EP1141986A1 - Disconnect switch - Google Patents

Disconnect switch

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Publication number
EP1141986A1
EP1141986A1 EP99963274A EP99963274A EP1141986A1 EP 1141986 A1 EP1141986 A1 EP 1141986A1 EP 99963274 A EP99963274 A EP 99963274A EP 99963274 A EP99963274 A EP 99963274A EP 1141986 A1 EP1141986 A1 EP 1141986A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
spring
thermocouple
disconnector according
lever
Prior art date
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Granted
Application number
EP99963274A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1141986B1 (en
Inventor
Matthias Kroeker
Thomas HÄHNEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TE Connectivity Solutions GmbH
Original Assignee
Siemens Electromechanical Components GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Electromechanical Components GmbH and Co KG filed Critical Siemens Electromechanical Components GmbH and Co KG
Publication of EP1141986A1 publication Critical patent/EP1141986A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1141986B1 publication Critical patent/EP1141986B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/08—Terminals; Connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/32—Thermally-sensitive members
    • H01H37/323—Thermally-sensitive members making use of shape memory materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/58—Electric connections to or between contacts; Terminals
    • H01H2001/5877—Electric connections to or between contacts; Terminals with provisions for direct mounting on a battery pole

Definitions

  • the invention relates to a disconnector for the load circuit of a vehicle battery with the following features:
  • a contact carrier which carries a movable contact and can be switched between an open position and a closed position and is spring-biased into the open position
  • Such a circuit breaker has already been described in DE 197 01 933 Cl.
  • This known disconnector has a contact rocker as a contact carrier, which is rotatably mounted in the housing and carries the movable contact indirectly via a contact spring acting as a lever arm.
  • a tear spring is provided to return the contact rocker to the open position.
  • the locking mechanism consists of an actuating arm and a pawl, the pawl locking the actuating arm on the contact rocker and the actuating arm biasing the contact rocker in its closed position.
  • An electromagnet system with an armature, which is coupled to the pawl, is used as a means for opening the locking mechanism.
  • the magnetic system is energized to open, whereby the pawl unlocks the actuating arm and the contact rocker is brought into the open position by the tear spring.
  • the locking mechanism consists of a toggle lever tensioning device, the armature of the electromagnet system acting on the central knee joint to open the locking mechanism.
  • the movable contact is arranged on a contact rocker and one as a locking mechanism between the contact rocker and a fixed bearing
  • Buckle spring clamped In the switched-on state, the articulated spring is almost stretched and biases the contact rocker into its switched-on position.
  • a magnet system is also used as the means for opening the locking mechanism, the armature of which acts on the central region of the buckling spring. If the locking mechanism is to be released, the electromagnet system is actuated and the armature moves the buckling spring past its dead center, so that it bends sideways and the contact rocker jumps into the open position.
  • the locking mechanism is released via the armature of an electromagnetic system.
  • the electromagnet system When used in a vehicle battery, the electromagnet system has the disadvantage that the armature of the electromagnet system can also move without excitation in the event of strong impacts and there is therefore a risk that the load circuit can be switched off unintentionally. Furthermore, the electromagnetic system takes up a high proportion of the weight and the total manufacturing costs of the disconnector. In motor vehicle construction in particular, efforts are being made to keep the weight as low as possible and to reduce the costs of small components due to the large number of items. From DE 32 32 466 AI a switching arrangement in motor vehicles is known in which a relay contact is designed as an overcurrent protection.
  • the fuse consists of a fixed and a movable contact, the latter being arranged at the end of a cantilevered hot wire and pressed against the fixed contact by a spring.
  • the spring is arcuate and fixed on one side with the hot wire in a holder and on the other side with its free end of the hot wire so that it presses the movable contact against the fixed contact.
  • the hot wire heats up and contracts. Due to the contraction of the hot wire, the arcuate spring jumps into the opposite deflection and thereby opens the contact.
  • the invention has for its object to provide a disconnect switch for the load circuit of a vehicle battery, which is inexpensive to manufacture, has a low weight and is less prone to shock than the electromagnetic systems.
  • Means for opening the locking mechanism is a thermocouple made of a shape memory alloy, which contracts when heated.
  • thermocouple is connected to a sensor system which, for example in the event of a short circuit or a vehicle impact, applies current to it.
  • the current warms up the thermocouple and opens by its contraction the United ⁇ latching mechanism.
  • thermocouple is inexpensive to buy has a low weight and is therefore not wovenansoci ⁇ lig.
  • thermocouple in a disconnector for the load circuit of a vehicle battery.
  • a preferred locking mechanism has a tensioning element which in its extended position presses the movable contact against the fixed contact, the thermocouple acting on the tensioning element in such a way that the locking element opens out laterally to open the locking mechanism.
  • the locking mechanism is designed as a toggle lever tensioning device, the tensioning element consisting of a first lever engaging the contact carrier and a second lever mounted in the housing, which are connected via a middle knee joint to form a toggle lever which, in an approximately stretched state, the contact carrier locked in its closed position.
  • the movable contact is arranged on a contact rocker which can be pivoted between a closed position and an open position and is biased in the open position by a tear spring.
  • a buckling spring is clamped as a tensioning element between the contact rocker and a fixed bearing, the central region of which acts on the thermocouple.
  • the buckling spring points against the effective direction of the A preferred deflection on the thermocouple, this deflection by the thermocouple being limited to a dimension that is smaller than the change in length of the thermocouple.
  • the almost elongated buckling spring biases the contact rocker into its switched-on position, while when the thermocouple responds, the buckling spring is moved past its dead center by the contraction of the thermocouple and is bent back into the off position by the pull-open spring while simultaneously moving the contact rocker.
  • thermocouple advantageously engages via an actuating arm on the tensioning element designed as a toggle lever or as an articulated spring, in a preferred embodiment the actuating arm is also simultaneously designed as a return spring for the thermocouple.
  • the locking mechanism has a displaceable pin and a pivotable lever, the pin pressing the contact carrier with the movable contact into its closed position.
  • the pivotable lever locks the pin in its closed position and is pivoted to open the isolating switch by the contraction of a thermocouple that engages this lever so that it releases the displaceable pin, whereupon the pretensioned contact carrier pivots into the open position and the Pen moves.
  • the unlocking force can be greatly reduced by the length of the sliding lever. If the contraction of the thermocouple is not sufficient to deflect the lever, it is advantageously deflected several times via deflection rollers, so that a longer length of the thermocouple and thus a greater change in length is available during the contraction.
  • thermocouple as a means for opening the locking mechanism has the advantage that it takes up much less space than the electromagnet system and thus the entire isolating switch can be arranged much more easily in a housing which is adapted to a pole terminal of the vehicle battery and saves the pole terminal itself .
  • the space saving enables that additional components, such as. B. sensors or an electrical evaluation circuit can be arranged.
  • FIG. 1 shows the individual assemblies of a first embodiment of a disconnector designed according to the invention in a perspective view
  • FIG. 2 shows the clamping mechanism assembly with thermocouple of the disconnector from FIG. 1 in a partially assembled state
  • FIG. 3 shows the pole terminal assembly from FIG. 1 in the semi-assembled state
  • FIG. 4 shows a plan view of the disconnector from FIG. 1
  • 5 shows the disconnector from FIG. 1 in the assembled state, but with the cover open
  • FIG. 6 shows an alternative embodiment of a disconnector in a housing, only the base of which is shown
  • FIG. 7 shows the disconnector from FIG. 6 in an exploded view
  • FIG. 8 the clamping mechanism of the disconnector from FIG. 6 in an exploded view
  • FIG. 9 shows the isolating switch from FIG. 6 in a top view with a simplified illustration in the area of the tensioning mechanism
  • FIG. 10 shows a simplified sketch of the isolating switch of FIG. 6 after manual switch-off
  • FIG. 11 shows a simplified sketch of the disconnector from FIG. 6 after automatic switch-off
  • FIG. 12 shows a third embodiment of a disconnector in a schematic illustration
  • FIG. 13 shows a disconnector according to FIG. 12 in the open state
  • FIG. 14 shows a part of the disconnector according to FIG. 12 in one position during the closing movement.
  • the disconnector shown in Figures 1 to 5 has a particularly simple structure. It is housed in a plastic housing 1, which is connected to a pole terminal assembly 2 is bound. From above in the plastic housing 1 an S clamping assembly 3 is used, which interacts with an integrated thermocouple 4. In addition, an input conductor 5 and an output conductor 6 are inserted into the housing. Finally, the housing can 1 from the upper side with egg ⁇ nem lid 7 sealed ( Figure 5).
  • the plastic housing 1 has a switching space 11 which is delimited by a base plate and side walls and which accommodates the functional parts of the disconnector.
  • a space for receiving a pole terminal 21 is also recessed within the plastic housing by means of a curved partition wall 12. Since the cover 7 also has a corresponding recess 71, the closed and sealed housing with the isolating switch can be placed on the battery terminal with the pole terminal 21 in such a way that the pole terminal or a corresponding clamping screw 22 remain accessible from the outside.
  • the pole terminal 21 interacts with a terminal shoe 27 which is riveted to a base plate 24 made of sheet metal. At the front end, this lies with a U-bend 25 on the pole clamp 21, where it is fixed via the clamping screw 22.
  • the plastic housing 1 is placed on the base plate 24 and hot stamped, as a result of which the entire battery isolating switch is supported on both sides on the pole terminal.
  • the base plate also has a continuous, vertical bend on the front for better transverse reinforcement.
  • a round pin 26 is cast onto the pole terminal shoe 27 and protrudes upward through the plastic housing 1 into the switch compartment 11. About this pin 26 is the
  • This input conductor 5 consists of copper sheet and is bent in a U-shape.
  • a leg 51 is plugged with a round hole 52 on the pin 26 and riveted.
  • the round cross section of the pin 26 is sealed against the bottom of the housing 1 by an O-ring 53 in a wash-tight manner.
  • On the leg 51 d is input conductor 5 is also a ferrite ring 54 angeord ⁇ net in whose slot is a current sensor, preferably a Hall sensor, is inserted for monitoring of the battery current (not shown).
  • the current sensor can be soldered directly onto a (not shown) vertically installed circuit board.
  • the electronics of such a circuit board are used, for example, to evaluate the short-circuit signal or to display the battery current detected by the current sensor for battery management.
  • a strand 10 for forwarding the current to a movable contact 81 is welded onto a leg of the input conductor 5 which is bent vertically.
  • This movable contact 81 is fastened in a contact spring 8 which is clamped fixed to the housing.
  • the strand 10 is two superimposed flat strands, which ensures good flexibility with large conductor cross sections in the actuation direction of the contact 81.
  • the contact spring 8 is designed as a flat spring clamped on one side; the contact tearing force, the contact path and the contact force and the overstroke are applied via this spring; this part thus takes over the functions of a contact spring, a return spring and a contact rocker.
  • the movable contact 81 is fastened approximately in the middle of the free spring length of the contact spring 8.
  • the free spring end 82 is bent and formed into a hook 83 with which the contact spring is in engagement with the tensioning mechanism.
  • the tensioning mechanism assembly 3 consists of a toggle lever tensioning mechanism which is arranged on a carrier plate 31.
  • the contact spring 8 is fastened to a tab 38 of the carrier plate 31 which is bent vertically upward.
  • a square pin 39 is bent vertically upward from the support plate 31 and serves as a fixed pivot point for the clamping mechanism.
  • the toggle lever of the tensioning mechanism is accordingly bent sheet metal parts, namely a first lever 32 and a second lever 33 are formed.
  • first lever 32 two hinge pins 32a are cut free, which lie in the hinge holes of the U-shaped second toggle lever 33 and form a middle knee joint 37 with them.
  • the second toggle lever 33 has further articulated holes 33b, with which this second lever is mounted on the square pin 39 mentioned.
  • the first lever 32 has at its outer end, ie the end facing away from the middle knee joint, an eyelet-shaped recess 32b which engages with the hook-shaped end section 83 of the contact spring 8.
  • the respective hinge pins or the eyelet edge of the first lever rest with their edges when the knee joint is in a tensioned state.
  • the thermocouple 4 is stretched in the form of a wire within the tensioning assembly between a suspension 41 and an actuating arm 42.
  • the suspension 41 is a tab that projects perpendicular to the carrier plate 31 of the tensioning mechanism assembly.
  • the actuating arm 42 is arranged on the opposite side of the toggle lever system on a tab 34 which is bent upwards perpendicularly to the carrier plate 31 and acts on the toggle lever system in the direction of buckling.
  • In the tab 34 there is a recess 34a, through which the end of the cranked actuating arm acts on the knee joint 37 and through which the thermocouple is guided from the suspension 41 to the actuating arm 42.
  • An additional bracket 43 is provided on the actuating arm 42 for fastening the thermocouple.
  • the actuating arm 42 is resilient so that it always biases the thermocouple with a certain spring force.
  • the tab 34 serves on the opposite ü b succumbing side of the actuating arm 42 as a contact edge of the toggle lever clamping station in the tensioned state.
  • thermocouple 4 To trigger the tensioning mechanism, the thermocouple 4 is energized via two lines, not shown. As a result of the current, the thermocouple heats up and contracts. By contraction of the thermocouple, the end face of the cranked actuating arm 42 is pressed onto the second lever 33 at the level of the knee joint 37. The actuating arm 42 pushes the knee joint 37 past its dead center and is then completely pushed through due to the restoring force of the contact spring 8.
  • a switching lug 35 is bent upwards behind the frame-fixed swivel joint on the pin 39, which protrudes upwards through a hole 72 in the cover 7 or is accessible from the outside and thus serves for manual switching on and off.
  • the switching flag 35 can be flipped over in order to tension the toggle lever again and to close the contact spring again (manual reclosure after electrical triggering).
  • manual shutdown is also possible.
  • the switching flag 35 is located in a recessed area in the cover, which can be sealed to the outside with a sealing plug 73. This plug 73 can also be sealed to prevent restarting when a short circuit persists; in this case it is ensured that not the user of a vehicle, but only the workshop personnel can switch the load circuit on again after the short circuit has been eliminated or the circuit has been checked.
