WO2007134875A1 - Verfahren und vorrichtung zur einmaligen und dauerhaften trennung einer elektrischen verbindung, insbesondere in einem kraftfahrzeug - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for the single and permanent separation of an electrical connection, in particular in a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
- the gas produced after ignition pushes a predetermined portion out of the conductor. This portion is caught in a container so that it remains at a distance from the conductor, thereby preventing re-connection of the conductor ends.
- Decisive for the function of the separating element is a precisely defined pressure space between the electrical conductor and the pyrotechnic charge. Due to the component tolerances, a small gap between the electrical conductor and the support point of the conductor in the housing may be present. This gap can lead to leakage of the pyrotechnic charge to leakage currents of the resulting compressed gas. This restricts the reproducibility of the separation process. Furthermore, components outside of the defined pressure chamber are overstressed, so that there is a risk that they may fail.
- DE 10 2004 010 071 A1 discloses a device in which a wedge is arranged on a pyrotechnic charge, which is set in motion after ignition of this charge and cuts through the electrical line. At least one severed end of the conductor is thereby pressed into a cavity, so that the severed ends of the conductor can no longer touch.
- this arrangement has the disadvantage that the wedge can jam as a moving mechanical part.
- the invention has for its object to simplify the one-time and permanent separation of a conductor, especially in a motor vehicle, and to prevent leakage currents from this when using a defined pressure chamber. Furthermore, there is the object, when using a source for generating a pressure wave and in addition a wedge for the separation of an electrical conductor to prevent jamming of the wedge.
- the invention provides that an electrical line at a predetermined breaking point is separated and additionally deformed in the region of the predetermined breaking point, wherein the severed ends of the line remain part of the respective line side.
- This procedure has the advantage that no loose separation section is created, which must be stored separately in order to avoid a reconnection of the line ends with certainty.
- the reconnection of the line ends is prevented by the additional deformation, whereby the Kirsse ⁇ den be sufficiently far apart.
- the deformation takes place both before separation and even after separation by the pressure wave.
- the deformation and separation takes place in a motor vehicle by the gas pressure generated when igniting an air bag lighter. As a result, no thermally sensitive material is required.
- a portion of an electrical conductor to be severed both a predetermined breaking point and at least one bending point.
- the predetermined breaking point and the bending point can both be identical or lie at different points. If the predetermined breaking point and the bending point are identical, at least two such points must be present, in which case the conductor first breaks at one point and is deformed at the other depending on the inhomogeneity of the material and different pressure in the pressure wave.
- the electrical conductor has at least one section of reduced cross section at the predetermined breaking point and at the bending point.
- the conductor section of reduced cross section extends over a predetermined length, which conductor section may have a constant or a continuously varying cross section.
- the at least one section of reduced cross-section is wedge-shaped.
- the conductor may have a wedge-shaped incision only at the predetermined breaking point, and also have at least one wedge-shaped incision both at the predetermined breaking point and at least one bending point.
- the wedge-shaped cuts can lie both on the same side and on opposite sides of the conductor.
- the conductor is formed flat at least in the region of the predetermined breaking point and bending point.
- the section of the electrical conductor which is to be cut is surrounded by a housing in which an airbag lighter is arranged in a motor vehicle.
- the airbag igniter is injected into the housing, so that both form a unit.
- the conductor is mounted in the region of the separation and bending point between a bushing and a clamping piece which is annular, so that the conductor is deformable and separable in this direction.
- the housing consists of an outer and an inner housing and the conductor is mounted between these two housings.
- the line is insensitive to vibrations and shocks stored.
- the source for generating the pressure wave and the wedge is disposed on opposite sides of a conduit section and the wedge is immovable.
- the line section is pressed by the pressure wave against the fixed wedge and separated by this. Since the wedge is not moved as a mechanical separating element, the risk of jamming is completely eliminated. Furthermore, there is the advantage that after the separation of the conductor no arc can occur because the electrically non-conductive wedge is located immediately after the separation between the conductor ends.
- At least one cavity is provided for receiving at least one severed end of the line section.
- the at least one severed end of the line section is pressed by the pressure wave in this cavity and thereby further away from the other conductor end, so that the permanent separation is even safer.
- the wedge is arranged such that a cavity for receiving a severed end of the line section is provided next to each wedge surface is. In this case, therefore, both ends of the cut through the wedge line section are pressed by the pressure wave in a cavity.
- the wedge is arranged such that a cavity is provided adjacent to a wedge surface for receiving a severed end of the conduit section, so that only one end of the conduit section is pushed away after separation by the pressure wave.
- the wedge is fixedly arranged in the housing of the source for generating the pressure wave.
- the line section is mounted in the region of the separation point between a bushing and a clamping piece, which is annular, so that the line section is separable in this direction.
- the wedge is preferably an integral part of the clamping piece.
- the housing consists of an outer housing and an inner housing and the conduit section is mounted between these two housings.
- the wedge in this embodiment is preferably an integral part of the outer housing.
- a pyrotechnic charge is provided as the source for generating the pressure wave.
- the line section on the side facing the wedge in its region has a notch, so that the line section is pressed by the pressure wave in this notch against the wedge.
- This notch facilitates the passage of the line section through the wedge.
- the line section may have at least one notch on the side on which the source for generating the pressure wave is arranged. This facilitates the bending of the severed ends of the conduit section.
- a separating element for the separation of an electrical line in particular in a motor vehicle, by means of a pressure wave, wherein the conductor section to be cut rests at least at the edge of a pressure chamber on a casing surrounding the pressure chamber and is clamped there, according to the invention at the innermost contact point between the electrical Line and the support of the electrical line deformable by the pressure wave and thereby against a gap between the electrical line and the pad pressure seal provided, which seals the gap in the radial direction.
- This seal ensures that the pressure on the pressure chamber remains limited. As a result, reproducible pressure conditions exist.
- the intended in the separation region of the conductor predetermined breaking point can be designed robust because there is no fear that the pressure is reduced by leakage currents.
- the components outside the defined pressure chamber do not have to be oversized in order to withstand possible leakage currents. They can rather be designed according to the normal load, which saves costs. In the case of using a pyrotechnic charge, the gas quantities to be applied can be reduced. Overall, the reliability is increased.
- the seal is provided on a tube surrounding the pressure chamber as a shell, which is arranged in a receiving a pyrotechnic charge housing.
- the seal is designed as a sealing lip, which is preferably part of the tube.
- the tube can be displaced to compensate for tolerances to a small extent.
