei leitende Verbindung zur Batterie 1 mehr hergestellt werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Denkbar ist beispielsweise auch eine einteilige Ausgestaltung von Polklemme 3 und Kontaktplatte 7, wobei die einzelnen Funktionsbereiche dann durch Sollbruchab­ schnitte voneinander getrennt sind. Letztere können durch ge­ zielte Materialschwächungen oder durch Schweißpunkte gebildet sein und sind ebenfalls durch eine Sprengkapsel gezielt beauf­ schlagbar.

Der Zündzeitpunkt für die Sprengkapsel ist von einem hier nicht weiter dargestellten Steuergerät so zu bestimmen, daß erst nach vollständiger Aktivierung von Sicherheitselementen wie Airbag und Gurtstrammern die Abkoppelung der Batterie 1 vom Bordnetz erfolgt. Diesel Umstand ist gerade im Hinblick auf die mit der Sprengkapsel erzielbare Schnelligkeit der Stromkreisunter­ brechung von besonderer Bedeutung. Da für die erfindungsgemäße Abschalteinrichtung kein zusätzlicher Leitungsaufwand betrieben werden muß und weitestgehend auf handelsübliche Normteile zu­ rückgegriffen werden kann, ist mit einem nur geringen Kosten­ aufwand eine sichere Abkoppelung der Batterie 1 vom Bordnetz nach einem Unfall möglich. Hervorzuheben ist auch, daß beim Nor­ malbetrieb des Fahrzeugs die Hülse 5 keinen Spannungsabfall erz­ eugt, wie er sonst bei Kontaktschaltern üblich ist.

Claims (7)

1. Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer von wenigstens einem Unfallsensor (18) beaufschlagbaren Abschalt­ einrichtung, durch die eine elektrische Energiequelle von ei­ nem Bordnetz des Kraftfahrzeugs abtrennbar ist, und die ein mit Treibenergie beaufschlagbares Trennmittel aufweist, durch das ein zum Bordnetz gehörender Stromleiter in einer zur Un­ terbrechung des Stromflusses führenden Weise zumindest teil­ weise auftrennbar ist, nach Patent . . . (Patentanmeldung P 44 13 847), dadurch gekennzeichnet, daß als Trennmittel ein mit Treibenergie beaufschlagbarer und als Stromleiter wirksamer Sollbruchkörper (Hülse 5) vorgesehen ist.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sollbruchkörper (Hülse 5) ein Verbindungsmittel ist, durch das wenigstens zwei verschiedene Stromleiter mit­ einander verbindbar sind.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sollbruchkörper nach Art einer Hülse (5) ausge­ bildet ist und als Sollbruchstelle eine zumindest teilweise umlaufende Ringnut (9) aufweist.

4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hülse (5) mit einer das Treibmittel enthaltenden Sprengkapsel (6) verbindbar ist.

5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sprengkapsel (6) in die Hülse (5) einschraubbar ist.

6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch die Hülse (5) ein stiftartiges Verbin­ dungselement gebildet ist, durch das eine an der Energiequel­ le befestigte Klemme (Polklemme 3) und eine mit einem Strom­ kabel (8) verbundene Kontaktplatte (7) miteinander verbindbar sind.

7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen der Klemme (Polklemme 3) und der Kontakt platte (7) ein vorgespanntes Deformationsglied (4) angeordnet ist.