  • the already mentioned output conductor 6 is attached to the outside of the housing 1.
  • This is L-shaped, one leg 61 being fastened via a sawtooth contour in a corresponding pocket on the outside of the housing 1, while one leg 62 is hot stamped on the housing is fixed.
  • This fixation absorbs the forces of a battery cable screwed to the output conductor 6 via a bolt 63; at the same time, the entire housing is stiffened by the L-shaped bend of the output conductor.
  • a fixed contact 64 is fastened to the leg 62 from the inside and protrudes through a round opening 15 into the interior of the housing.
  • the bushing 15 for this fixed contact 64 is sealed with an O-ring 16, so that the housing is closed in a wash-tight manner also at this point.
  • the fixed contact 64 consists, for example, of a round copper part with a plated or welded contact material.
  • An additional emergency power connection 9 is also arranged on the housing 1 and connected to the input conductor 5. It is used to maintain emergency power circuits, for example for a hazard warning system, even after the disconnector has been triggered.
  • thermocouple 4 is stretched again by the restoring force of the resilient actuating arm 42.
  • FIGS. 6 to 11 An alternative embodiment of the invention is shown in FIGS. 6 to 11.
  • This battery isolating switch has a housing with a housing base 111 and a housing cap 112, which is adapted to the free space of a car battery in the area of a connection terminal. Accordingly, the housing has a recess 113 for the battery terminal 114, which has a known structure and can be clamped by means of a screw 115 on a battery pole, normally the positive pole of a vehicle battery. Via an extension 116, the battery terminal 114 is connected to an input conductor 117, which is made in the form of a rail from a highly conductive material and can be inserted in one piece with a base plate 117a into a switching space 119 formed by the housing base 111.
  • An emergency power connection 117b is also formed on this input conductor, via which a supply of the safety-relevant functions, for example hazard warning lights, car telephones, etc., can be ensured with a low current requirement even after the battery isolating switch has responded.
  • An output conductor 120 is arranged beneath the housing base 111, which is separated from the input conductor 117 by the insulating base 111 and in the present example has two connections 120a and 120b for load circuits. Furthermore, a contact carrier 120c is integrally attached to the output conductor. forms, which is guided through an opening in the housing base 111 into the control room and carries a fixed contact 121.
  • the base plate 117a is fastened to the housing base 111 by means of various screws 122 and insulating washers 123
  • FIG. 7 and also has a bent support plate 124 to which a strand 125 is welded, which is connected at its other end to a movable contact 126.
  • This movable contact 126 is carried by a contact spring 127a, which is formed in one piece with a tear-open spring 127b by a flat form spring 127 and is fastened to a contact rocker 128.
  • the contact rocker 128 is pivotally mounted on a journal 148.
  • the tear spring 127b is biased towards a contact opening and its free end is supported on the support plate 124.
  • the actual release system is arranged in the control room 119. It consists of a thermocouple 104 in the form of a wire, which is stretched between a holder 129 and an actuating arm 130.
  • the bracket 129 is designed as a pin which is attached to the base plate 117a via a flat bracket 134.
  • the console 134 is preferably made of insulating material and has on one side a vertically raised contact wall 135 which extends essentially perpendicular to the thermocouple. A recess 135a is formed in the contact wall 135, through which the thermocouple passes.
  • a deflection 131 is arranged on the bracket 134, which is positioned such that the thermocouple 104 extends essentially perpendicularly through the recess 135a in the contact wall 135.
  • a guide pin 136 for a slide 137 and a bearing axis 138 for a switch button 139 are also fastened on the base plate 117a.
  • the slide 137 which is bent in a U-shape from sheet metal, forms with its front edges a vertical notch 137a which is parallel to a corresponding notch 128a is opposite a rocker switch 128.
  • a buckling spring 141 is longitudinally biased ⁇ ; it is pressed against the slide 137 by the force of the contact spring 127a and the tear spring 127b.
  • the buckling spring 141 is arranged between the deflection 131 and the contact wall 135 and has an opening 141a, through which the thermocouple 104 is passed.
  • the buckling spring 141 is slightly bent toward the abutment wall 135 and thus has a preferred deflection towards it, so that it resets in this direction after relaxation.
  • the deflection in its preferred direction is only a few tenths of a millimeter in the middle section in the switch-on position shown in FIG. 9. In this almost extended state, the buckling spring can also transmit the force exerted by the slide 137 to the contact rocker 128 and keep the contact closed against the restoring force of the tear spring 127b.
  • thermocouple a slight contraction of the thermocouple is sufficient to pull the buckling spring 141 away from the abutment wall 135 and to move it past the dead center or its stretched length so that it can bend to the opposite side.
  • the deflection is not limited on this opposite side.
  • the aforementioned rotary switch 139 which is mounted on the bearing axis 138, serves to actuate the slide. It has an eccentric driver pin 142 which slides along a driver edge 143 of the slide 137.
  • the bearing axis 138 of the rotary switch is located in the extension of the elongated articulated spring 141, and the slide 137 is guided via an elongated hole 144 on the guide pin 136 parallel to the elongated articulated spring 141, while the driving edge 143 extends approximately perpendicularly thereto.
  • this driving edge 143 is differently limited on both sides of the extension line to the buckling spring 141, so that there is an asymmetrical pivoting range.
  • the driver pin 142 When the rotary switch 139 is turned clockwise, the driver pin 142 reaches the limit 143a according to FIGS. 10 and enables the slide 137 to be returned to a retracted switch-off position under the action of the tear spring 127b.
  • the driving pin 142 assumes a position at a boundary 143b of FIG 9, which is only slightly determined with respect to the dead center, the line formed by the by the buckling spring 141, the axis of rotation and 138, offset is, so that in this position the slide is locked in an advanced switch-on position.
  • thermocouple 104 To trip the isolating switch, the thermocouple 104 is supplied with a trip signal in the form of current, which in the example shown is generated by an electronic evaluation circuit 150 which is accommodated in an electronics room 151 of the housing 111, 112. It is connected to the thermocouple 104 via lines (not shown) and receives, for example, sensor signals from an acceleration sensor which is present in the vehicle for triggering an airbag.
  • the disconnector can also be triggered in the event of an overload.
  • a current sensor in the form of a Hall element 152 is accommodated in the housing of the disconnector, which measures the load current emitted by the battery using a ferrite ring 153 which surrounds the input conductor 117. If a specified one is exceeded
  • thermocouple 104 which triggers the isolating switch.
  • Figure 9 shows the switched-on state.
  • the rotary switch 139 is rotated counterclockwise so that the driver pin 142 abuts the limit 143b and locks the slide 137 in its switched-on position.
  • the buckling spring 141 which rests on the contact wall 135, is tensioned in the longitudinal direction, whereby it the clamping force from the S chieber transferred to the contact rocker 128 by its almost stretched condition while the restoring forces of the Aufr regardingfeder 127b and the contact spring 127 overcomes.
  • the contact rocker 128 is thus in the closed position, ie the movable contact 126 is in contact with the fixed contact 121 and closes the load circuit.
  • the rotary switch 139 is turned clockwise into the position according to FIG. 10, so that the driving pin 142 in the slide 137 rests on the limit 143a, the articulated spring 141 being subjected to the force of the tear spring 127b and the contact spring 127a 10 is shifted to the left and thereby pushes the slide 137 into its retracted switch-off position.
  • the contact rocker 128 is then in its open position, abutting a stop pin 146.
  • the state according to FIG. 10 shows the contact rocker 128 in an open position, i. that is, the movable contact 126 is separated from the fixed contact 121, so the load circuit is open.
  • the load circuit can be switched on and off manually by turning the rotary switch 139 back and forth.
  • thermocouple 104 contracts and pulls the articulated spring 141 over the dead center so that it can bend to the opposite side. Since it is not limited in its deflection on this side, it is bent by the tear spring 127b in connection with the contact spring 127a to such an extent that the contact rocker assumes its opening position on the stop pin 146.
  • the buckling spring 141 is then bent as shown in FIG. 11. After termination of the current signal, the thermocouple 104 is stretched again by the actuating arm 130 designed as a return spring.
  • the buckling spring 141 remains deflected, however, and the load circuit remains open, although the rotary switch 139 with the Driving pin 142 remains switched on and holds the slide 137 in its advanced switched-on position.
  • the contact rocker For W iedereinvery the load current, the contact rocker must be tightened again. This is done by resetting the slider 137 in the off position by rotating the scarf ⁇ ter 139 initially in the clockwise direction in figure is twisted 10 degrees.
  • the buckling spring relaxes and rests against the contact wall 135 according to FIG. 10 in its preferred position. As a result of this support of the articulated spring on the contact wall, the slide stroke is transmitted to the contact rocker 128 when the slide moves further into its switch-on position according to FIG. 9, and this is tensioned thereby.
  • FIGS. 12 to 14 show a third embodiment variant of a battery isolating switch.
  • the figures show only the essential features of the battery isolating switch in a schematic form.
  • This battery isolating switch has a housing 201, shown in part, into which an input conductor 202 connected to a pole terminal, not shown, leads, which is connected via a switch contact to an output conductor 203 leading out of the housing.
  • the switch contact consists of a fixed contact 204 and a movable contact 205, which is arranged on a pivotable contact carrier 206.
  • the pivotable contact carrier 206 is biased in the open position by a spring 207 and fixed in the closed position by means of a locking mechanism.
  • the locking mechanism consists of a displaceable pin 208 which, in the closed position, opposes the contact carrier 206
  • the pin 208 is slidably received in a holder 209 and has a projection 210 and 211 above and below the holder, which are arranged such that the upper projection 210 bears against the holder 209 in the closed position and the lower projection at the open position 211 is pressed against the bracket 209 via the spring 207.
  • the pin is locked 208 via a a Ach ⁇ se 213 pivotable lever 212, the Stirnsei ⁇ te 214 of the pivotable lever 212 to the top of the Prior ⁇ jump 210 is engaged and thus the pin 208 entge- gen of Holds down force of spring 207.
  • the locking mechanism thus consists of the displaceable pin 208 and the pivotable lever 212.
  • thermocouple 215 acts on the pivotable lever at its pivotable end, the other end of which is fixed to a holder.
  • the thermocouple 215 is fixed on the input conductor 202, but is electrically insulated from it.
  • the thermocouple 215 is connected to two power lines 216 and 217, which are supplied with current in the event of a short circuit or a vehicle crash via a sensor system or an electrical evaluation circuit.
  • the thermocouple 215 is guided in a snake-shaped manner over three deflection rollers 218, as a result of which a thermocouple with a relatively large length can be used even in the smallest space.
  • thermocouple To open the locking mechanism, the thermocouple is supplied with current, as already mentioned, whereupon it contracts and swivels the lever 212 about the axis 213 and thus releases the projection 210 on the pin 208.
  • the pin 208 is pressed upwards via the contact carrier 206 and by the force of the spring 207 and the movable contact 205 also pivots upwards with the contact carrier 206, whereby the closing contact is opened.
  • the thermocouple 215 Due to the deflections 218, the thermocouple 215 is available in a large length, whereby the lever 212 can also be selected to be correspondingly long. Thus, only a small force is required to open the locking mechanism and to swing the lever 212 out. This force can be easily achieved with a thermocouple.
  • Figure 13 shows the open position of contacts 204
  • a button 219 is arranged in the housing 201, which on the one hand has a Handle 220, when pressed, pushes the displaceable pin 208 into its closed position and which at the same time engages behind the pivotable lever 212 via an L-shaped arm 221 in such a way that it is also pivoted back into its locking position.
  • the thermocouple 215 is stretched at the same time.
  • the pin 208 protrudes somewhat in the direction of the push button 219 via the upper projection 210, so that the pivotable lever 212 strikes against this protruding part when the push button 219 is pressed.
  • thermocouple 215 An over-stretching or over-stretching of the thermocouple 215 is therefore not possible.
  • the push button 219 is always pretensioned in its open position via a compression spring 222 which acts on the holder 209 and must therefore be pressed against the spring force of the spring 222.
  • the thermocouple 215 By manually stretching the thermocouple 215, the thermocouple does not have to overcome the force of a return spring during the contraction, whereby the full contraction force of the thermocouple is available.

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Abstract

The invention relates to a disconnect switch for the load circuit of a battery of a motor vehicle. Said disconnect switch has a movable contact element (81, 126, 205) and a stationary contact element (64, 121, 204). The movable contact element is fixed in a locked position by a locking mechanism. A shape-memory alloy thermoelement (4, 104, 215) is used as a means for opening the locking mechanism, said element contracting itself upon being heated.

Description

Beschreibungdescription
TrennschalterDisconnector
Die Erfindung betrifft einen Trennschalter für den Laststromkreis einer Fahrzeugbatterie mit folgenden Merkmalen:The invention relates to a disconnector for the load circuit of a vehicle battery with the following features:
- einem Gehäuse,- a housing,
- einem mit einer Polklemme verbindbaren Eingangsleiter,- an input conductor that can be connected to a pole terminal,
- einem mit dem Laststromkreis verbindbaren Ausgangsleiter, - einem feststehenden und einem beweglichen Kontakt zur Herstellung einer Schaltverbindung zwischen dem Eingangsleiter und dem Ausgangsleiter,an output conductor that can be connected to the load circuit, a fixed and a movable contact for establishing a switching connection between the input conductor and the output conductor,
- einem beweglichen Kontakt tragenden, zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition umschaltbaren, durch Federkraft in die Öffnungsposition vorgespannten Kontaktträger,a contact carrier which carries a movable contact and can be switched between an open position and a closed position and is spring-biased into the open position,
- einem Verriegelungsmechanismus, der den Kontaktträger in der geschlossenen Stellung fixiert, und- A locking mechanism that fixes the contact carrier in the closed position, and
- einem Mittel zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus.- A means for opening the locking mechanism.