- Fig. 1 in a section of the basic structure of the arrangement according to the invention
- Fig. 2 shows an embodiment in which the conductor to be separated is mounted between a bushing and a clamping piece in a housing;
- Fig. 3 shows an embodiment in which the conductor to be separated is mounted between an inner and an outer housing
- FIG. 4 shows a conductor section which, in the region of the predetermined breaking point, has a cross-section which is reduced on one side with respect to the subsequent conductor and in which the predetermined breaking point and the bending point are identical;
- FIG. 5 shows a conductor section which, in the region of the predetermined breaking point, has a two-sided reduced cross section with respect to the adjoining conductor and in which the predetermined breaking point and the bending point are identical;
- FIG. 6 shows a conductor section which, in the region of the predetermined breaking point, has a cross-section which is reduced on one side and has a continuously changing cross-section, each with a fracture and bending point;
- FIG. 7 shows a conductor section which has a cross-section which is reduced on one side in the region of the predetermined breaking point and a wedge-shaped recess at the predetermined breaking point on the side of the cross-sectional reduction;
- FIG. 8 shows the conductor section according to FIG. 7 with a wedge-shaped incision on the side opposite the cross-sectional reduction
- FIG. 9 shows a conductor section with a wedge-shaped incision as a predetermined breaking point on one side of the conductor and with two wedge-shaped incisions as bending points on the opposite side of the conductor;
- FIG. 11 shows a conductor section, each with a wedge-shaped incision as a predetermined breaking point and bending point on opposite sides of the conductor;
- FIG. 13 shows a conductor section and sections of a housing, the conductor section having a wedge-shaped recess as predetermined breaking point
- FIG. 14 shows a schematic representation of a part of a housing with a clamped-in conductor section, which has wedge-shaped depressions, in the rest position and with the airbag lighter;
- FIG. 15 shows the arrangement according to FIG. 14 after the separation of the conductor
- FIG. 16 is a schematic illustration of a part of a housing with a clamped-in conductor section, which has a section of reduced cross-section, and airbag lighter in the rest position;
- Fig. 17 shows the arrangement of Fig. 16 after the separation of the conductor.
- FIG. 18 shows an embodiment in which a wedge is arranged centrally on a clamping piece in a housing
- FIG. 19 shows an embodiment in which a wedge is arranged laterally on a clamping piece in a housing
- Fig. 20 shows an embodiment in which a wedge is arranged on a housing part of a two-part housing.
- FIG. 22 shows the detail E from FIG. 21.
- a busbar 1 is shown, the connection sections 2, 3 has. Between these, the busbar runs in a U-shape with sections 4, 5 extending perpendicular to the connection sections 2, 3 and a section 6 which lies between the sections 4, 5. These latter sections are housed in a housing 7 of insulating material, e.g. made of plastic, completely fixed by being encapsulated there with the insulating material. The terminal sections 2, 3 and the section 6 are partially embedded in the housing 7 in the same way.
- a cavity 8 is present, in which the greater part of the portion 6 is exposed.
- This preferably has a wedge-shaped incision 9 in the middle of its free part.
- a lighter 10 for an airbag located in the cavity 8, a lighter 10 for an airbag, not shown.
- the wedge-shaped recess 9 is located on the side of the section 6, which faces the lighter.
- the portion 6 is severed due to the pressure effect of the gas exiting the lighter in the region of the incision 9 and bent upwards, so that the electrical connection is interrupted.
- the portion 6 of the busbar between a bushing 11 and a clamping piece 12 is mounted, which has an annular portion.
- the socket is fixed in the housing 7 and the clamping piece 12 presses in a region which is outside the bushing 11, on the portion 6 of the busbar.
- the clamping piece 12 has in the region of the bushing 11 a cavity 13 into which the ends of the severed portion 6 after the ignition of the lighter 10, which is disposed within the socket, can bend without these ends of the sections 4 and 5 are separated.
- the wedge-shaped incision 9 is in this embodiment on the side facing away from the lighter 10 of the section. 6
- the busbar is mounted with its sections 4, 5 and 6 between an outer housing 14 and an inner housing 15.
- the inner housing 15 has a cavity 16 for receiving the lighter 10.
- the outer housing 14 has in the region of the cavity 16 has a cavity 17 whose lateral dimensions are greater than that of the cavity 16. After ignition of the lighter 10, the ends of the severed portion 6 can bend into this cavity, without departing from the sections 4 and 5 to be separated.
- a conductor section 6 is shown in the region of the predetermined breaking point.
- the predetermined breaking point in this embodiment no wedge-shaped incision. Rather, the conductor section in the region of the predetermined breaking point has a section 18 with a reduced cross section on one side with respect to the subsequent conductor sections 19, 20.
- Section 18 has the same width and thickness along its entire length, so that the locations of the transition from section 18 to sections 19, 20, indicated at 21 and 22, can be both break and bend, i. both are identical. It is assumed that the conductor material is not so homogeneous and the gas pressure is not so uniformly large that the conductor at the same time breaks after ignition of the lighter at both points 21, 22, so that the portion 18 is present as a free part. Rather, the material will break at a location 21 or 22 and be bent at the other of these two locations.
- the conductor section 6 is shown in the region of the predetermined breaking point.
- the section 23 also has in this embodiment over the entire length of the same width and thickness, so that with 26 and 27 marked points of the transition from section 23 to the sections 24, 25 both fractures and bending points can be. The reasons for this are the same as in the embodiment of FIG. 4.
- the conductor section 6 shown in FIG. 6 has, in the region of the predetermined breaking point, a section 28 with a cross section reduced on one side and continuously changing.
- the breaking point and the bending point are not identical. Rather, the location of the portion 28 with the smallest cross-section will be the break point 29 and the location of the portion 28 with the largest cross-section will be the bend 30.
- a conductor section 6 which in the region of the predetermined breaking point has a section 31 with a reduced cross-section on one side and a wedge-shaped recess 32 at the predetermined breaking point on the side of the cross-sectional reduction.
- the section 31 lies between sections 33, 34 with a larger cross section.
- the location of the wedge-shaped incision 32 represents the predetermined breaking point, while bending points 35, 36 are present at the transition of the section 31 to the sections 33, 34.
- Fig. 8 corresponds to the embodiment of Fig. 7 with the difference that a wedge-shaped incision 37 as a predetermined breaking point on the opposite side of the cross-sectional reduction.
- the conductor section 38 has a constant cross section in the region of the predetermined breaking point. This is interrupted only in that a wedge-shaped incision 39 as a predetermined breaking point on one side of the conductor section 38 and two wedge-shaped incisions 40, 41 are provided as bending points on the opposite side of the conductor section 38. The bending points are preferably less deeply cut than the predetermined breaking point.
- the conductor section 42 also has a constant cross section in the region of the predetermined breaking point. This is interrupted by two wedge-shaped cuts 43, 44 as bending points and by a wedge-shaped incision 45 as a predetermined breaking point, all cuts are on the same side of the conductor portion 42.
- the conductor section 46 has a constant cross section in the region of the predetermined breaking point. This is characterized by two wedge-shaped Intersections 47, 48 interrupted, one of which represents a predetermined breaking point and the other a bending point.
- the cuts 47, 48 lie on opposite sides of the conductor section 46. Which of the cuts represents the predetermined breaking point and which represents the bending point is predetermined by the different depth of the cuts.
- FIG. 12 differs from the embodiment of FIG. 11 only in that recesses 49, 50 lie on the same side of a conductor section 51.
- FIG. 13 shows a conductor section 6 and sections of the housing 12 or 14 of FIGS. 2 and 3 in more detail in detail.
- the mode of action corresponds to the embodiment shown in FIG. 7.
- Fig. 14 shows a schematic representation of a portion of a housing with clamped conductor portion having wedge-shaped depressions, and with airbag lighter in the rest position.
- the arrangement is comparable to the arrangements shown in FIGS. 2 and 9.
- a portion 38 of a bus bar is clamped between the housing 7 and the clamping piece 12.
- the section 38 has the wedge-shaped cuts 39, 40 and 41 shown in FIG. 9, wherein, in contrast to FIG. 9, the notches 40 and 41 are at the bottom and the section 39 at the top.
- Below the section 38 of the airbag lighter 10 is arranged. After the ignition of the section 38 is torn open at the incision 39 because of the resulting pressure wave and the resulting two ends 38a and 38b, as shown in Fig. 15, bent around the incisions 40, 41 as bending points upwards and so far away from each other that they can not touch even when the pressure is released.
- FIG. 16 shows a schematic representation of a part of a housing with a clamped-in conductor section, which has a section with a reduced cross-section, and with an airbag lighter in the rest position.
- the arrangement is comparable to the arrangements shown in FIGS. 2 and 4.
- the conductor is clamped with portions 19 and 20 between the housing 7 and the clamping piece 12. Between these sections, the conductor, as shown in Fig. 4, the portion 18 with one side reduced cross-section, wherein the cross-section is reduced in contrast to FIG. 4 below.
- the Airbaganzünders 10 of the section 18 tears off because of the resulting pressure wave at the break point 22 from the section 20, is bent around the bending point 21 upwards, as shown in Fig. 17, and is thereby from the section 20th so far removed that he no longer touches the section 20 even when the pressure is released.
- a conductor can be separated easily and safely.
- FIG. 18 shows a bus bar 101 which has connection sections 102, 103. Between these, the bus bar 101 extends in a U-shaped manner with sections 104, 105 extending perpendicularly to the connection sections 102, 103 and a section 106 which lies between the sections 104, 105. These sections 104, 105 are fixed in a housing 107 made of insulating material, where they are encapsulated with the insulating material. The terminal portions 102, 103 are embedded in the same manner in an area in the housing 107. This area is not shown in FIG. 18. The portion 106 is mounted between a bushing 108 and a clamping piece 109 having an annular portion.
- the sleeve 108 is fixed in the housing 107 and the clamping piece 109 presses in a region which is outside the sleeve 108, on the portion 106 of the bus bar.
- the clamping piece 109 has a cavity 110 in the region of the bushing 108 and a wedge 1 1 1 inside this hollow space, which extends in the direction of the portion 106.
- the clamping piece 109 with the wedge 1 11 is firmly anchored in the housing 107.
- the wedge is arranged centrally such that a cavity section 110a or 110b is present next to each wedge surface.
- the wedge 111 is assigned a notch 112 on the section 106.
- a pyrotechnic charge 113 is provided as a source for generating a pressure wave.
- the portion 106 of the bus bar in the region of the inner wall of the bushing 108 notches 114, 115, the depth of which is less than the depth of the notch 112.
- FIG. 19 shows a further embodiment of the separating device.
- the clamping piece 109 has a laterally arranged wedge 111 a.
- a notch 112a is associated with this wedge.
- the portion 106 is severed by the wedge 111a and by the pressure wave of the pyrotechnic charge, deviating from the embodiment of Fig. 18, only one end of the portion 106 rotates about the notch 15a into the cavity 110.
- the bus bar 101 is mounted with its sections 104, 105 and 106 between an outer housing 116 and an inner housing 117.
- the inner housing 117 has a cavity 118 for the pyrotechnic charge 113.
- the outer housing 116 has, in the region of the cavity 118, a cavity 119 whose lateral dimensions are greater than those of the cavity 118.
- Part of the outer housing 116 is in the region of the cavity 1 19, a wedge 120 extending in the direction of the portion 106 of the busbar 101st extends.
- the wedge 120 is associated with the notch 112 at the portion 106.
- the section 106 has two notches 114, 115. The mode of action after ignition of the pyrotechnic charge corresponds to that of the embodiment of FIG. 18.
- a bus bar 201 is shown as an electrical conductor.
- the busbar 201 extends within a housing 202 U-shaped with vertical sections 203, 204 and a portion 205 which lies between the sections 203, 204. These latter portions are fixed in the housing 202 made of insulating material. To the sections 203, 204 close to the outside of the housing 202 ports, which are not shown in FIG. 21.
- the portion 205 is mounted between a tube 206 as a support and a clamping piece 207 having an annular portion.
- the tube 206 is mounted in the housing 202 so that it can move slightly in the direction of its longitudinal axis to compensate for manufacturing tolerances.
- the clamping piece 207 presses in a region which is outside of the tube 206, on the portion 205 of the busbar.
- the clamping piece 207 has a cavity 208 in the region of the tube 206
- a pyrotechnic charge 209 is provided as a source for generating a pressure wave.
- a pyrotechnic charge 209 is provided as a source for generating a pressure wave.
- the portion 206 of the bus bar 201 has on the side of the pressure chamber 210 a wedge-shaped predetermined breaking point 206a and on the side of the cavity 208, two wedge-shaped bending points 206b and 206c.
- a gap 211 may be present between the tube 206 and the section 205 of the busbar 201 due to the production, which may lead to a leakage current after the generation of a pressure wave.
- the tube 206 at the innermost contact point 212 between the tube 206 and the portion 205 of the bus bar 201 has a circumferential sealing lip 213.
- a pressure wave is created which bends the portion 206 of the busbar 201 about the flexures 206b and 206c toward the cavity 208 until the portion 206 and thus the bus bar 201 at the predetermined breaking point 206a is severed and separated Ends protrude into the cavity 208.
- the sealing lip 213 is deformed due to the increased pressure in the pressure chamber 210 so that it rests against the portion 206.
- the gap 211 is sealed in the radial direction, which prevents pressurized gas from escaping through the gap 211. Therefore, until the rupture of the predetermined breaking point 206a, a defined pressure space 210 is present, which has the above-mentioned advantages.
- a separate seal may be provided, which is then pressed by the pressure in the pressure chamber not only against the busbar but also laterally against the pipe or another housing portion, so that a gap between the busbar and the Tube or another housing portion is sealed.
- the arrangement according to the invention can also be applied to switching devices except for separating elements.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur einmaligen und dauerhaften Trennung einer elektrischen Verbindung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mittels einer Druckwelle. Zur Vereinfachung einer einmaligen und dauerhaften Trennung einer elektrischen Verbindung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass eine elektrische Leitung an einer Sollbruchstelle getrennt und zusätzlich im Bereich der Sollbruchstelle verformt wird, wobei die durchtrennten Enden der Leitung Bestandteil der jeweiligen Leitungsseite bleiben. Ein Abschnitt eines elektrischen Leiters, der durchtrennt werden soll, weist sowohl eine Sollbruchstelle als auch mindestens eine Biegestelle auf.
Description
Verfahren und Vorrichtung zur einmaligen und dauerhaften Trennung einer elektrischen Verbindung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur einmaligen und dauerhaften Trennung einer elektrischen Verbindung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Insbesondere in der KFZ-Technik ist es wünschenswert, elektrische Starkstromkreise von der Autobatterie nach einem Unfall zu trennen, um Zündquellen in Form von Funken zu vermeiden. Durch Funken können auslaufendes Benzin oder Benzin-Luft-Gemische gezündet werden und das Unfallfahrzeug in Brand setzen. Neben Anordnungen, bei denen eine Trennung eines elektrischen Leiters mittels mechanischer Mittel erfolgt, ist aus der DE 198 17 133 A1 bekannt, einen elektrischen Leiter durch Druckbeaufschlagung zu trennen. Hierbei wird der Gasdruck durch Verbrennung eines Gemisches von Treibladungspulver und eines thermisch empfindlichen Stoffes, der sich in der Nähe des stromdurchflossenen und heiß werdenden Leiterstücks befindet, erzeugt.