Ein derartiger Trennschalter ist bereits in der DE 197 01 933 Cl beschrieben. Dieser bekannte Trennschalter besitzt als Kontaktträger eine Kontaktwippe, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist und den beweglichen Kontakt mittelbar über eine als Hebelarm wirkende Kontaktfeder trägt. Zur Rückstellung der Kontaktwippe in die Öffnungsposition ist eine Aufreißfeder vorgesehen. Der Verriegelungsmechanismus besteht aus einem Stellarm und einer Schaltklinke, wobei die Schaltklinke den Stellarm an der Kontaktwippe verriegelt und der Stellarm die Kontaktwippe in seiner Schließposition vorspannt.Such a circuit breaker has already been described in DE 197 01 933 Cl. This known disconnector has a contact rocker as a contact carrier, which is rotatably mounted in the housing and carries the movable contact indirectly via a contact spring acting as a lever arm. A tear spring is provided to return the contact rocker to the open position. The locking mechanism consists of an actuating arm and a pawl, the pawl locking the actuating arm on the contact rocker and the actuating arm biasing the contact rocker in its closed position.
Als Mittel zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus wird ein Elektromagnetsystem mit einem Anker eingesetzt, welcher mit der Schaltklinke gekoppelt ist. Zum Öffnen wird das Magnetsy- stem erregt, wodurch die Schaltklinke den Stellarm entriegelt und die Kontaktwippe durch die Aufreißfeder in die Öffnungsposition gebracht wird. Aus den noch nicht veröffentlichten Anmeldungen mit den amt¬ lichen Aktenzeichen 198 32 573.8 und 197 41 919.4 sind weitere Batterietrennschalter bekannt, bei denen zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus ein Elektromangetsystem verwendet wird.An electromagnet system with an armature, which is coupled to the pawl, is used as a means for opening the locking mechanism. The magnetic system is energized to open, whereby the pawl unlocks the actuating arm and the contact rocker is brought into the open position by the tear spring. From the not yet published applications with the office ¬ union file reference 198 32 573.8 and 197 41 919.4 additional battery disconnect switches are known in which a Elektromangetsystem is used to open the locking mechanism.
Bei der erstgenannten Anmeldung besteht der Verriegelungsmechanismus aus einem Kniehebelspannwerk, wobei der Anker des Elektromagnetsystems zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus am mittleren Kniegelenk angreift.In the first-mentioned application, the locking mechanism consists of a toggle lever tensioning device, the armature of the electromagnet system acting on the central knee joint to open the locking mechanism.
Bei der zweitgenannten Anmeldung ist der bewegliche Kontakt auf einer Kontaktwippe angeordnet und als Verriegelungsmecha- nismus zwischen der Kontaktwippe und einem Festlager eineIn the second-mentioned application, the movable contact is arranged on a contact rocker and one as a locking mechanism between the contact rocker and a fixed bearing
Knickfeder eingespannt. Im Einschaltzustand ist die Knickfeder nahezu gestreckt und spannt die Kontaktwippe in ihre Einschaltposition vor. Als Mittel zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus wird ebenfalls ein Magnetsystem verwendet, dessen Anker auf den Mittelbereich der Knickfeder einwirkt. Soll der Verriegelungsmechanismus gelöst werden, wird das Elektromagnetsystem angesteuert und der Anker bewegt die Knickfeder über ihren Totpunkt, so daß diese seitlich ausknickt und die Kontaktwippe in die Öffnungsposition springt.Buckle spring clamped. In the switched-on state, the articulated spring is almost stretched and biases the contact rocker into its switched-on position. A magnet system is also used as the means for opening the locking mechanism, the armature of which acts on the central region of the buckling spring. If the locking mechanism is to be released, the electromagnet system is actuated and the armature moves the buckling spring past its dead center, so that it bends sideways and the contact rocker jumps into the open position.
Bei allen oben genannten Trennschaltern wird der Verriegelungsmechanismus über den Anker eines Elektromagnetsystems gelöst. Bein Einsatz in einer Fahrzeugbatterie hat das Elektromagnetsystem den Nachteil, daß sich bei starken Stößen der Anker des Elektromagnetsystem auch ohne Erregung bewegen kann und somit die Gefahr besteht, daß der Laststromkreis ungewollt abgeschaltet wird. Desweiteren nimmt das Elektromagnetsystem einen hohen Anteil des Gewichts sowie der gesamten Herstellungskosten des Trennschalters ein. Insbesondere beim Kraftfahrzeugbau ist man bestrebt, das Gewicht so gering wie möglich zu halten und aufgrund der hohen Stückzahlen auch die Kosten von Kleinbauteilen zu senken. Aus der DE 32 32 466 AI ist eine Schaltanordnung in Kraftfahrzeugen bekannt, bei welcher ein Relaiskontakt als Über- stromsicherung ausgebildet ist. Die Sicherung besteht aus ei- nem festen und einem beweglichen Kontakt, wobei letzterer am Ende eines freikragenden Hitzedrahtes angeordnet ist und über eine Feder gegen des Festkontakt gedrückt wird. Die Feder ist bogenförmig ausgebildet und auf einer Seite mit dem Hitzedraht in einer Halterung festgelegt und auf der anderen Seite mit ihrem freien Ende des Hitzedrahtes so verbunden, daß sie den beweglichen Kontakt gegen den Festkontakt drückt. Bei Überstrom erwärmt sich der Hitzedraht und zieht sich zusammen. Die bogenförmige Feder springt durch die Kontraktion des Hitzedrahtes in die entgesetze Durchbiegung um und öffnet da- durch den Kontakt.In all of the above-mentioned disconnectors, the locking mechanism is released via the armature of an electromagnetic system. When used in a vehicle battery, the electromagnet system has the disadvantage that the armature of the electromagnet system can also move without excitation in the event of strong impacts and there is therefore a risk that the load circuit can be switched off unintentionally. Furthermore, the electromagnetic system takes up a high proportion of the weight and the total manufacturing costs of the disconnector. In motor vehicle construction in particular, efforts are being made to keep the weight as low as possible and to reduce the costs of small components due to the large number of items. From DE 32 32 466 AI a switching arrangement in motor vehicles is known in which a relay contact is designed as an overcurrent protection. The fuse consists of a fixed and a movable contact, the latter being arranged at the end of a cantilevered hot wire and pressed against the fixed contact by a spring. The spring is arcuate and fixed on one side with the hot wire in a holder and on the other side with its free end of the hot wire so that it presses the movable contact against the fixed contact. In the event of overcurrent, the hot wire heats up and contracts. Due to the contraction of the hot wire, the arcuate spring jumps into the opposite deflection and thereby opens the contact.
Diese Art der Überstromsicherung ist für einen Batterietrennschalter ungeeignet, da die Kontakte nur durch die Federkraft der bogenförmigen Feder aufeinandergepreßt werden und es bei hohen Strömen, wie sie beim Starten des Motors auftreten, zur Funkenbildung und somit zum Verschweißen der Kontakte kommen würde .This type of overcurrent protection is unsuitable for a battery isolating switch, since the contacts are only pressed together by the spring force of the arc-shaped spring and, at high currents, such as those that occur when the engine is started, sparking and thus welding of the contacts would occur.
Ausgehend von der DE 197 01 933 Cl liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Trennschalter für den Laststromkreis einer Fahrzeugbatterie aufzuzeigen, welcher kostengünstig herzustellen ist, ein geringes Gewicht aufweist und weniger stoßanfällig wie die Elektromagnetsysteme ist.Starting from DE 197 01 933 Cl, the invention has for its object to provide a disconnect switch for the load circuit of a vehicle battery, which is inexpensive to manufacture, has a low weight and is less prone to shock than the electromagnetic systems.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dasThis object is achieved in that the
Mittel zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus ein Thermoelement aus einer Formgedächtnislegierung ist, das sich bei Erwärmung zusammenzieht.Means for opening the locking mechanism is a thermocouple made of a shape memory alloy, which contracts when heated.
Das Thermoelement ist mit einer Sensorik verbunden, welche zum Beispiel bei einem Kurzschluß oder einem Fahrzeugaufprall dieses mit Strom beaufschlagt. Durch den Strom erwärmt sich das Thermoelement und öffnet durch seine Kontraktion den Ver¬ riegelungsmechanismus .The thermocouple is connected to a sensor system which, for example in the event of a short circuit or a vehicle impact, applies current to it. The current warms up the thermocouple and opens by its contraction the United ¬ latching mechanism.
Das Thermoelement ist kostengünstig in der Anschaffung weist ein geringes Gewicht auf und ist daher auch nicht stoßanfäl¬ lig.The thermocouple is inexpensive to buy has a low weight and is therefore not stoßanfäl ¬ lig.
Nur durch den Verriegelungsmechanismus ist es möglich, das Thermoelement in einem Trennschalter für den Lastkreis einer Fahrzeugbatterie einzusetzen. Durch die Fixierung des beweglichen Kontakts in der geschlossenen Stellung über den Verriegelungsmechanismus werden die Kontakte so stark aufeinandergepreßt, daß auch hohe Ströme, wie beim Startvorgang, fließen können.It is only through the locking mechanism that it is possible to use the thermocouple in a disconnector for the load circuit of a vehicle battery. By fixing the movable contact in the closed position via the locking mechanism, the contacts are pressed together so strongly that even high currents, such as during the starting process, can flow.
Ein bevorzugter Verriegelungsmechanismus weist ein Spannelement auf, das in seiner gestreckten Stellung den beweglichen Kontakt gegen den festen Kontakt drückt, wobei zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus das Thermoelement so auf das Spann- element einwirkt, daß dieses seitlich ausknickt.A preferred locking mechanism has a tensioning element which in its extended position presses the movable contact against the fixed contact, the thermocouple acting on the tensioning element in such a way that the locking element opens out laterally to open the locking mechanism.
In einer Ausführungsform ist der Verriegelungsmechanismus als Kniehebelspannwerk ausgebildet, wobei das Spannelement aus einem an den Kontaktträger angreifenden ersten Hebel und ei- nem im Gehäuse gelagerte zweiten Hebel besteht, die über ein mittleres Kniegelenk zu einem Kniehebel verbunden sind, welcher in annähernd gestrecktem Zustand den Kontaktträger in seiner Schließposition verriegelt.In one embodiment, the locking mechanism is designed as a toggle lever tensioning device, the tensioning element consisting of a first lever engaging the contact carrier and a second lever mounted in the housing, which are connected via a middle knee joint to form a toggle lever which, in an approximately stretched state, the contact carrier locked in its closed position.
In einer alternativen Ausführungsform ist der bewegliche Kontakt auf einer Kontaktwippe angeordnet, welche zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition schwenkbar ist und durch eine Aufreißfeder in der Öffnungsposition vorgespannt ist. Bei diesem Verriegelungsmechanismus ist als Spannelement zwischen der Kontaktwippe und einem Festlager eine Knickfeder eingespannt, auf deren Mittelbereich das Thermoelement einwirkt. Die Knickfeder weist entgegen der Wirkrichtung des Thermoelements eine Vorzugdurchbiegung auf, wobei diese Durchbiegung durch das Thermoelement auf ein Maß beschränkt ist, das kleiner ist als die Längenänderung des Thermoelements. Im Einschaltzustand spannt die nahezu gestreckte Knickfeder die Kontaktwippe in ihre Einschaltposition vor, während bei Ansprechen des Thermoelements die Knickfeder durch die Kontraktion des Thermoelements über ihren Totpunkt bewegt wird und durch die Aufreißfeder bei gleichzeitiger Bewegung der Kontaktwippe wieder in die Aussc altposition durchgebogen wird.In an alternative embodiment, the movable contact is arranged on a contact rocker which can be pivoted between a closed position and an open position and is biased in the open position by a tear spring. In this locking mechanism, a buckling spring is clamped as a tensioning element between the contact rocker and a fixed bearing, the central region of which acts on the thermocouple. The buckling spring points against the effective direction of the A preferred deflection on the thermocouple, this deflection by the thermocouple being limited to a dimension that is smaller than the change in length of the thermocouple. In the switched-on state, the almost elongated buckling spring biases the contact rocker into its switched-on position, while when the thermocouple responds, the buckling spring is moved past its dead center by the contraction of the thermocouple and is bent back into the off position by the pull-open spring while simultaneously moving the contact rocker.
Das Thermoelement greift günstigerweise über einen Betätigungsarm an dem als Kniehebel bzw. als Knickfeder ausgebildeten Spannelement an, wobei in einer bevorzugten Ausführungs- form der Betätigungsarm auch gleichzeitig als Rückstellfeder für das Thermoelement ausgebildet ist.The thermocouple advantageously engages via an actuating arm on the tensioning element designed as a toggle lever or as an articulated spring, in a preferred embodiment the actuating arm is also simultaneously designed as a return spring for the thermocouple.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Verriegelungsmechanismus einen verschiebbaren Stift und einen schwenkbaren Hebel auf, wobei der Stift den Kontaktträger mit dem beweglichen Kontakt in seine geschlossene Stellung drückt. Der schwenkbare Hebel verriegelt den Stift in seiner geschlossenen Stellung und wird zum Öffnen des Trennschalters durch die Kontraktion eines Thermoelements, welches an diesem Hebel an- greift, so verschwenkt, daß dieser den verschiebbaren Stift freigibt, worauf der vorgespannte Kontaktträger in die Öffnungsposition schwenkt und den Stift verschiebt.In a further embodiment, the locking mechanism has a displaceable pin and a pivotable lever, the pin pressing the contact carrier with the movable contact into its closed position. The pivotable lever locks the pin in its closed position and is pivoted to open the isolating switch by the contraction of a thermocouple that engages this lever so that it releases the displaceable pin, whereupon the pretensioned contact carrier pivots into the open position and the Pen moves.