Das nach der Zündung entstehende Gas drückt einen vorbestimmten Abschnitt aus dem Leiter heraus. Dieser Abschnitt wird in einem Behälter so aufgefangen, dass er in einer Entfernung vom Leiter verbleibt, wodurch eine erneute Verbindung der Leiterenden verhindert wird.
Diese Anordnung weist den Nachteil auf, dass ein thermisch empfindlicher Stoff verwendet wird, der das Treibladungspulver zündet. Dieser thermisch empfindliche Stoff stellt einen zusätzlichen Aufwand dar. Weiterhin besteht der Nachteil, dass ein Abschnitt der Leitung ausgedrückt wird und dadurch der zusätzliche Behälter für die Aufnahme des ausgedrückten Leitungsabschnitts vorhanden sein muss, um eine erneute Verbindung der durchtrennten Leitungsenden zu verhindern.
Eine weitere Vorrichtung bei der ein elektrischer Leiter durch eine pyrotechnische Ladung und die nach deren Zündung entstehende Druckwelle getrennt wird, ist aus der DE 20 2006 016 171 bekannt. Bei dieser Vorrichtung verläuft der elektrische Leiter durch ein Gehäuse. Dieses weist einen Druckraum mit einer pyrotechnischen Ladung auf. Der elektrische Leiter erstreckt sich quer durch den Druckraum und liegt zumindest an dessen Rand auf dem Gehäuse auf. Mittels eines Klemmstücks wird der elektrische Leiter im Gehäuse fixiert.
Entscheidend für die Funktion des Trennelementes ist ein genau definierter Druckraum zwischen dem elektrischen Leiter und der pyrotechnischen Ladung. Bedingt durch die Bauteiltoleranzen kann ein geringer Spalt zwischen dem elektrischen Leiter und der Auflagestelle des Leiters im Gehäuse vorhanden sein. Dieser Spalt kann nach Zündung der pyrotechnischen Ladung zu Leckströmen des entstehenden Druckgases führen. Dadurch wird die Reproduzierbarkeit des Trennvorganges eingeschränkt. Weiterhin werden Bauteile außerhalb des definierten Druckraumes übermäßig beansprucht, so dass die Gefahr besteht, dass sie versagen können.
Neben Vorrichtungen, bei denen ein elektrischer Leiter ausschließlich durch die pyrotechnische Ladung und die nach deren Zündung entstehende Druckwelle getrennt wird, sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen zusätzlich ein mechanisches Trennelement angeordnet ist. So ist aus der DE 10 2004 010 071 A1 eine Vorrichtung bekannt, bei der auf einer pyrotechnischen Ladung ein Keil angeordnet ist, der nach Zündung dieser Ladung in Bewegung gesetzt wird und die elektrische Leitung durchtrennt. Mindestens ein durchtrenntes Ende des Leiters wird dabei in einen Hohlraum gedrückt, so dass sich die durchtrennten Enden des Leiters nicht mehr berühren können. Diese Anordnung weist aber den Nachteil auf, dass sich der Keil als bewegtes mechanisches Teil verklemmen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die einmalige und dauerhafte Trennung eines Leiters, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, zu vereinfachen und bei Verwendung eines definierten Druckraumes Leckströme aus diesem zu unterbinden. Weiterhin besteht die Aufgabe, bei Verwendung einer Quelle zur Erzeugung einer Druckwelle und zusätzlich eines Keiles zur Trennung eines elektrischen Leiters das Verklemmen des Keils zu verhindern.
Erfindungsgemäß wird das gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
Bei einem Verfahren zur einmaligen und dauerhaften Trennung einer elektrischen Verbindung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mittels einer Druckwelle, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine elektrische Leitung an einer Sollbruchstelle
getrennt und zusätzlich im Bereich der Sollbruchstelle verformt wird, wobei die durchtrennten Enden der Leitung Bestandteil der jeweiligen Leitungsseite bleiben. Diese Verfahrensweise weist den Vorteil auf, dass kein loser Trennungsabschnitt erzeugt wird, der gesondert aufbewahrt werden muss, um eine erneute Verbindung der Leitungsenden mit Sicherheit zu vermeiden. Die erneute Verbindung der Leitungsenden wird durch die zusätzliche Verformung verhindert, wodurch die Leitungseπden ausreichend weit voneinander entfernt werden. Dabei erfolgt die Verformung sowohl vor der Trennung als auch noch nach der Trennung durch die Druckwelle. Die Verformung und Trennung erfolgt in einem Kraftfahrzeug durch den beim Zünden eines Airbaganzünders entstehenden Gasdruck. Dadurch ist kein thermisch empfindlicher Stoff erforderlich.
Bei einer Vorrichtung zur einmaligen und dauerhaften Trennung einer elektrischen Verbindung mittels einer Druckwelle, die insbesondere zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens geeignet ist, weist erfindungsgemäß ein Abschnitt eines elektrischen Leiters, der durchtrennt werden soll, sowohl eine Sollbruchstelle als auch mindestens eine Biegestelle auf. Dabei können die Sollbruchstelle und die Biegestelle sowohl identisch sein als auch an unterschiedlichen Stellen liegen. Wenn die Sollbruchstelle und die Biegestelle identisch sind, müssen mindestens zwei solcher Stellen vorhanden sein, wobei dann der Leiter an einer Stelle in Abhängigkeit von der Inhomogenität des Materials und unterschiedlichem Druck in der Druckwelle zuerst bricht und an der anderen Stelle verformt wird.
Es ist zweckmäßig, dass der elektrische Leiter an der Sollbruchstelle und an der Biegestelle mindestens einen Abschnitt mit vermindertem Querschnitt aufweist. Bei einer Ausführungsform erstreckt sich der Leiterabschnitt mit vermindertem Querschnitt über eine vorbestimmte Länge, wobei dieser Leiterabschnitt einen konstanten oder einen sich kontinuierlich verändernden Querschnitt aufweisen kann.
Bei einer zweiten Ausführungsform ist der mindestens eine Abschnitt mit vermindertem Querschnitt keilförmig ausgebildet. Dabei kann der Leiter lediglich an der Sollbruchstelle einen keilförmigen Einschnitt aufweisen, als auch sowohl an der Sollbruchstelle als auch an mindestens einer Biegestelle mindestens einen keilförmigen Einschnitt aufweisen. Die keilförmigen Einschnitte können sowohl auf derselben Seite als auch auf gegenüberliegenden Seiten des Leiters liegen.
Es ist zweckmäßig, dass der Leiter zumindest im Bereich der Sollbruch- und Biegestelle flach ausgebildet ist.
Der Abschnitt des elektrischen Leiters, der durchtrennt werden soll, ist von einem Gehäuse umgeben, in dem bei einem Kraftfahrzeug ein Airbaganzünder angeordnet ist.
Es ist zweckmäßig, dass der Airbaganzünder in das Gehäuse eingespritzt ist, so dass beide eine Einheit bilden.
Bei einer Ausführungsform ist der Leiter im Bereich der Trenn- und Biegestelle zwischen einer Buchse und einem Klemmstück gelagert, das ringförmig ausgebildet ist, so dass der Leiter in diese Richtung verform- und trennbar ist.
Bei einer anderen Ausführungsform besteht das Gehäuse aus einem Außen- und einem Innengehäuse und der Leiter ist zwischen diesen beiden Gehäusen gelagert.
Bei den vorgenannten beiden Ausführungsformen ist die Leitung unempfindlich gegen Vibrationen und Erschütterungen gelagert.
Bei einer Vorrichtung zur einmaligen und dauerhaften Trennung eines elektrischen Leiters, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mittels einer Druckwelle und unter Verwendung eines aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Keils , der sich in Richtung der Trennstelle erstreckt, sind erfindungsgemäß weiterhin die Quelle zur Erzeugung der Druckwelle und der Keil auf entgegengesetzten Seiten eines Leitungsabschnittes angeordnet und der Keil ist unbeweglich. Bei dieser Vorrichtung wird der Leitungsabschnitt durch die Druckwelle gegen den feststehenden Keil gedrückt und durch diesen getrennt. Da der Keil als mechanisches Trennelement nicht bewegt wird, ist die Gefahr des Verklemmens völlig beseitigt. Weiterhin besteht der Vorteil, dass nach der Durchtrennung des Leiters kein Lichtbogen entstehen kann, da der elektrisch nicht leitende Keil unmittelbar nach der Trennung zwischen den Leiterenden liegt.
Es ist vorteilhaft, wenn neben dem Keil mindestens ein Hohlraum zur Aufnahme mindestens eines durchtrennten Endes des Leitungsabschnitts vorgesehen ist. In diesem Fall wird das mindestens eine durchtrennte Ende des Leitungsabschnitts durch die Druckwelle in diesen Hohlraum gedrückt und dadurch noch weiter von dem anderen Leiterende entfernt, so dass die dauerhafte Trennung noch sicherer wird.
In einer Ausführungsform ist der Keil so angeordnet, dass neben jeder Keilfläche ein Hohlraum zur Aufnahme je eines durchtrennten Endes des Leitungsabschnitts vorgesehen
ist. In diesem Fall werden also beide Enden des mittels des Keils durchtrennten Leitungsabschnitts durch die Druckwelle in einen Hohlraum gedrückt.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Keil so angeordnet, dass neben einer Keilfläche ein Hohlraum zur Aufnahme eines durchtrennten Endes des Leitungsabschnitts vorgesehen ist, so dass nur ein Ende des Leitungsabschnitts nach der Trennung durch die Druckwelle weggedrückt wird.
Es ist zweckmäßig, dass der Keil fest im Gehäuse der Quelle zur Erzeugung der Druckwelle angeordnet ist. Bei einer ersten Ausführungsform ist der Leitungsabschnitt im Bereich der Trennstelle zwischen einer Buchse und einem Klemmstück gelagert, das ringförmig ausgebildet ist, so dass der Leitungsabschnitt in diese Richtung trennbar ist. Der Keil ist dabei vorzugsweise integrierter Bestandteil des Klemmstücks.
Bei einer weiteren Ausführungsform besteht das Gehäuse aus einem Außengehäuse und einem Innengehäuse und der Leitungsabschnitt ist zwischen diesen beiden Gehäusen gelagert. Der Keil ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise integrierter Bestandteil des Außengehäuses.
Es ist weiterhin zweckmäßig, dass als Quelle zur Erzeugung der Druckwelle eine pyrotechnische Ladung vorgesehen ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Leitungsabschnitt auf der dem Keil zugewandten Seite in dessen Bereich eine Kerbe aufweist, so dass der Leitungsabschnitt durch die Druckwelle in dieser Kerbe gegen den Keil gedrückt wird. Diese Kerbe erleichtert die Durchtrennung des Leitungsabschnitts durch den Keil. Weiterhin kann der Leitungsabschnitt auf der Seite, auf der die Quelle zur Erzeugung der Druckwelle angeordnet ist, mindestens eine Kerbe aufweisen. Dadurch wird das Aufbiegen der durchtrennten Enden des Leitungsabschnitts erleichtert.
Weiterhin ist bei einem Trennelement zur Durchtrennung einer elektrischen Leitung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mittels einer Druckwelle, wobei der zu durchtrennende Leiterabschnitt zumindest am Rand eines Druckraumes auf einer den Druckraum umgebenden Hülle aufliegt und dort eingespannt ist, erfindungsgemäß an der innersten Kontaktstelle zwischen der elektrischen Leitung und der Auflage der elektrischen Leitung eine durch die Druckwelle verformbare und dadurch gegen einen Spalt zwischen der
elektrischen Leitung und der Auflage andrückbare Dichtung vorgesehen, die den Spalt in radialer Richtung abdichtet.
Mittels dieser Dichtung wird gewährleistet, dass der Druck auf den Druckraum begrenzt bleibt. Dadurch liegen reproduzierbare Druckverhältnisse vor. Die in der Regel im Trennbereich des Leiters vorgesehene Sollbruchstelle kann robust ausgelegt werden, da nicht zu befürchten ist, dass der Druck durch Leckströme verringert wird. Die Bauteile außerhalb des definierten Druckraumes müssen nicht überdimensioniert werden, um eventuellen Leckströmen standzuhalten. Sie können vielmehr entsprechend der normalen Belastung ausgelegt werden, wodurch Kosten eingespart werden. Im Falle der Verwendung einer pyrotechnischen Ladung können die aufzubringenden Gasmengen reduziert werden. Insgesamt wird die Funktionssicherheit erhöht.
Vorzugsweise ist die Dichtung an einem den Druckraum umgebenden Rohr als Hülle vorgesehen, das in einem eine pyrotechnische Ladung aufnehmenden Gehäuse angeordnet ist.
Es ist zweckmäßig, dass die Dichtung als Dichtlippe ausgebildet ist, die vorzugsweise Bestandteil des Rohres ist. Das Rohr kann zum Ausgleich von Toleranzen in geringem Umfang verschiebbar sein.