Durch die Länge des verschiebbaren Hebels kann die Entriege- lungskraft sehr stark reduziert werden. Genügt die Kontraktion des Thermoelements nicht, um den Hebel auszulenken, wird dieses vorteilhafterweise mehrmals über Umlenkrollen umgelenkt, so daß eine größere Länge des Thermoelements und somit eine größere Längenänderung bei der Kontraktion zur Verfügung steht. In dieser Ausführungsform erfolgt günstigerweise die Rückstellung des Thermoelements, das heißt das Strecken des Ther¬ moelements nach erfolgter Kontraktion, durch manuell betätigbare Mittel und nicht, wie in den oben beschriebenen Ausfüh- rungsformen, durch eine Rückstellfeder, so daß bei der Kontraktion des Thermoelements nicht die Kraft der Rückstellfeder überwunden werden muß und somit die gesamte Kontraktionskraft zur Verfügung steht.The unlocking force can be greatly reduced by the length of the sliding lever. If the contraction of the thermocouple is not sufficient to deflect the lever, it is advantageously deflected several times via deflection rollers, so that a longer length of the thermocouple and thus a greater change in length is available during the contraction. In this embodiment, the provision conveniently takes place of the thermocouple, i.e., the stretching of the Ther ¬ moelements after contraction, by manually operable means and not as approximately shapes in the above-described execution, by a return spring, so that it is not in the contraction of the thermocouple the force of the return spring must be overcome and thus the entire contraction force is available.
Die Verwendung eines Thermoelementes als Mittel zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus hat den Vorteil, daß dieses im Vergleich zum Elektromagnetsystem wesentlich weniger Platz beansprucht und somit der gesamte Trennschalter wesentlich leichter in einem an eine Polklemme der Fahrzeugbatterie an- gepaßten, die Polklemme selbst aussparenden Gehäuse angeordnet werden kann. Die Raumersparnis ermöglicht es, daß in dem Gehäuse zusätzlich Bauteile, wie z. B. Sensoren oder eine elektrische Auswerteschaltung angeordnet werden können.The use of a thermocouple as a means for opening the locking mechanism has the advantage that it takes up much less space than the electromagnet system and thus the entire isolating switch can be arranged much more easily in a housing which is adapted to a pole terminal of the vehicle battery and saves the pole terminal itself . The space saving enables that additional components, such as. B. sensors or an electrical evaluation circuit can be arranged.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show it
Figur 1 die einzelnen Baugruppen einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäß gestalteten Trennschalters in perspektivischer Darstellung,1 shows the individual assemblies of a first embodiment of a disconnector designed according to the invention in a perspective view,
Figur 2 die Spannwerkbaugruppe mit Thermoelement des Trennschalters von Figur 1 in teilweise montiertem Zustand,FIG. 2 shows the clamping mechanism assembly with thermocouple of the disconnector from FIG. 1 in a partially assembled state,
Figur 3 die Polklemmenbaugruppe von Figur 1 in halbmontier- tem Zustand,FIG. 3 shows the pole terminal assembly from FIG. 1 in the semi-assembled state,
Figur 4 eine Draufsicht auf den Trennschalter von Figur 1, Figur 5 den Trennschalter von Figur 1 in montiertem Zustand, jedoch mit offenem Deckel,FIG. 4 shows a plan view of the disconnector from FIG. 1, 5 shows the disconnector from FIG. 1 in the assembled state, but with the cover open,
Figur 6 eine alternative Ausführungsform eines Trennschalters in einem Gehäuse, von dem nur der Sockel gezeigt ist,FIG. 6 shows an alternative embodiment of a disconnector in a housing, only the base of which is shown,
Figur 7 den Trennschalter von Figur 6 in einer Explosions- darstellung,FIG. 7 shows the disconnector from FIG. 6 in an exploded view,
Figur 8 das Spannwerk des Trennschalters von Figur 6 in Explosionsdarstellung,FIG. 8 the clamping mechanism of the disconnector from FIG. 6 in an exploded view,
Figur 9 den Trennschalter von Figur 6 in einer Draufsicht mit vereinfachter Darstellung im Bereich des Spannwerks,FIG. 9 shows the isolating switch from FIG. 6 in a top view with a simplified illustration in the area of the tensioning mechanism,
Figur 10 eine vereinfachte Skizze des Trennschalters von Fi- gur 6 nach manueller Abschaltung,FIG. 10 shows a simplified sketch of the isolating switch of FIG. 6 after manual switch-off,
Figur 11 eine vereinfachte Skizze des Trennschalters von Figur 6 nach automatischer Abschaltung,FIG. 11 shows a simplified sketch of the disconnector from FIG. 6 after automatic switch-off,
Figur 12 eine dritte Ausführungsform eines Trennschalters in schematischer Darstellung,FIG. 12 shows a third embodiment of a disconnector in a schematic illustration,
Figur 13 einen Trennschalter gemäß Figur 12 in geöffnetem Zustand und13 shows a disconnector according to FIG. 12 in the open state and
Figur 14 einen Teil des Trennschalters gemäß Figur 12 in einer Stellung während der Schließbewegung.FIG. 14 shows a part of the disconnector according to FIG. 12 in one position during the closing movement.
Der in den Figuren 1 bis 5 gezeigte Trennschalter hat einen besonders einfachen Aufbau. Er ist in einem Kunststoffgehäuse 1 untergebracht, welches mit einer Polklemmenbaugruppe 2 ver- bunden wird. Von oben wird in das Kunststoffgehäuse 1 eine Spannwerkbaugruppe 3 eingesetzt, die mit einem integrierten Thermoelement 4 zusammenwirkt. Außerdem werden in das Gehäuse ein Eingangsleiter 5 und ein Ausgangsleiter 6 eingesteckt. Schließlich kann das Gehäuse 1 von der Oberseite her mit ei¬ nem Deckel 7 dicht verschlossen werden (Figur 5) .The disconnector shown in Figures 1 to 5 has a particularly simple structure. It is housed in a plastic housing 1, which is connected to a pole terminal assembly 2 is bound. From above in the plastic housing 1 an S clamping assembly 3 is used, which interacts with an integrated thermocouple 4. In addition, an input conductor 5 and an output conductor 6 are inserted into the housing. Finally, the housing can 1 from the upper side with egg ¬ nem lid 7 sealed (Figure 5).
Das Kunststoffgehäuse 1 besitzt einen von einer Bodenplatte und Seitenwänden begrenzten Schaltraum 11, der die Funktion- steile des Trennschalters aufnimmt. Innerhalb des Kunststoffgehäuses ist außerdem durch eine geschwungene Trennwand 12 ein Raum zur Aufnahme einer Polklemme 21 ausgespart. Da auch der Deckel 7 eine entsprechende Aussparung 71 aufweist, kann das verschlossene und abgedichtete Gehäuse mit dem Trenn- Schalter auf den Batteriepol mit der Polklemme 21 derart aufgesetzt werden, daß die Polklemme bzw. eine entsprechende Klemmschraube 22 von außen zugänglich bleiben. Die Polklemme 21 wirkt mit einem Klemmenschuh 27 zusammen, der mit einer Grundplatte 24 aus Blech vernietet ist. Am vorderen Ende liegt diese mit einer U-Biegung 25 auf der Polklemme 21 auf, wo sie über die Klemmschraube 22 fixiert ist. Das Kunststoffgehäuse 1 wird auf die Grundplatte 24 gelegt und warmver- prägt, wodurch sich der gesamte Batterietrennschalter beiderseits auf der Polklemme abstützt. Zur besseren Querverstei- fung besitzt die Grundplatte zusätzlich eine durchgehende, senkrechte Abbiegung an der Vorderseite.The plastic housing 1 has a switching space 11 which is delimited by a base plate and side walls and which accommodates the functional parts of the disconnector. A space for receiving a pole terminal 21 is also recessed within the plastic housing by means of a curved partition wall 12. Since the cover 7 also has a corresponding recess 71, the closed and sealed housing with the isolating switch can be placed on the battery terminal with the pole terminal 21 in such a way that the pole terminal or a corresponding clamping screw 22 remain accessible from the outside. The pole terminal 21 interacts with a terminal shoe 27 which is riveted to a base plate 24 made of sheet metal. At the front end, this lies with a U-bend 25 on the pole clamp 21, where it is fixed via the clamping screw 22. The plastic housing 1 is placed on the base plate 24 and hot stamped, as a result of which the entire battery isolating switch is supported on both sides on the pole terminal. The base plate also has a continuous, vertical bend on the front for better transverse reinforcement.
Am Polklemmenschuhs 27 ist ein runder Zapfen 26 angegossen, der nach oben durch das aus Kunststoff bestehende Gehäuse 1 in den Schaltraum 11 ragt. Über diesen Zapfen 26 wird derA round pin 26 is cast onto the pole terminal shoe 27 and protrudes upward through the plastic housing 1 into the switch compartment 11. About this pin 26 is the
Batteriestrom auf den innen angenieteten Eingangsleiter 5 in das Innere des Trennschalters geführt. Dieser Eingangsleiter 5 besteht aus Kupferblech und ist U-förmig gebogen. Ein Schenkel 51 ist dabei mit einem runden Loch 52 auf den Zapfen 26 aufgesteckt und vernietet. Der runde Querschnitt des Zapfens 26 wird dabei gegenüber dem Boden des Gehäuses 1 durch einen O-Ring 53 waschdicht abgedichtet. An dem Schenkel 51 des Eingangsleiters 5 ist außerdem ein Ferritring 54 angeord¬ net, in dessen Schlitz ein Stromsensor, vorzugsweise ein Hall-Sensor, zur Überwachung des Batteriestromes eingelegt wird (nicht dargestellt) . Hiermit kann zum Beispiel ein Kurz- schluß detektiert werden, der als Impuls zur Abschaltung des Trennschalters verwendet wird. Der Stromsensor kann dabei direkt auf einer (nicht dargestellten) senkrecht eingebauten Leiterplatte aufgelötet sein. Die Elektronik einer solchen Leiterplatte dient zum Beispiel zur Auswertung des Kurz- Schlußsignals oder auch zur Anzeige des über den Stromsensor detektierten Batteriestromes für ein Batteriemanagement.Battery power on the inside riveted input conductor 5 into the interior of the disconnector. This input conductor 5 consists of copper sheet and is bent in a U-shape. A leg 51 is plugged with a round hole 52 on the pin 26 and riveted. The round cross section of the pin 26 is sealed against the bottom of the housing 1 by an O-ring 53 in a wash-tight manner. On the leg 51 d is input conductor 5 is also a ferrite ring 54 angeord ¬ net in whose slot is a current sensor, preferably a Hall sensor, is inserted for monitoring of the battery current (not shown). This can be used, for example, to detect a short circuit that is used as a pulse to switch off the isolating switch. The current sensor can be soldered directly onto a (not shown) vertically installed circuit board. The electronics of such a circuit board are used, for example, to evaluate the short-circuit signal or to display the battery current detected by the current sensor for battery management.
Auf einem senkrecht abgebogenen Schenkel des Eingangsleiters 5 ist eine Litze 10 zur Weiterleitung des Stromes zu einem beweglichen Kontakt 81 angeschweißt. Dieser bewegliche Kontakt 81 ist in einer Kontaktfeder 8 befestigt, welche gehäusefest eingespannt ist. Bei der Litze 10 handelt es sich um zwei übereinandergelegte Flachlitzen, wodurch in Betätigungsrichtung des Kontaktes 81 eine gute Flexibilität bei großen Leiterquerschnitten gewährleistet ist. Die Kontaktfeder 8 ist als einseitig eingespannte Flachformfeder ausgeführt; die Kontakt-Aufreißkraft, der Kontakt-Weg sowie die Kontaktkraft und der Überhub werden über diese eine Feder aufgebracht; dieses eine Teil übernimmt dadurch die Funktionen einer Kon- taktfeder, einer Rückstellfeder und einer Kontaktwippe. Der bewegliche Kontakt 81 ist etwa in der Mitte der freien Federlänge der Kontaktfeder 8 befestigt. Das freie Federende 82 ist abgebogen und zu einem Haken 83 geformt, mit dem die Kontaktfeder in Eingriff mit dem Spannwerk steht.A strand 10 for forwarding the current to a movable contact 81 is welded onto a leg of the input conductor 5 which is bent vertically. This movable contact 81 is fastened in a contact spring 8 which is clamped fixed to the housing. The strand 10 is two superimposed flat strands, which ensures good flexibility with large conductor cross sections in the actuation direction of the contact 81. The contact spring 8 is designed as a flat spring clamped on one side; the contact tearing force, the contact path and the contact force and the overstroke are applied via this spring; this part thus takes over the functions of a contact spring, a return spring and a contact rocker. The movable contact 81 is fastened approximately in the middle of the free spring length of the contact spring 8. The free spring end 82 is bent and formed into a hook 83 with which the contact spring is in engagement with the tensioning mechanism.
Die Spannwerkbaugruppe 3 besteht aus einem Kniehebelspannwerk, das auf einer Trägerplatte 31 angeordnet ist. Die Kontaktfeder 8 ist an einem senkrecht nach oben gebogenen Lappen 38 der Trägerplatte 31 befestigt. Weiterhin ist von der Trägerplatte 31 ein Vierkantzapfen 39 senkrecht nach oben gebogen, der als gestellfester Drehpunkt für das Spannwerk dient. Der Kniehebel des Spannwerks wird durch zwei entspre- chend gebogene Blechteile, nämlich einen ersten Hebel 32 und einen zweiten Hebel 33 gebildet. An dem ersten Hebel 32 sind zwei Gelenkzapfen 32a freigeschnitten, die in Gelenklöchern des U-förmig gebogenen zweiten Kniehebels 33 liegen und mit diesen ein mittleres Kniegelenk 37 bilden. Der zweite Kniehebel 33 besitzt weitere Gelenklöcher 33b, mit denen dieser zweite Hebel auf dem erwähnten Vierkantzapfen 39 gelagert ist. Der erste Hebel 32 besitzt an seinem äußeren, d.h. dem mittleren Kniegelenk abgewandten Ende eine ösenförmige Aus- nehmung 32b, welche mit dem hakenförmigen Endabschnitt 83 der Kontaktfeder 8 ineinandergreift. In dem Gelenklöchern 33a und 33b des zweiten Hebels 33 sowie in dem hakenförmigen Endabschnitt 83 der Kontaktfeder liegen die jeweiligen Gelenkzapfen bzw. der Ösenrand des ersten Hebels bei gespanntem Zu- stand des Kniegelenks jeweils mit ihren Kanten an. Diese wirken im Moment der Auslösung, wenn das mittlere Kniegelenk über den Totpunkt bewegt wird, wie ein Schneidenlager, wodurch die Lagerreibung im Moment der Auslösung sehr gering ist und nur eine geringe Auslösekraft erfordert.The tensioning mechanism assembly 3 consists of a toggle lever tensioning mechanism which is arranged on a carrier plate 31. The contact spring 8 is fastened to a tab 38 of the carrier plate 31 which is bent vertically upward. Furthermore, a square pin 39 is bent vertically upward from the support plate 31 and serves as a fixed pivot point for the clamping mechanism. The toggle lever of the tensioning mechanism is accordingly bent sheet metal parts, namely a first lever 32 and a second lever 33 are formed. On the first lever 32, two hinge pins 32a are cut free, which lie in the hinge holes of the U-shaped second toggle lever 33 and form a middle knee joint 37 with them. The second toggle lever 33 has further articulated holes 33b, with which this second lever is mounted on the square pin 39 mentioned. The first lever 32 has at its outer end, ie the end facing away from the middle knee joint, an eyelet-shaped recess 32b which engages with the hook-shaped end section 83 of the contact spring 8. In the articulated holes 33a and 33b of the second lever 33 and in the hook-shaped end section 83 of the contact spring, the respective hinge pins or the eyelet edge of the first lever rest with their edges when the knee joint is in a tensioned state. At the moment of release, when the middle knee joint is moved over the dead center, these act like a cutting edge bearing, as a result of which the bearing friction at the time of release is very low and requires only a small release force.