Die Erfindung soll in Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 in einem Schnitt den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung;
Fig. 2 eine Ausführungsform, bei der der zu trennende Leiter zwischen einer Buchse und einem Klemmstück in einem Gehäuse gelagert ist;
Fig. 3 eine Ausführungsform, bei der der zu trennende Leiter zwischen einem Innen- und einem Außengehäuse gelagert ist;
Fig. 4 einen Leiterabschnitt, der im Bereich der Sollbruchstelle einen einseitig verringerten Querschnitt gegenüber dem anschließenden Leiter aufweist und bei dem die Sollbruchstelle und die Biegestelle identisch sind;
Fig. 5 einen Leiterabschnitt, der im Bereich der Sollbruchstelle einen zweiseitig verringerten Querschnitt gegenüber dem anschließenden Leiter aufweist und bei dem die Sollbruchstelle und die Biegestelle identisch sind;
Fig. 6 einen Leiterabschnitt, der im Bereich der Sollbruchstelle einen einseitig verringerten, sich kontinuierlich verändernden Querschnitt aufweist, mit je einer Bruch- und Biegestelle;
Fig. 7 einen Leiterabschnitt, der im Bereich der Sollbruchstelle einen einseitig verringerten Querschnitt und an der Sollbruchstelle auf der Seite der Querschnittsverringerung einen keilförmigen Einschnitt aufweist;
Fig. 8 den Leiterabschnitt nach Fig. 7 mit einem keilförmigen Einschnitt auf der der Querschnittsverringerung gegenüberliegenden Seite;
Fig. 9 einen Leiterabschnitt mit einem keilförmigen Einschnitt als Sollbruchstelle auf der einen Seite des Leiters und mit zwei keilförmigen Einschnitten als Biegestellen auf der gegenüberliegenden Seite des Leiters;
Fig. 10 einen Leiterabschnitt mit zwei keilförmigen Einschnitten als Biegestelle und mit einem keilförmigen Einschnitt als Sollbruchstelle, wobei alle Einschnitte auf derselben Seite des Leiters liegen;
Fig. 11 einen Leiterabschnitt mit je einem keilförmigen Einschnitt als Sollbruchstelle und Biegestelle auf gegenüberliegenden Seiten des Leiters;
Fig. 12 einen Leiterabschnitt mit je einem keilförmigen Einschnitt als Sollbruchstelle und Biegestelle auf derselben Seite des Leiters;
Fig. 13 einen Leiterabschnitt und Abschnitte eines Gehäuses, wobei der Leiterabschnitt einen keilförmigen Einschnitt als Sollbruchstelle aufweist;
Fig. 14 eine schematische Darstellung eines Teils eines Gehäuses mit eingespanntem Leiterabschnitt, der keilförmige Vertiefungen aufweist, in der Ruhelage und mit Airbaganzünder;
Fig. 15 die Anordnung nach Fig. 14 nach der Trennung des Leiters;
Fig. 16 eine schematische Darstellung eines Teils eines Gehäuses mit eingespanntem Leiterabschnitt, der einen Abschnitt mit verringertem Querschnitt aufweist, und Airbaganzünder in der Ruhelage;
Fig. 17 die Anordnung der Fig. 16 nach der Trennung des Leiters.
Fig.18 eine Ausführungsform, bei der ein Keil mittig an einem Klemmstück in einem Gehäuse angeordnet ist;
Fig.19 eine Ausführungsform, bei der ein Keil seitlich an einem Klemmstück in einem Gehäuse angeordnet ist;
Fig. 20 eine Ausführungsform, bei der ein Keil an einem Gehäuseteil eines zweiteiligen Gehäuse angeordnet ist.
Fig. 21 einen Schnitt durch ein Trennelement mit andrückbarer Dichtung;
Fig. 22 die Einzelheit E aus Fig. 21.
In der Fig. 1 ist eine Stromschiene 1 dargestellt, die Anschlussabschnitte 2, 3 aufweist. Zwischen diesen verläuft die Stromschiene U-förmig mit senkrecht zu den Anschlussabschnitten 2, 3 verlaufenden Abschnitten 4, 5 und einem Abschnitt 6, der zwischen den Abschnitten 4, 5 liegt. Diese letztgenannten Abschnitte sind in einem Gehäuse 7 aus Isoliermaterial, z.B. aus Kunststoff, vollständig fixiert, indem sie dort mit dem Isoliermaterial umspritzt sind. Die Anschlussabschnitte 2, 3 und der Abschnitt 6 sind auf die gleiche Weise teilweise im Gehäuse 7 eingebettet.
Innerhalb des Gehäuses 7 ist ein Hohlraum 8 vorhanden, in dem der größere Teil des Abschnitts 6 frei liegt. Dieser weist vorzugsweise in der Mitte seines freien Teils einen keilförmigen Einschnitt 9 auf. Weiterhin befindet sich in dem Hohlraum 8 ein Anzünder 10 für einen nicht dargestellten Airbag. Der keilförmige Einschnitt 9 befindet sich auf der Seite des Abschnitts 6, die dem Anzünder zugewandt ist. Bei Zündung des Anzünders wird der Abschnitt 6 infolge der Druckwirkung des aus dem Anzünder austretenden Gases im Bereich des Einschnitts 9 durchtrennt und nach oben gebogen, so dass die elektrische Verbindung unterbrochen ist.
Bei einer in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist der Abschnitt 6 der Stromschiene zwischen einer Buchse 11 und einem Klemmstück 12 gelagert, das einen ringförmigen Abschnitt aufweist. Die Buchse ist im Gehäuse 7 befestigt und das Klemmstück 12 drückt in einem Bereich, der außerhalb der Buchse 11 liegt, auf den Abschnitt 6 der Stromschiene. Das Klemmstück 12 weist im Bereich der Buchse 11 einen Hohlraum 13 auf, in den hinein sich die Enden des durchtrennten Abschnitts 6 nach der Zündung des Anzünders 10, der innerhalb der Buchse angeordnet ist, biegen können, ohne dass diese Enden von den Abschnitten 4 und 5 abgetrennt werden. Der keilförmige Einschnitt 9 befindet sich bei dieser Ausführungsform auf der dem Anzünder 10 abgewandten Seite des Abschnitts 6.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3 ist die Stromschiene mit ihren Abschnitten 4, 5 und 6 zwischen einem Außengehäuse 14 und einem Innengehäuse 15 gelagert. Das Innengehäuse 15 weist einen Hohlraum 16 für die Aufnahme des Anzünders 10 auf. Das Außengehäuse 14 weist im Bereich des Hohlraums 16 einen Hohlraum 17 auf, dessen seitliche Abmessungen größer sind als die des Hohlraums 16. Nach Zündung des Anzünders 10 können sich die Enden des durchtrennten Abschnitts 6 in diesen Hohlraum hinein verbiegen, ohne von den Abschnitten 4 und 5 abgetrennt zu werden.
In der Fig. 4 ist ein Leiterabschnitt 6 im Bereich der Sollbruchstelle dargestellt. Im Unterschied zu den Anordnungen der Figuren 1 bis 3 weist die Sollbruchstelle bei dieser Ausführungsform keinen keilförmigen Einschnitt auf. Vielmehr weist der Leiterabschnitt im Bereich der Sollbruchstelle einen Abschnitt 18 mit einseitig verringertem Querschnitt gegenüber den anschließenden Leiterabschnitten 19, 20 auf. Der Abschnitt 18 weist auf seiner gesamten Länge die gleiche Breite und Dicke auf, so dass die mit 21 und 22 gekennzeichneten Stellen des Übergangs vom Abschnitt 18 zu den Abschnitten 19, 20 sowohl Bruch- als auch Biegestellen sein können, d.h. beide sind identisch. Dabei wird davon ausgegangen, dass das Leitermaterial nicht so homogen ist und der Gasdruck nicht so gleichmäßig groß ist, dass der Leiter nach Zündung des Anzünders an beiden Stellen 21 , 22 gleichzeitig bricht, so dass der Abschnitt 18 als freies Teil vorliegt. Vielmehr wird das Material an einer Stelle 21 oder 22 brechen und an der anderen dieser beiden Stellen verbogen werden.