Das Thermoelement 4 ist in Form eines Drahtes innerhalb der Spannwerkbaugruppe zwischen einer Aufhängung 41 und einem Betätigungsarm 42 gespannt. Die Aufhängung 41 ist ein Lappen, welcher senkrecht zu der Trägerplatte 31 der Spannwerkbau- gruppe absteht. Der Betätigungsarm 42 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Kniehebelsystems an einem senkrecht zur Trägerplatte 31 nach oben gebogenen Lappen 34 angeordnet und wirkt in Ausknickrichtung auf das Kniehebelsystem. In dem Lappen 34 ist eine Ausnehmung 34a vorgesehen, durch welche zum einen der am Ende abgekröpfte Betätigungsarm mit seiner Stirnfläche auf das Kniegelenk 37 einwirkt und durch welche zum anderen das Thermoelement von der Aufhängung 41 zum Betätigungsarm 42 geführt ist. Zur Befestigung des Thermoelements an dem Betätigungsarm 42 ist an diesem eine zusätzlichen Hal- terung 43 vorgesehen. Der Betätigungsarm 42 ist federnd ausgebildet, so daß er das Thermoelement stets mit einer gewissen Federkraft vorspannt. Der Lappen 34 dient auf der gegen- überliegenden Seite des Betätigungsarms 42 auch als Anlagekante des Kniehebelspannwerks im gespannten Zustand.The thermocouple 4 is stretched in the form of a wire within the tensioning assembly between a suspension 41 and an actuating arm 42. The suspension 41 is a tab that projects perpendicular to the carrier plate 31 of the tensioning mechanism assembly. The actuating arm 42 is arranged on the opposite side of the toggle lever system on a tab 34 which is bent upwards perpendicularly to the carrier plate 31 and acts on the toggle lever system in the direction of buckling. In the tab 34 there is a recess 34a, through which the end of the cranked actuating arm acts on the knee joint 37 and through which the thermocouple is guided from the suspension 41 to the actuating arm 42. An additional bracket 43 is provided on the actuating arm 42 for fastening the thermocouple. The actuating arm 42 is resilient so that it always biases the thermocouple with a certain spring force. The tab 34 serves on the opposite ü b succumbing side of the actuating arm 42 as a contact edge of the toggle lever clamping station in the tensioned state.
Zur Spannwerkauslösung wird das Thermoelement 4 über zwei nicht dargestellte Leitungen unter Strom gesetzt. In Folge des Stromes erwärmt sich das Thermoelement und zieht sich zusammen. Durch die Kontraktion des Thermoelements wird die Stirnseite des abgekröpften Betätigungsarmes 42 in Höhe des Kniegelenks 37 auf den zweiten Hebel 33 gedrückt. Der Betäti- gungsarm 42 schiebt das Kniegelenk 37 über seinen Totpunkt und wird anschließend aufgrund der Rückstellkraft der Kontaktfeder 8 vollständig durchgedrückt.To trigger the tensioning mechanism, the thermocouple 4 is energized via two lines, not shown. As a result of the current, the thermocouple heats up and contracts. By contraction of the thermocouple, the end face of the cranked actuating arm 42 is pressed onto the second lever 33 at the level of the knee joint 37. The actuating arm 42 pushes the knee joint 37 past its dead center and is then completely pushed through due to the restoring force of the contact spring 8.
Am zweiten Hebel 33 ist hinter dem gestellfesten Drehgelenk an dem Zapfen 39 eine Schaltfahne 35 nach oben gebogen, die durch ein Loch 72 im Deckel 7 nach oben ragt bzw. von außen zugänglich ist und so zum manuellen Ein- und Ausschalten dient. Mit Hilfe eines Schraubenziehers oder eines ähnlichen Werkzeuges kann die Schaltfahne 35 umgelegt werden, um den Kniehebel wieder zu spannen und die Kontaktfeder wieder zu schließen (manuelles Wiedereinschalten nach elektrischer Auslösung) . Umgekehrt ist aber auch eine manuelle Abschaltung möglich. Die Schaltfahne 35 liegt in einem versenkten Bereich im Deckel, der mit einem Verschlußstopfen 73 nach außen abge- dichtet werden kann. Dieser Verschlußstopfen 73 kann auch versiegelt werden, um ein Wiedereinschalten beim Andauern eines Kurzschlusses zu verhindern; in diesem Fall wird gewährleistet, daß nicht der Benutzer eines Fahrzeuges, sondern erst das Werkstattpersonal nach Beseitigung des Kurzschlusses bzw. einer Überprüfung des Stromkreises den Lastkreis wieder einschalten kann.On the second lever 33, a switching lug 35 is bent upwards behind the frame-fixed swivel joint on the pin 39, which protrudes upwards through a hole 72 in the cover 7 or is accessible from the outside and thus serves for manual switching on and off. With the help of a screwdriver or a similar tool, the switching flag 35 can be flipped over in order to tension the toggle lever again and to close the contact spring again (manual reclosure after electrical triggering). Conversely, manual shutdown is also possible. The switching flag 35 is located in a recessed area in the cover, which can be sealed to the outside with a sealing plug 73. This plug 73 can also be sealed to prevent restarting when a short circuit persists; in this case it is ensured that not the user of a vehicle, but only the workshop personnel can switch the load circuit on again after the short circuit has been eliminated or the circuit has been checked.
An der Außenseite des Gehäuses 1 ist der bereits erwähnte Ausgangsleiter 6 befestigt. Dieser ist L-förmig ausgeführt, wobei ein Schenkel 61 über eine Sägezahnkontur in einer entsprechenden Tasche an der Außenseite des Gehäuses 1 befestigt ist, während ein Schenkel 62 durch Warmverprägen an dem Ge- häuse fixiert ist. Durch diese Fixierung werden die Kräfte eines an den Ausgangsleiter 6 über einen Bolzen 63 ange¬ schraubten Batteriekabels aufgenommen; gleichzeitig wird durch die L-förmige Biegung des Ausgangsleiters das gesamte Gehäuse versteift. An dem Schenkel 62 ist von der Innenseite ein Festkontakt 64 befestigt, der durch eine runde Öffnung 15 in das Gehäuseinnere ragt. Die Durchführung 15 für diesen feststehenden Kontakt 64 ist mit einem O-Ring 16 abgedichtet, so daß auch an dieser Stelle das Gehäuse waschdicht geschlos- sen ist. Der Festkontakt 64 besteht beispielsweise aus einem Kupfer-Rundteil mit aufplattiertem oder aufgeschweißtem Kontaktmaterial.The already mentioned output conductor 6 is attached to the outside of the housing 1. This is L-shaped, one leg 61 being fastened via a sawtooth contour in a corresponding pocket on the outside of the housing 1, while one leg 62 is hot stamped on the housing is fixed. This fixation absorbs the forces of a battery cable screwed to the output conductor 6 via a bolt 63; at the same time, the entire housing is stiffened by the L-shaped bend of the output conductor. A fixed contact 64 is fastened to the leg 62 from the inside and protrudes through a round opening 15 into the interior of the housing. The bushing 15 for this fixed contact 64 is sealed with an O-ring 16, so that the housing is closed in a wash-tight manner also at this point. The fixed contact 64 consists, for example, of a round copper part with a plated or welded contact material.
An dem Gehäuse 1 ist außerdem ein zusätzlicher Notstrom- Anschluß 9 angeordnet und mit dem Eingangsleiter 5 verbunden. Er dient zur Aufrechterhaltung von Notstromkreisen, beispielsweise für eine Warnblinkanlage, auch nach Auslösung des Trennschalters .An additional emergency power connection 9 is also arranged on the housing 1 and connected to the input conductor 5. It is used to maintain emergency power circuits, for example for a hazard warning system, even after the disconnector has been triggered.
Die Funktion des Trennschalters soll nachfolgend noch einmal kurz geschildert werden. Im Ruhezustand ist der Kniehebel gespannt, wobei das mittlere Kniegelenk 37 leicht über den Totpunkt nach außen gedrückt ist und der erste Hebel 32 an dem Lappen 34 anliegt. Dieser Zustand ist in Figur 4 gezeigt. Die Kontaktfeder 8 ist dabei entgegen ihrer Vorspannung in dieThe function of the circuit breaker will be briefly described again below. In the idle state, the toggle lever is tensioned, the middle knee joint 37 being pushed out slightly beyond the dead center and the first lever 32 resting on the tab 34. This state is shown in Figure 4. The contact spring 8 is against its bias in the
Schließposition gedrückt, der bewegliche Kontakt 81 liegt auf dem Festkontakt 6 . Bei Erregung des Thermoelementes 4 wird der Betätigungsarm 42 in Richtung Kniehebelsystem gezogen und schiebt mit seiner abgekröpften Stirnfläche das mittlere Kniegelenk 37 über den Totpunkt. Jenseits der Totpunktlage wird der Kniehebel mit der nun freiwerdenden Kontakt- und Aufreißkraft der Kontaktfeder 8 ausgelenkt, und der Federkontakt wird geöffnet. Die Kontaktfeder 8 und der Kniehebel 32, 33 nehmen dann die in Figur 4 gezeigte gestrichelte Position ein. Durch die Übersetzung über das Kniehebelspannwerk können die hohen Kontakt- und Aufreißkräfte der Kontaktfeder mit relativ kleinen Auslösekräften und damit mit einem Thermoelement ab¬ geschaltet werden; der Reibkraftanteil ist hierbei gering. Zum manuellen Wiedereinschalten muß der Kniehebel wieder ge¬ spannt werden, wobei der Hebel 33 mittels der Schaltfahne 35, wie oben beschrieben, in die Ruhelage bewegt wird.Closed position pressed, the movable contact 81 lies on the fixed contact 6. When the thermocouple 4 is excited, the actuating arm 42 is pulled in the direction of the toggle lever system and, with its cranked end face, pushes the middle knee joint 37 over the dead center. Beyond the dead center position, the toggle lever is deflected with the now released contact and tear force of the contact spring 8, and the spring contact is opened. The contact spring 8 and the toggle lever 32, 33 then assume the dashed position shown in FIG. 4. By the UE translation on the toggle clamping mechanism to the high contact and opening forces of the contact spring with a relatively small trigger forces and are thus connected with a thermocouple from ¬; the proportion of frictional force is low. Switched on again manually the toggle lever must ge ¬ be tensioned again, the lever 33 is moved by means of the switching plate 35, as described above, in the rest position.
Das Thermoelement 4 wird durch die Rückstellkraft des federnd ausgebildeten Betätigungsarmes 42 wieder gestreckt.The thermocouple 4 is stretched again by the restoring force of the resilient actuating arm 42.
In den Figuren 6 bis 11 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung dargestellt.An alternative embodiment of the invention is shown in FIGS. 6 to 11.
Dieser Batterietrennschalter besitzt ein Gehäuse mit einem Gehäusesockel 111 und einer Gehäusekappe 112, welches an den Freiraum einer Autobatterie im Bereich einer Anschlußklemme angepaßt ist. Entsprechend besitzt das Gehäuse eine Aussparung 113 für die Batterieklemme 114, die einen bekannten Auf- bau besitzt und mittels einer Schraube 115 auf einem Batteriepol, normalerweise dem Pluspol einer Fahrzeugbatterie, festklemmbar ist. Über einen Fortsatz 116 wird die Batterieklemme 114 mit einem Eingangsleiter 117 verbunden, der in Form einer Schiene aus gut leitendem Material hergestellt ist und einstückig mit einer Grundplatte 117a in einen von dem Gehäusesockel 111 gebildeten Schaltraum 119 einsetzbar ist. An diesem Eingangsleiter ist außerdem ein Notstromanschluß 117b angeformt, über den auch nach dem Ansprechen des Batterietrennschalters eine Versorgung der sicherheitsrelevanten Funktionen, z.B. Warnblinklicht, Autotelefon usw., mit einem niedrigen Strombedarf sichergestellt werden kann. Unterhalb des Gehäusesockels 111 ist ein Ausgangsleiter 120 angeordnet, der durch den isolierenden Sockel 111 von dem Eingangsleiter 117 getrennt ist und im vorliegenden Beispiel zwei Anschlüsse 120a und 120b für Laststromkreise aufweist. Weiterhin ist ein Kontaktträger 120c einstückig an dem Ausgangsleiter ange- formt, der durch eine Öffnung in dem Gehäusesockel 111 in den Schaltraum geführt ist und einen Festkontakt 121 trägt.This battery isolating switch has a housing with a housing base 111 and a housing cap 112, which is adapted to the free space of a car battery in the area of a connection terminal. Accordingly, the housing has a recess 113 for the battery terminal 114, which has a known structure and can be clamped by means of a screw 115 on a battery pole, normally the positive pole of a vehicle battery. Via an extension 116, the battery terminal 114 is connected to an input conductor 117, which is made in the form of a rail from a highly conductive material and can be inserted in one piece with a base plate 117a into a switching space 119 formed by the housing base 111. An emergency power connection 117b is also formed on this input conductor, via which a supply of the safety-relevant functions, for example hazard warning lights, car telephones, etc., can be ensured with a low current requirement even after the battery isolating switch has responded. An output conductor 120 is arranged beneath the housing base 111, which is separated from the input conductor 117 by the insulating base 111 and in the present example has two connections 120a and 120b for load circuits. Furthermore, a contact carrier 120c is integrally attached to the output conductor. forms, which is guided through an opening in the housing base 111 into the control room and carries a fixed contact 121.