Auch in der Fig. 5 ist der Leiterabschnitt 6 im Bereich der Sollbruchstelle dargestellt. Bei dieser Ausführungsform weist der Leiterabschnitt im Bereich der Sollbruchstelle einen Abschnitt 23 mit zweiseitig verringertem Querschnitt gegenüber den anschließenden Leiterabschnitten 24, 25 auf. Der Abschnitt 23 weist auch bei dieser Ausführungsform über die gesamte Länge die gleiche Breite und Dicke auf, so dass die mit 26 und 27
gekennzeichneten Stellen des Übergangs vom Abschnitt 23 zu den Abschnitten 24, 25 sowohl Bruch- und Biegestellen sein können. Die Gründe hierfür sind dieselben wie bei der Ausführungsform der Fig. 4.
Der in der Fig. 6 dargestellte Leiterabschnitt 6 weist im Bereich der Sollbruchstelle einen Abschnitt 28 mit einseitig verringertem, sich kontinuierlich veränderndem Querschnitt auf. Bei dieser Ausführungsform sind die Bruch- und die Biegestelle nicht identisch. Vielmehr wird die Stelle des Abschnitts 28 mit dem geringsten Querschnitt die Bruchstelle 29 und die Stelle des Abschnitts 28 mit dem größten Querschnitt die Biegestelle 30 sein.
Bei der Ausführungsform der Fig. 7 ist ein Leiterabschnitt 6 dargestellt, der im Bereich der Sollbruchstelle einen Abschnitt 31 mit einseitig verringertem Querschnitt und an der Sollbruchstelle auf der Seite der Querschnittsverringerung einen keilförmigen Einschnitt 32 aufweist. Der Abschnitt 31 liegt zwischen Abschnitten 33, 34 mit größerem Querschnitt. Bei dieser Ausführungsform stellt der Ort des keilförmigen Einschnitts 32 die Sollbruchstelle dar, während Biegestellen 35, 36 am Übergang des Abschnitts 31 zu den Abschnitten 33, 34 vorliegen.
Die Ausführungsform der Fig. 8 entspricht der Ausführungsform der Fig. 7 mit dem Unterschied, dass ein keilförmiger Einschnitt 37 als Sollbruchstelle auf der der Querschnittsverringerung gegenüberliegenden Seite liegt.
Bei der Ausführungsform der Fig. 9 weist der Leiterabschnitt 38 im Bereich der Sollbruchstelle einen konstanten Querschnitt auf. Dieser wird nur dadurch unterbrochen, dass ein keilförmiger Einschnitt 39 als Sollbruchstelle auf der einen Seite des Leiterabschnitts 38 und zwei keilförmige Einschnitte 40, 41 als Biegestellen auf der gegenüberliegenden Seite des Leiterabschnitts 38 vorgesehen sind. Die Biegestellen sind vorzugsweise weniger tief eingeschnitten als die Sollbruchstelle.
Bei der Ausführungsform der Fig. 10 weist der Leiterabschnitt 42 im Bereich der Sollbruchstelle ebenfalls einen konstanten Querschnitt auf. Dieser wird durch zwei keilförmige Einschnitte 43, 44 als Biegestellen und durch einen keilförmigen Einschnitt 45 als Sollbruchstelle unterbrochen, wobei alle Einschnitte auf derselben Seite des Leiterabschnitts 42 liegen.
Auch bei der Ausführungsform der Fig. 11 weist der Leiterabschnitt 46 im Bereich der Sollbruchstelle einen konstanten Querschnitt auf. Dieser wird durch zwei keilförmige
Einschnitte 47, 48 unterbrochen, von denen einer eine Sollbruchstelle und der andere eine Biegestelle darstellt. Die Einschnitte 47, 48 liegen auf gegenüberliegenden Seiten des Leiterabschnitts 46. Welcher der Einschnitte die Sollbruchstelle und welcher die Biegestelle darstellt, wird durch die unterschiedliche Tiefe der Einschnitte vorherbestimmt.
Die Ausführungsform der Fig. 12 unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 11 nur dadurch, dass Einschnitte 49,50 auf derselben Seite eines Leiterabschnitts 51 liegen.
Die Fig. 13 zeigt einen Leiterabschnitt 6 und Abschnitte des Gehäuses 12 bzw. 14 der Figuren 2 und 3 im Ausschnitt detaillierter. Die Wirkungsweise entspricht der Ausführungsform, die in Fig. 7 dargestellt ist. Es sind der keilförmige Einschnitt 9 als Sollbruchstelle und zwei Biegestellen 52, 53 erkennbar.
Die Fig. 14 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Gehäuses mit eingespanntem Leiterabschnitt, der keilförmige Vertiefungen aufweist, und mit Airbaganzünder in der Ruhelage. Die Anordnung ist vergleichbar mit den in den Figuren 2 und 9 dargestellten Anordnungen. Ein Abschnitt 38 einer Stromschiene ist zwischen dem Gehäuse 7 und dem Klemmstück 12 eingespannt. Der Abschnitt 38 weist die in der Fig. 9 dargestellten keilförmigen Einschnitte 39, 40 und 41 auf, wobei im Unterschied zur Fig. 9 die Einschnitte 40 und 41 unten und der Abschnitt 39 oben liegen. Unterhalb des Abschnitts 38 ist der Airbaganzünder 10 angeordnet. Nach dessen Zündung wird der Abschnitt 38 am Einschnitt 39 wegen der dabei entstehenden Druckwelle aufgerissen und die so entstandenen zwei Enden 38a und 38b werden, wie es in der Fig. 15 dargestellt ist, um die Einschnitte 40, 41 als Biegestellen nach oben umgebogen und dabei soweit voneinander entfernt, dass sie sich auch bei Nachlassen des Drucks nicht mehr berühren können.
Die Fig. 16 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Gehäuses mit eingespanntem Leiterabschnitt, der einen Abschnitt mit verringertem Querschnitt aufweist, und mit Airbaganzünder in der Ruhelage. Die Anordnung ist vergleichbar mit den in den Figuren 2 und 4 dargestellten Anordnungen. Bei dieser Ausführungsform ist der Leiter mit Abschnitten 19 und 20 zwischen dem Gehäuse 7 und dem Klemmstück 12 eingespannt. Zwischen diesen Abschnitten weist der Leiter, wie in Fig. 4 dargestellt, den Abschnitt 18 mit einseitig verringertem Querschnitt auf, wobei der Querschnitt im Unterschied zur Fig. 4 unten verringert ist. Nach Zündung des Airbaganzünders 10 reißt der Abschnitt 18 wegen der dabei entstehenden Druckwelle an der Bruchstelle 22 vom Abschnitt 20 ab, wird um die Biegestelle 21 nach oben gebogen, wie es in Fig. 17 dargestellt ist, und wird dabei vom Abschnitt 20
soweit entfernt, dass er auch bei Nachlassen des Drucks den Abschnitt 20 nicht mehr berührt.
Mit den dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Leiter auf einfache Weise und sicher getrennt werden.