Die Grundplatte 117a ist über verschiedene Schrauben 122 und Isolierscheiben 123 auf dem Gehäusesockel 111 befestigtThe base plate 117a is fastened to the housing base 111 by means of various screws 122 and insulating washers 123
(Figur 7) und besitzt im übrigen eine aufgebogene Stützplatte 124, an der eine Litze 125 verschweißt ist, die mit ihrem anderen Ende mit einem beweglichen Kontakt 126 verbunden ist. Dieser bewegliche Kontakt 126 wird von einer Kontaktfeder 127a getragen, welche einstückig mit einer Aufreißfeder 127b durch eine Flachformfeder 127 gebildet und an einer Kontaktwippe 128 befestigt ist. Die Kontaktwippe 128 ist auf einem Lagerzapfen 148 schwenkbar gelagert. Die Aufreißfeder 127b ist in Richtung einer Kontaktöffnung vorgespannt und mit ih- rem freien Ende an der Stützplatte 124 abgestützt.(Figure 7) and also has a bent support plate 124 to which a strand 125 is welded, which is connected at its other end to a movable contact 126. This movable contact 126 is carried by a contact spring 127a, which is formed in one piece with a tear-open spring 127b by a flat form spring 127 and is fastened to a contact rocker 128. The contact rocker 128 is pivotally mounted on a journal 148. The tear spring 127b is biased towards a contact opening and its free end is supported on the support plate 124.
In dem Schaltraum 119 ist das eigentliche Auslösesystem angeordnet. Es besteht aus einem Thermoelement 104 in Form eines Drahtes, welcher zwischen einer Halterung 129 und einem Betä- tigungsarm 130 gespannt ist. Die Halterung 129 ist als Zapfen ausgebildet, welcher über eine flache Konsole 134 auf der Grundplatte 117a befestigt ist. Die Konsole 134 besteht vorzugsweise aus Isolierstoff und besitzt auf der einen Seite eine senkrecht hochgezogene im wesentlichen senkrecht zum Thermoelement verlaufende Anlagewand 135. In der Anlagewand 135 ist eine Ausnehmung 135a ausgebildet, durch welche das Thermoelement hindurchführt. Zwischen der Anlagewand 135 und der Halterung 129 ist an der Konsole 134 eine Umlenkung 131 angeordnet, welche so positioniert ist, daß das Thermoelement 104 im wesentlichen senkrecht durch die Ausnehmung 135a in der Anlagewand 135 verläuft.The actual release system is arranged in the control room 119. It consists of a thermocouple 104 in the form of a wire, which is stretched between a holder 129 and an actuating arm 130. The bracket 129 is designed as a pin which is attached to the base plate 117a via a flat bracket 134. The console 134 is preferably made of insulating material and has on one side a vertically raised contact wall 135 which extends essentially perpendicular to the thermocouple. A recess 135a is formed in the contact wall 135, through which the thermocouple passes. Between the contact wall 135 and the holder 129, a deflection 131 is arranged on the bracket 134, which is positioned such that the thermocouple 104 extends essentially perpendicularly through the recess 135a in the contact wall 135.
Auf der Grundplatte 117a sind ferner ein Führungsstift 136 für einen Schieber 137 sowie eine Lagerachse 138 für einen Schaltknopf 139 befestigt. Der Schieber 137, der U-förmig aus Blech gebogen ist, bildet mit seinen Vorderkanten eine senkrechte Kerbe 137a, die parallel einer entsprechenden Kerbe 128a einer Schaltwippe 128 gegenüberliegt. Zwischen den bei¬ den Kerben 137a und 128a ist eine Knickfeder 141 längs einge¬ spannt; sie wird durch die Kraft der Kontaktfeder 127a und der Aufreißfeder 127b gegen den Schieber 137 gedrückt. Die Knickfeder 141 ist zwischen der Umlenkung 131 und der Anlagewand 135 angeordnet und weist eine Öffnung 141a auf, durch welche das Thermoelement 104 hindurchgeführt ist. Die Knickfeder 141 ist leicht zur Anlagewand 135 hin vorgebogen und besitzt dadurch zu dieser hin eine Vorzugs-Durchbiegung, so daß sie sich nach einer Entspannung in diese Richtung zurückstellt. Die Durchbiegung in ihrer Vorzugsrichtung beträgt im Mittelabschnitt in der in Figur 9 gezeigten Einschaltposition nur wenige Zehntelmillimeter. In diesem nahezu gestreckten Zustand kann die Knickfeder auch die vom Schieber 137 ausge- übte Kraft auf die Kontaktwippe 128 übertragen und den Kontakt entgegen der Rückstellkraft der Aufreißfeder 127b geschlossen halten. Andererseits genügt eine geringe Kontraktion des Thermoelementes, um die Knickfeder 141 von der Anlagewand 135 wegzuziehen und sie über den Totpunkt bzw. ihre ge- streckte Länge hinweg zu bewegen, so daß sie sich zur entgegengesetzten Seite durchbiegen kann. Auf dieser entgegengesetzten Seite ist die Durchbiegung nicht begrenzt.A guide pin 136 for a slide 137 and a bearing axis 138 for a switch button 139 are also fastened on the base plate 117a. The slide 137, which is bent in a U-shape from sheet metal, forms with its front edges a vertical notch 137a which is parallel to a corresponding notch 128a is opposite a rocker switch 128. Between the at ¬ the notches 137a and 128a is a buckling spring 141 is longitudinally biased ¬; it is pressed against the slide 137 by the force of the contact spring 127a and the tear spring 127b. The buckling spring 141 is arranged between the deflection 131 and the contact wall 135 and has an opening 141a, through which the thermocouple 104 is passed. The buckling spring 141 is slightly bent toward the abutment wall 135 and thus has a preferred deflection towards it, so that it resets in this direction after relaxation. The deflection in its preferred direction is only a few tenths of a millimeter in the middle section in the switch-on position shown in FIG. 9. In this almost extended state, the buckling spring can also transmit the force exerted by the slide 137 to the contact rocker 128 and keep the contact closed against the restoring force of the tear spring 127b. On the other hand, a slight contraction of the thermocouple is sufficient to pull the buckling spring 141 away from the abutment wall 135 and to move it past the dead center or its stretched length so that it can bend to the opposite side. The deflection is not limited on this opposite side.
Zur Betätigung des Schiebers dient der erwähnte Drehschalter 139, der auf der Lagerachse 138 gelagert ist. Er besitzt einen exzentrischen Mitnehmerzapfen 142, der an einer Mitnehmerkante 143 des Schiebers 137 entlanggleitet. Die Lagerachse 138 des Drehschalters befindet sich in der Verlängerung der gestreckten Knickfeder 141, und der Schieber 137 wird über ein Langloch 144 auf dem Führungsstift 136 parallel zur gestreckten Knickfeder 141 geführt, während sich die Mitnehmerkante 143 annähernd senkrecht dazu erstreckt. Allerdings ist diese Mitnehmerkante 143 zu beiden Seiten der Verlängerungslinie zur Knickfeder 141 unterschiedlich begrenzt, so daß sich ein unsymmetrischer Schwenkbereich ergibt. Bei einer Drehung des Drehschalters 139 im Uhrzeigersinn erreicht der Mitnehmerzapfen 142 die Begrenzung 143a gemäß Figur 10 und ermöglicht dabei die Rückstellung des Schiebers 137 in eine zurückgezogene Ausschaltposition unter der Einwirkung der Aufreißfeder 127b. Bei einer Schwenkbewegung des Drehschal¬ ters 139 gegen den Uhrzeigersinn nimmt der Mitnehmerzapfen 142 eine Stellung an einer Begrenzung 143b gemäß Figur 9 ein, die nur leicht gegenüber dem Totpunkt, der durch die durch die Knickfeder 141 und die Drehachse 138 gebildete Linie bestimmt wird, versetzt ist, so daß in dieser Stellung der Schieber in einer vorgeschobenen Einschaltposition verriegelt wird.The aforementioned rotary switch 139, which is mounted on the bearing axis 138, serves to actuate the slide. It has an eccentric driver pin 142 which slides along a driver edge 143 of the slide 137. The bearing axis 138 of the rotary switch is located in the extension of the elongated articulated spring 141, and the slide 137 is guided via an elongated hole 144 on the guide pin 136 parallel to the elongated articulated spring 141, while the driving edge 143 extends approximately perpendicularly thereto. However, this driving edge 143 is differently limited on both sides of the extension line to the buckling spring 141, so that there is an asymmetrical pivoting range. When the rotary switch 139 is turned clockwise, the driver pin 142 reaches the limit 143a according to FIGS. 10 and enables the slide 137 to be returned to a retracted switch-off position under the action of the tear spring 127b. During a pivoting movement of the rotary scarf ¬ ters 139 counter-clockwise the driving pin 142 assumes a position at a boundary 143b of FIG 9, which is only slightly determined with respect to the dead center, the line formed by the by the buckling spring 141, the axis of rotation and 138, offset is, so that in this position the slide is locked in an advanced switch-on position.
Zur Auslösung des Trennschalters wird dem Thermoelement 104 ein Auslösesignal in Form von Strom zugeführt, das in dem gezeigten Beispiel durch eine elektronische Auswerteschaltung 150 erzeugt wird, die in einem Elektronikraum 151 des Gehäuses 111, 112 untergebracht ist. Sie ist über nicht dargestellte Leitungen mit dem Thermoelement 104 verbunden und erhält beispielsweise Sensorsignale von einem Beschleunigungssensor, der im Fahrzeug für die Auslösung eines Airbags vor- handen ist. Zusätzlich aber kann der Trennschalter auch bei Überlast ausgelöst werden. Zu diesem Zweck ist in dem Gehäuse des Trennschalters ein Stromsensor in Form eines Hall- Elementes 152 untergebracht, der mit einem den Eingangsleiter 117 umgreifenden Ferritring 153 den von der Batterie abgege- benen Laststrom mißt. Bei Überschreiten einer vorgegebenenTo trip the isolating switch, the thermocouple 104 is supplied with a trip signal in the form of current, which in the example shown is generated by an electronic evaluation circuit 150 which is accommodated in an electronics room 151 of the housing 111, 112. It is connected to the thermocouple 104 via lines (not shown) and receives, for example, sensor signals from an acceleration sensor which is present in the vehicle for triggering an airbag. In addition, the disconnector can also be triggered in the event of an overload. For this purpose, a current sensor in the form of a Hall element 152 is accommodated in the housing of the disconnector, which measures the load current emitted by the battery using a ferrite ring 153 which surrounds the input conductor 117. If a specified one is exceeded
Schwelle wird in der Auswerteschaltung 150 ein entsprechender Erregerimpuls an das Thermoelement 104 gegeben, welches den Trennschalter auslöst.In the evaluation circuit 150, a corresponding excitation pulse is given to the thermocouple 104, which triggers the isolating switch.
Die Funktion des erfindungsgemäßen Batterietrennschalters wird anhand der Figuren 9 bis 11 erläutert. Figur 9 zeigt den eingeschalteten Zustand. Dabei ist der Drehschalter 139 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht, so daß der Mitnehmerzapfen 142 an der Begrenzung 143b anliegt und den Schieber 137 in seiner Einschaltposition verriegelt. Nach dem Prinzip eines Kippspannwerkes wird dabei die Knickfeder 141, die an der Anlagewand 135 anliegt, in Längsrichtung gespannt, wobei sie durch ihren nahezu gestreckten Zustand die Spannkraft vom Schieber auf die Kontaktwippe 128 überträgt und dabei die Rückstellkräfte der Aufreißfeder 127b und der Kontaktfeder 127a überwindet. Die Kontaktwippe 128 befindet sich also in Schließposition, d. h., der bewegliche Kontakt 126 liegt an dem Festkontakt 121 an und schließt den Lastkreis.The function of the battery disconnector according to the invention is explained with reference to FIGS. 9 to 11. Figure 9 shows the switched-on state. The rotary switch 139 is rotated counterclockwise so that the driver pin 142 abuts the limit 143b and locks the slide 137 in its switched-on position. According to the principle of a tilting tensioning mechanism, the buckling spring 141, which rests on the contact wall 135, is tensioned in the longitudinal direction, whereby it the clamping force from the S chieber transferred to the contact rocker 128 by its almost stretched condition while the restoring forces of the Aufreißfeder 127b and the contact spring 127 overcomes. The contact rocker 128 is thus in the closed position, ie the movable contact 126 is in contact with the fixed contact 121 and closes the load circuit.
Soll der Trennschalter manuell ausgeschaltet werden, so wird der Drehschalter 139 im Uhrzeigersinn in die Position gemäß Figur 10 verdreht, so daß der Mitnehmerzapfen 142 im Schieber 137 an der Begrenzung 143a anliegt, wobei die Knickfeder 141 durch die Kraft der Aufreißfeder 127b und der Kontaktfeder 127a in Figur 10 nach links verschoben wird und dabei den Schieber 137 in seine zurückgezogene Ausschaltposition drückt. Die Kontaktwippe 128 befindet sich dann in ihrer Öffnungsposition, wobei sie an einem Anschlagzapfen 146 anliegt. Der Zustand gemäß Figur 10 zeigt die Kontaktwippe 128 in einer Öffnungsposition, d. h., der bewegliche Kontakt 126 ist vom Festkontakt 121 getrennt, der Lastkreis also geöffnet. Somit kann gemäß den Figuren 9 und 10 der Laststromkreis durch Hin- und Herdrehen des Drehschalters 139 manuell ein- und ausgeschaltet werden.If the isolating switch is to be switched off manually, the rotary switch 139 is turned clockwise into the position according to FIG. 10, so that the driving pin 142 in the slide 137 rests on the limit 143a, the articulated spring 141 being subjected to the force of the tear spring 127b and the contact spring 127a 10 is shifted to the left and thereby pushes the slide 137 into its retracted switch-off position. The contact rocker 128 is then in its open position, abutting a stop pin 146. The state according to FIG. 10 shows the contact rocker 128 in an open position, i. that is, the movable contact 126 is separated from the fixed contact 121, so the load circuit is open. Thus, according to FIGS. 9 and 10, the load circuit can be switched on and off manually by turning the rotary switch 139 back and forth.
Sobald das Thermoelement von der elektronischen Auswerte- Schaltung 150 ein Auslösesignal in Form von Strom erhält, kontrahiert sich das Thermoelement 104 und zieht die Knickfeder 141 über den Totpunkt, so daß sie sich zur entgegengesetzten Seite durchbiegen kann. Da sie auf dieser Seite in ihrer Durchbiegung nicht begrenzt wird, wird sie durch die Aufreißfeder 127b in Verbindung mit der Kontaktfeder 127a soweit durchgebogen, daß die Kontaktwippe ihre Öffnungsposition am Anschlagzapfen 146 einnimmt. Die Knickfeder 141 ist dann gemäß Darstellung in Figur 11 durchgebogen. Das Thermoelement 104 wird nach Beendigung des Stromsignals durch den als Rück- stellfeder ausgebildeten Betätigungsarm 130 wieder gestreckt. Die Knickfeder 141 bleibt jedoch durchgebogen, und der Lastkreis bleibt geöffnet, obwohl der Drehschalter 139 mit dem Mitnehmerzapfen 142 eingeschaltet bleibt und den Schieber 137 in seiner vorgeschobenen Einschaltposition hält.As soon as the thermocouple receives a trigger signal in the form of current from the electronic evaluation circuit 150, the thermocouple 104 contracts and pulls the articulated spring 141 over the dead center so that it can bend to the opposite side. Since it is not limited in its deflection on this side, it is bent by the tear spring 127b in connection with the contact spring 127a to such an extent that the contact rocker assumes its opening position on the stop pin 146. The buckling spring 141 is then bent as shown in FIG. 11. After termination of the current signal, the thermocouple 104 is stretched again by the actuating arm 130 designed as a return spring. The buckling spring 141 remains deflected, however, and the load circuit remains open, although the rotary switch 139 with the Driving pin 142 remains switched on and holds the slide 137 in its advanced switched-on position.
Zum Wiedereinschalten des Laststromes muß die Kontaktwippe wieder gespannt werden. Dies geschieht durch Zurücksetzen des Schiebers 137 in die Ausschaltposition, indem der Drehschal¬ ter 139 zunächst im Uhrzeigersinn gemäß Figur 10 verdreht wird. Dabei entspannt sich die Knickfeder und legt sich wieder in ihre Vorzugslage an die Anlagewand 135 gemäß Figur 10 an. Durch diese Abstützung der Knickfeder an der Anlagewand wird bei der weiteren Bewegung des Schiebers in seine Einschaltposition gemäß Figur 9 der Schieberhub auf die Kontaktwippe 128 übertragen, und diese wird dadurch gespannt.For W iedereinschalten the load current, the contact rocker must be tightened again. This is done by resetting the slider 137 in the off position by rotating the scarf ¬ ter 139 initially in the clockwise direction in figure is twisted 10 degrees. The buckling spring relaxes and rests against the contact wall 135 according to FIG. 10 in its preferred position. As a result of this support of the articulated spring on the contact wall, the slide stroke is transmitted to the contact rocker 128 when the slide moves further into its switch-on position according to FIG. 9, and this is tensioned thereby.
In den Figuren 12 bis 14 ist eine dritte Ausführungsvariante eines Batterietrennschalters dargestellt. Die Figuren zeigen nur die wesentlichen Merkmale des Batterietrennschalters in schematisierter Form. Dieser Batterietrennschalter weist ein teilweise dargestelltes Gehäuse 201 auf, in welches ein mit einer nicht dargestellten Polklemme verbundener Eingangsleiter 202 führt, der über einen Schaltkontakt mit einem aus dem Gehäuse führenden Ausgangsleiter 203 verbunden ist. Der Schaltkontakt besteht aus einem festen Kontakt 204 sowie einem beweglichen Kontakt 205, welcher auf einem schwenkbaren Kontaktträger 206 angeordnet ist. Der schwenkbare Kontaktträger 206 ist durch eine Feder 207 in der Öffnungsposition vorgespannt und über einen Verriegelungsmechanismus in der geschlossenen Stellung fixiert. Der Verriegelungsmechanismus besteht aus einem verschiebbaren Stift 208, welcher in der geschlossenen Position den Kontaktträger 206 entgegen derFIGS. 12 to 14 show a third embodiment variant of a battery isolating switch. The figures show only the essential features of the battery isolating switch in a schematic form. This battery isolating switch has a housing 201, shown in part, into which an input conductor 202 connected to a pole terminal, not shown, leads, which is connected via a switch contact to an output conductor 203 leading out of the housing. The switch contact consists of a fixed contact 204 and a movable contact 205, which is arranged on a pivotable contact carrier 206. The pivotable contact carrier 206 is biased in the open position by a spring 207 and fixed in the closed position by means of a locking mechanism. The locking mechanism consists of a displaceable pin 208 which, in the closed position, opposes the contact carrier 206
Kraft der Feder 207 in die Schließposition drückt. Der Stift 208 ist in einer Halterung 209 verschiebbar aufgenommen und weist oberhalb und unterhalb der Halterung jeweils einen Vorsprung 210 und 211 auf, welche so angeordnet sind, daß in der Schließposition der obere Vorsprung 210 an der Halterung 209 anliegt und an der Öffnungsposition der untere Vorsprung 211 über die Feder 207 gegen die Halterung 209 gedrückt wird. In der Schließposition ist der Stift 208 über einen um eine Ach¬ se 213 schwenkbaren Hebel 212 verriegelt, wobei die Stirnsei¬ te 214 des schwenkbaren Hebels 212 mit der Oberseite des Vor¬ sprungs 210 im Eingriff steht und somit den Stift 208 entge- gen der Kraft der Feder 207 niederhält. Der Verriegelungsmechanismus besteht somit aus dem verschiebbaren Stift 208 und dem schwenkbaren Hebel 212.Force of the spring 207 presses into the closed position. The pin 208 is slidably received in a holder 209 and has a projection 210 and 211 above and below the holder, which are arranged such that the upper projection 210 bears against the holder 209 in the closed position and the lower projection at the open position 211 is pressed against the bracket 209 via the spring 207. In chließposition of S, the pin is locked 208 via a a Ach ¬ se 213 pivotable lever 212, the Stirnsei ¬ te 214 of the pivotable lever 212 to the top of the Prior ¬ jump 210 is engaged and thus the pin 208 entge- gen of Holds down force of spring 207. The locking mechanism thus consists of the displaceable pin 208 and the pivotable lever 212.
An dem schwenkbaren Hebel greift an seinem schwenkbaren Ende ein Thermoelement 215 an, dessen anderes Ende an einer Halterung festgelegt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Thermoelement 215 am Eingangsleiter 202 festgelegt, jedoch gegenüber diesem elektrisch isoliert. Das Thermoelement 215 ist mit zwei Stromleitungen 216 und 217 verbunden, welche über eine Sensorik oder eine elektrische Auswerteschaltung bei einem Kurzschluß oder einem Fahrzeugaufprall mit Strom beaufschlagt werden. Das Thermoelement 215 ist über drei Umlenkrollen 218 schlangeförmig geführt, wodurch auch auf kleinstem Raum ein Thermoelement mir relativ großer Länge verwendet werden kann. Zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus wird das Thermoelement wie bereits erwähnt mit Strom beaufschlagt, worauf es sich kontrahiert und den Hebel 212 um die Achse 213 schwenkt und somit den Vorsprung 210 am Stift 208 freigibt. Der Stift 208 wird über den Kontaktträger 206 und durch die Kraft die Feder 207 nach oben gedrückt und der bewegliche Kontakt 205 schwenkt ebenfalls mit dem Kontaktträger 206 nach oben, wodurch der Schließkontakt geöffnet wird. Durch die Umlenkungen 218 steht das Thermoelement 215 in einer großen Länge zur Verfügung, wodurch auch der Hebel 212 entsprechend lang gewählt werden kann. Somit ist nur eine geringe Kraft zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus und zum Ausschwenken des Hebels 212 erforderlich. Diese Kraft ist ohne weiteres mit einem Thermoelement realisierbar.A thermocouple 215 acts on the pivotable lever at its pivotable end, the other end of which is fixed to a holder. In the exemplary embodiment shown, the thermocouple 215 is fixed on the input conductor 202, but is electrically insulated from it. The thermocouple 215 is connected to two power lines 216 and 217, which are supplied with current in the event of a short circuit or a vehicle crash via a sensor system or an electrical evaluation circuit. The thermocouple 215 is guided in a snake-shaped manner over three deflection rollers 218, as a result of which a thermocouple with a relatively large length can be used even in the smallest space. To open the locking mechanism, the thermocouple is supplied with current, as already mentioned, whereupon it contracts and swivels the lever 212 about the axis 213 and thus releases the projection 210 on the pin 208. The pin 208 is pressed upwards via the contact carrier 206 and by the force of the spring 207 and the movable contact 205 also pivots upwards with the contact carrier 206, whereby the closing contact is opened. Due to the deflections 218, the thermocouple 215 is available in a large length, whereby the lever 212 can also be selected to be correspondingly long. Thus, only a small force is required to open the locking mechanism and to swing the lever 212 out. This force can be easily achieved with a thermocouple.
Figur 13 zeigt die geöffnete Position der Kontakte 204 undFigure 13 shows the open position of contacts 204 and
205. Zum Schließen der Kontakte 204 und 205 ist in dem Gehäuse 201 ein Knopf 219 angeordnet, welcher zum einen über einen Stiel 220 beim Drücken den verschiebbaren Stift 208 in seine Schließposition drückt und welcher gleichzeitig über einen L- förmigen Arm 221 den schwenkbaren Hebel 212 so hintergreift, daß dieser ebenso wieder in seine Verriegelungsposition zu- rückgeschwenkt wird. Durch das Zurückschwenken des Hebels 212 wird gleichzeitig das Thermoelement 215 gestreckt. Der Stift 208 steht in Richtung des Druckknopfes 219 über den oberen Vorsprung 210 etwas über, so daß der schwenkbare Hebel 212 beim Drücken des Druckknopfes 219 gegen diesen überstehenden Teil anschlägt. Ein Überspannen bzw. Überstrecken des Thermoelements 215 ist somit nicht möglich. Der Druckknopf 219 ist über eine Druckfeder 222, welche an der Halterung 209 angreift stets in seiner geöffneten Stellung vorgespannt und muß somit entgegen der Federkraft der Feder 222 gedrückt wer- den. Durch das manuelle Strecken des Thermoelements 215 muß das Thermoelement bei der Kontraktion nicht die Kraft einer Rückstellfeder überwinden, wodurch die volle Kontraktionskraft des Thermoelements zur Verfügung steht. 205. To close the contacts 204 and 205, a button 219 is arranged in the housing 201, which on the one hand has a Handle 220, when pressed, pushes the displaceable pin 208 into its closed position and which at the same time engages behind the pivotable lever 212 via an L-shaped arm 221 in such a way that it is also pivoted back into its locking position. By pivoting the lever 212 back, the thermocouple 215 is stretched at the same time. The pin 208 protrudes somewhat in the direction of the push button 219 via the upper projection 210, so that the pivotable lever 212 strikes against this protruding part when the push button 219 is pressed. An over-stretching or over-stretching of the thermocouple 215 is therefore not possible. The push button 219 is always pretensioned in its open position via a compression spring 222 which acts on the holder 209 and must therefore be pressed against the spring force of the spring 222. By manually stretching the thermocouple 215, the thermocouple does not have to overcome the force of a return spring during the contraction, whereby the full contraction force of the thermocouple is available.

Claims

Patentansprüche claims
1. Trennschalter für den Laststromkreis einer Fahrzeugbatte¬ rie mit folgenden Merkmalen: - einem Gehäuse (1; 111, 112, 201),1. disconnector for the load current circuit of a Fahrzeugbatte ¬ rie having the following features: - a housing (1; 111, 112, 201),
- einem mit einer Polklemme (21, 114) verbindbaren Eingangsleiter (5; 117, 202),- an input conductor (5; 117, 202) which can be connected to a pole terminal (21, 114),
- einem mit dem Laststromkreis verbindbaren Ausgangsleiter (6; 120, 203), - einem feststehenden (64, 121, 204) und einem beweglichen- an output conductor (6; 120, 203) that can be connected to the load circuit, - a fixed one (64, 121, 204) and a movable one
Kontakt (81, 126, 205) zur Herstellung einer Schaltverbindung zwischen dem Eingangsleiter (5, 117, 202) und dem Ausgangsleiter (6, 120, 203),Contact (81, 126, 205) for establishing a switching connection between the input conductor (5, 117, 202) and the output conductor (6, 120, 203),
- einem den beweglichen Kontakt (81, 126, 205) tragenden, zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition umschaltbaren, durch Federkraft in die Öffnungsposition vorgespannten Kontaktträger (8, 128, 206),a contact carrier (8, 128, 206) which bears the movable contact (81, 126, 205) and can be switched between an open position and a closed position and is spring-biased into the open position,
- einem Verriegelungsmechanismus, der den Kontaktträger (8, 128) in der geschlossenen Stellung fixiert - und einem Mittel zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus ein Thermoelement (4, 104, 215) aus einer Form-Gedächtnis-Legierung ist, das sich bei Erwärmung zusammenzieht.- A locking mechanism that fixes the contact carrier (8, 128) in the closed position - and a means for opening the locking mechanism, characterized in that the means for opening the locking mechanism is a thermocouple (4, 104, 215) from a shape memory -Alloy is that contracts when heated.
2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsmechanismus ein Spannelement (32, 33; 141) aufweist, das in seiner gestreckten Stellung den beweglichen Kontakt (81, 126) gegen den festen Kontakt (64, 121) drückt und zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus das Thermoelement (4, 104) so auf das Spannelement (32, 33; 141) einwirkt, das dieses seitlich ausknickt.2. Disconnector according to claim 1, characterized in that the locking mechanism has a clamping element (32, 33; 141) which, in its extended position, presses the movable contact (81, 126) against the fixed contact (64, 121) and opens it of the locking mechanism, the thermocouple (4, 104) acts on the tensioning element (32, 33; 141), which bends it out laterally.
3. Trennschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (4, 104) über einen Betätigungsarm (42, 130) am Spannelement (32, 33; 141) angreift.3. Disconnector according to claim 2, characterized in that the thermocouple (4, 104) acts on the tensioning element (32, 33; 141) via an actuating arm (42, 130).
4. Trennschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsarm (42, 130) als Rückstellfeder für das Thermoelement (4, 104) ausgebildet ist.4. Disconnector according to claim 3, characterized in that the actuating arm (42, 130) is designed as a return spring for the thermocouple (4, 104).
5. Trennschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsmechanismus als Kniehebelspannwerk ausgebildet ist und das Spannelement aus einem an dem Kontaktträger (8) angreifenden ersten Hebel (32) und einem im Gehäuse gelagerten zweiten Hebel (33) besteht, die über ein mittleres Kniegelenk (37) zu einem Kniehebel verbunden sind, welcher in annähernd gestrecktem Zustand den Kontaktträger (8) in seiner Schließposition verriegelt.5. Disconnector according to one of claims 2 to 4, characterized in that the locking mechanism is designed as a toggle lever tensioning device and the tensioning element consists of a first lever (32) engaging on the contact carrier (8) and a second lever (33) mounted in the housing, which are connected via a middle knee joint (37) to a toggle lever which, in an approximately stretched state, locks the contact carrier (8) in its closed position.
6. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger eine langgestreckte, einseitig im Gehäuse eingespannte Kontaktfeder (8) ist, die im Mittelbereich ihrer Länge den beweglichen Kontakt (81) trägt und an ihrem freien bzw. beweglichen Ende (82) mit dem äußeren Ende des ersten Kniegelenkhebels (32) unter Bildung eines ersten Drehgelenkes ineinandergreift .6. Disconnector according to one of claims 1 to 5, characterized in that the contact carrier is an elongated, one-sided clamped in the housing contact spring (8) which carries the movable contact (81) in the central region of its length and at its free or movable end (82) engages with the outer end of the first knee joint lever (32) to form a first swivel joint.
7. Trennschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (82) der Kontaktfeder (8) und das äußere Ende des ersten Hebels (32) in Form eines Hakens (83) und einer Öse (32b) ineinandergreifen.7. Disconnector according to claim 6, characterized in that the free end (82) of the contact spring (8) and the outer end of the first lever (32) in the form of a hook (83) and an eyelet (32b) interlock.
8. Trennschalter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement über den Betätigungsarm (42) annähernd senkrecht zur Streckachse des Kniehebels auf das mittlere Kniegelenk (37) wirkt und dieses bei Kontraktion des Thermo¬ elementes (4) über den Totpunkt bewegt.8. Disconnector according to one of claims 5 to 7, characterized in that the thermocouple via the actuating arm (42) approximately perpendicular to the extension axis of the toggle lever on the middle Knee joint (37) acts and moves in the thermal contraction ¬ element (4) over the dead center.
9. Trennschalter nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsarm (42) durch eine abgekröpfte Blattfeder gebildet ist, dessen abgekröpftes Ende bei Kontraktion des Thermoelementes auf das Kniegelenk (37) drückt.9. Disconnector according to one of claims 5 to 8, characterized in that the actuating arm (42) is formed by an offset leaf spring, the offset end of which presses upon contraction of the thermocouple on the knee joint (37).
10. Trennschalter nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Gehäuse (1) gelagerte Abschalttaste an dem mittleren Kniegelenk (37) angreift und ein manuelles Öffnen der Kontakte ermöglicht.10. Disconnect switch according to one of claims 5 to 9, characterized in that a shutdown button mounted in the housing (1) engages the middle knee joint (37) and enables the contacts to be opened manually.
11. Trennschalter nach Anspruch 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hebel (33) über das gehäusefest gelagerte äußere Ende hinaus zu einer Schaltfahne (35) verlängert ist, die durch eine Gehäuseöff- nung (72) zur Handbetätigung zugänglich ist.11. Disconnector according to claim 5 to 10, characterized in that the second lever (33) is extended beyond the fixed outer end to a switch lug (35) which is accessible through a housing opening (72) for manual operation.
12. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger eine Kontaktwippe (128) ist, wobei die Kon- taktwippe (128) zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition schwenkbar und in die Öffnungsposition durch eine Aufreißfeder (127b) vorgespannt ist und als Spannelement zwischen der Kontaktwippe und einem Widerlager (137) eine Knickfeder (141) eingespannt ist, auf deren Mittelbereich das Thermoelement (104) einwirkt und die entgegen der Wirkrichtung des Thermoelements (104) eine Vorzugs-Durchbiegung aufweist, wobei diese Durchbiegung durch das Thermoelement (104) auf ein Maß begrenzt ist, das kleiner ist als die Längenänderung des Thermoelements, derart, daß im Einschaltzustand des Trennschalters die nahezu gestreckte Knickfeder (141) die12. Disconnect switch according to one of claims 1 to 4, characterized in that the contact carrier is a contact rocker (128), the contact rocker (128) between a closed position and an open position pivotable and biased into the open position by a tear spring (127b) and as a clamping element between the contact rocker and an abutment (137), an articulated spring (141) is clamped, on the central area of which the thermocouple (104) acts and which has a preferred deflection against the direction of action of the thermocouple (104), this deflection due to the thermocouple (104) is limited to a size that is smaller than the change in length of the thermocouple, such that the almost elongated buckling spring (141) when the disconnector is switched on
Kontaktwippe (128) in ihre Einschaltposition vorspannt, während bei Ansprechen des Thermoelements (104) die Knickfeder (141) durch die Kontraktion des Thermoelements (104) über ih¬ ren Totpunkt bewegt und durch die Aufreißfeder (127b) entge¬ gen ihrer Vorzugs-Durchbiegung bei gleichzeitiger Bewegung der Kontaktwippe (128) in die Ausschaltposition durchgebogen wird.Contact rocker (128) pretensioned into its switch-on position, while when the thermocouple (104) responds, the buckling spring (141) by the contraction of the thermocouple moved (104) ih ¬ dead center and through the Aufreißfeder (127b) entge ¬ gen their preferential bending with simultaneous movement of the contact rocker (128) in the switch-off position is flexed.
13. Trennschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager für die Knickfeder (141) durch einen in deren Längsrichtung beweglichen Schieber (137) gebildet ist, der durch ein Handbetätigungsorgan (139) zwischen einer Ausschaltposition, in der die Knickfeder (141) bei der Öffnungsposition der Kontaktwippe (128) ihre gestreckte Lage bzw. die Vorzugs-Durchbiegung einzunehmen vermag und einer Einschalt- position, in der die gestreckte Knickfeder (141) die Kontaktwippe (128) in ihre Schließposition vorspannt, umschaltbar ist.13. Disconnector according to claim 12, characterized in that the abutment for the buckling spring (141) is formed by a slide (137) movable in the longitudinal direction thereof, which by a manual actuating member (139) between a switch-off position in which the buckling spring (141) in the open position of the contact rocker (128) it can assume its extended position or the preferred deflection and a switch-on position in which the elongated buckling spring (141) prestresses the contact rocker (128) in its closed position.
14. Trennschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (137) durch eine Längsführung (136, 144) annähernd parallel zur gestreckten Knickfeder (141) geführt und durch die Aufreißfeder (127b) über die Knickfeder (141) in die Ausschaltposition vorgespannt ist.14. Disconnector according to claim 13, characterized in that the slide (137) is guided by a longitudinal guide (136, 144) approximately parallel to the elongated buckling spring (141) and is biased by the tear spring (127b) via the buckling spring (141) into the switch-off position is.
15. Trennschalter nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Handbetätigungsorgan ein Drehschalter (139) dient, dessen Drehachse (138) senkrecht auf einer Verlängerungslinie der gestreckten Knickfeder (141) steht und der mit einem exzentrischen Mitnehmerzapfen (142) an einer quer zu der Verlängerungslinie verlaufenden Mitnehmerkante (143) des Schiebers (137) mit einem zu der Verlängerungslinie unsymmetrischen Schwenkbereich angreift. 15. Disconnector according to claim 13 or 14, characterized in that a rotary switch (139) serves as a manual actuator, the axis of rotation (138) of which is perpendicular to an extension line of the elongated buckling spring (141) and which has an eccentric driving pin (142) on a cross engages with the driving edge (143) of the slide (137) extending to the extension line with a pivoting range asymmetrical to the extension line.
16. Trennschalter nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontaktstück (126) über eine flexible Leitung (125) mit dem Eingangsleiter (117) verbunden ist.16. Disconnector according to one of claims 12 to 15, characterized in that the movable contact piece (126) via a flexible line (125) is connected to the input conductor (117).
17. Trennschalter nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontaktstück (126) über eine als Flachformfeder (127) ausgebildete Kontaktfeder (127a) mit der Kontakt- wippe (128) verbunden ist.17. Disconnector according to one of claims 12 to 16, characterized in that the movable contact piece (126) is connected to the contact rocker (128) via a contact spring (127a) designed as a flat form spring (127).
18. Trennschalter nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufreißfeder (127b) eine mit der Kontaktwippe (128) ver- bundene und gegen einen ortsfesten Anschlag (124) vorgespannte Flachformfeder (127) dient.18. Disconnect switch according to one of claims 12 to 17, characterized in that a tear-open spring (127b) is used with a flat spring (127) connected to the contact rocker (128) and biased against a stationary stop (124).
19. Trennschalter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (127a) und die Aufreißfeder (127b) als Abschnitte einer einstückigen Flachformfeder (127) ausgebildet sind.19. Disconnector according to claim 18, characterized in that the contact spring (127a) and the tear spring (127b) are designed as sections of a one-piece flat spring (127).
20. Trennschalter nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktwippe (128) auf einem ortsfesten Lagerzapfen (148) drehbar gelagert ist.20. Disconnector according to one of claims 12 to 19, characterized in that the contact rocker (128) is rotatably mounted on a fixed bearing journal (148).
21. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle eine Fahrzeugbatterie ist und daß das Thermoelement (4, 104) durch einen Kurzschlußsensor (152) und/oder einen Beschleunigungssensor ansteuerbar ist.21. Disconnector according to one of claims 1 to 20, characterized in that the voltage source is a vehicle battery and that the thermocouple (4, 104) can be controlled by a short circuit sensor (152) and / or an acceleration sensor.
22. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1; 111, 112) an einer Polklemme der Fahrzeugbat- terie, die Polklemme (21, 114) selbst aussparend angeordnet ist.22. Disconnector according to one of claims 1 to 21, characterized in that the housing (1; 111, 112) on a pole terminal of the vehicle battery terie, the pole terminal (21, 114) itself is arranged recessed.
23. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor (122) in dem Gehäuse (1, 111, 112) an¬ geordnet ist.23. Disconnector according to one of claims 1 to 22, characterized in that at least one sensor (122) in the housing (1, 111, 112) is arranged on ¬ .
24. Trennschalter nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (111, 112) ein Stromsensor (152) angeordnet ist, der an den Eingangsleiter (117) gekoppelt ist und bei Überschreiten einer Stromschwelle das Thermoelement (104) mit Strom beaufschlagt.24. Disconnector according to claim 23, characterized in that a current sensor (152) is arranged in the housing (111, 112), which is coupled to the input conductor (117) and applies a current to the thermocouple (104) when a current threshold is exceeded.
25. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (1, 111, 112) eine elektrische Auswerteschaltung (150) zur Ansteuerung des Thermoelements (4, 104) ange- ordnet ist.25. Disconnector according to one of claims 1 to 23, characterized in that in the housing (1, 111, 112) an electrical evaluation circuit (150) for controlling the thermocouple (4, 104) is arranged.
26. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsmechanismus einen verschiebbaren Stift (208) und einen schwenkbaren Hebel (212) aufweist, wobei der Stift (208) den Kontaktträger (206) in seine geschlossene Stellung drückt und der Hebel (212) den Stift (208) verriegelt und zum Öffnen des Verriegelungsmechanismus das Thermoelement (215) derart mit dem schwenkbaren Hebel (212) verbunden ist, daß dieser bei Kontraktion des Thermoelements (215) den Stift26. Disconnector according to claim 1, characterized in that the locking mechanism has a displaceable pin (208) and a pivotable lever (212), the pin (208) pushing the contact carrier (206) into its closed position and the lever (212) locks the pin (208) and, to open the locking mechanism, the thermocouple (215) is connected to the pivotable lever (212) in such a way that when the thermocouple (215) contracts, the pin
(208) freigibt und sich der vorgespannte Kontaktträger (206) in die Öffnungsposition bewegt.(208) releases and the preloaded contact carrier (206) moves into the open position.
27. Trennschalter nach Anspruch 1 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (215) über Umlenkrollen (218) umgelenkt ist. 27. Disconnector according to claim 1 or 26, characterized in that the thermocouple (215) is deflected via deflection rollers (218).
28. Trennschalter nach Anspruch 1 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellung des Thermoelements (215) durch manuell be- dienbare Mittel (219, 213, 212) erfolgt. 28. Disconnector according to claim 1 or 26, characterized in that the resetting of the thermocouple (215) is carried out by manually operable means (219, 213, 212).
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