In der Fig. 18 ist eine Stromschiene 101 dargestellt, die Anschlussabschnitte 102, 103 aufweist. Zwischen diesen verläuft die Stromschiene 101 U-förmig mit senkrecht zu den Anschlussabschnitten 102, 103 verlaufenden Abschnitten 104, 105 und einem Abschnitt 106, der zwischen den Abschnitten 104, 105 liegt. Diese Abschnitte 104, 105 sind in einem Gehäuse 107 aus Isoliermaterial fixiert, indem sie dort mit dem Isoliermaterial umspritzt sind. Die Anschlussabschnitte 102, 103 sind auf die gleiche Weise in einem Bereich im Gehäuse 107 eingebettet. Dieser Bereich ist in der Fig. 18 nicht dargestellt. Der Abschnitt 106 ist zwischen einer Buchse 108 und einem Klemmstück 109 gelagert, das einen ringförmigen Abschnitt aufweist. Die Buchse 108 ist im Gehäuse 107 befestigt und das Klemmstück 109 drückt in einem Bereich, der außerhalb der Buchse 108 liegt, auf den Abschnitt 106 der Stromschiene. Das Klemmstück 109 weist im Bereich der Buchse 108 einen Hohlraum 110 und innerhalb dieses Hohlraumes einen Keil 1 1 1 auf, der sich in Richtung des Abschnitts 106 erstreckt. Das Klemmstück 109 mit dem Keil 1 11 ist fest im Gehäuse 107 verankert. Der Keil ist so mittig angeordnet, dass neben jeder Keilfläche ein Hohlraumabschnitt 110a bzw. 1 10b vorhanden ist. Dem Keil 111 ist auf dem Abschnitt 106 eine Kerbe 112 zugeordnet. Innerhalb der Buchse 108 ist als Quelle zur Erzeugung einer Druckwelle eine pyrotechnische Ladung 113 vorgesehen. Auf deren Seite weist der Abschnitt 106 der Stromschiene im Bereich der Innenwand der Buchse 108 Kerben 114, 115 auf, deren Tiefe geringer ist als die Tiefe der Kerbe 112.
Nach Zündung der pyrotechnischen Ladung 113 entsteht eine Druckwelle, die den Abschnitt 106 der Stromschiene 101 gegen den Keil 111 drückt. Dabei wird dieser Abschnitt insbesondere an den Kerben 1 14, 115 in Richtung des Hohlraums 110 gedreht. Die Druckwelle und der Keil 111 bewirken, dass der Abschnitt 106 an der Kerbe 112 durchtrennt wird, und dass durch die Druckwelle die dadurch entstehenden Teilabschnitte des Abschnitts 106 in die Hohlräume 110a und 1 10b gedrückt werden. Wegen des feststehenden Keils wird der Abschnitt 106 sicher getrennt. Ein Verklemmen wie bei einem beweglichen Keil ist ausgeschlossen. Nach dem Durchtrennen des Abschnitts 106 kann zwischen den Enden kein Lichtbogen entstehen, da sich der aus isolierendem Material bestehende Keil 111 zwischen den durch die Trennung entstandenen Enden befindet.
In der Fig. 19 ist eine weitere Ausführungsform der Trennvorrichtung dargestellt. Im Unterschied zur Ausführungsform der Fig. 18 weist das Klemmstück 109 einen seitlich angeordneten Keil 111a auf. Am Abschnitt 106 ist diesem Keil eine Kerbe 112a zugeordnet. Weiterhin weist der Abschnitt 106 auf der Seite, die der pyrotechnischen Ladung zugewandt ist, eine Kerbe 115a auf.
Auch bei dieser Ausführungsform wird der Abschnitt 106 durch den Keil 111a und durch die Druckwelle der pyrotechnischen Ladung durchtrennt, wobei sich abweichend zur Ausführungsform der Fig.18 nur ein Ende des Abschnitts 106 um die Kerbe 1 15a in den Hohlraum 110 dreht.
Bei der Ausführungsform der Fig. 20 ist die Stromschiene 101 mit ihren Abschnitten 104, 105 und 106 zwischen einem Außengehäuse 116 und einem Innengehäuse 117 gelagert. Das Innengehäuse 117 weist einen Hohlraum 118 für die pyrotechnische Ladung 113 auf. Das Außengehäuse 116 weist im Bereich des Hohlraums 118 einen Hohlraum 119 auf, dessen seitliche Abmessungen größer sind als die des Hohlraums 118. Bestandteil des Außengehäuses 116 ist im Bereich des Hohlraums 1 19 ein Keil 120, der sich in Richtung des Abschnitts 106 der Stromschiene 101 erstreckt. Wie bei der Ausführungsform der Fig. 18 ist dem Keil 120 die Kerbe 112 am Abschnitt 106 zugeordnet. Weiterhin weist der Abschnitt 106 wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 zwei Kerben 114, 115 auf. Die Wirkungsweise nach Zündung der pyrotechnischen Ladung entspricht der der Ausführungsform der Fig. 18.
In der Fig. 21 eine Stromschiene 201 als elektrischer Leiter dargestellt. Die Stromschiene 201 verläuft innerhalb eines Gehäuses 202 U-förmig mit senkrecht verlaufenden Abschnitten 203, 204 und einem Abschnitt 205, der zwischen den Abschnitten 203, 204 liegt. Diese letzteren Abschnitte sind in dem Gehäuse 202 aus Isoliermaterial fixiert. An die Abschnitte 203, 204 schließen sich außerhalb des Gehäuses 202 Anschlüsse an, die in der Fig. 21 nicht dargestellt sind. Der Abschnitt 205 ist zwischen einem Rohr 206 als Auflage und einem Klemmstück 207 gelagert, das einen ringförmigen Abschnitt aufweist. Das Rohr 206 ist im Gehäuse 202 so befestigt, dass es sich zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen geringfügig in Richtung seiner Längsachse bewegen kann. Das Klemmstück 207 drückt in einem Bereich, der außerhalb des Rohrs 206 liegt, auf den Abschnitt 205 der Stromschiene. Das Klemmstück 207 weist im Bereich des Rohres 206 einen Hohlraum 208 auf
Im Gehäuse 202 und zum Teil innerhalb des Rohres 206 ist als Quelle zur Erzeugung einer Druckwelle eine pyrotechnische Ladung 209 vorgesehen. Zwischen dieser und dem Abschnitt 205 der Stromschiene 201 erstreckt sich innerhalb des Rohres 206 ein definierter
Druckraum 210. Der Abschnitt 206 der Stromschiene 201 weist auf der Seite des Druckraumes 210 eine keilförmige Sollbruchstelle 206a und auf der Seite des Hohlraumes 208 zwei keilförmige Biegestellen 206b und 206c auf.
Zwischen dem Rohr 206 und dem Abschnitt 205 der Stromschiene 201 kann fertigungsbedingt ein Spalt 211 (Fig. 22) vorhanden sein, der nach Erzeugung einer Druckwelle zu einem Leckstrom führen kann. Um das zu verhindern weist das Rohr 206 an der innersten Kontaktstelle 212 zwischen dem Rohr 206 und dem Abschnitt 205 der Stromschiene 201 eine umlaufende Dichtlippe 213 auf.
Nach der Zündung der pyrotechnischen Ladung 209 entsteht eine Druckwelle, die den Abschnitt 206 der Stromschiene 201 um die Biegestellen 206b und 206c in Richtung des Hohlraumes 208 biegt bis der Abschnitt 206 und damit die Stromschiene 201 an der Sollbruchstelle 206a getrennt wird, und die voneinander getrennten Enden in den Hohlraum 208 ragen. Zusammen mit dem Abschnitt 206 wird auch die Dichtlippe 213 infolge des erhöhten Drucks im Druckraum 210 so verformt, dass sie sich an den Abschnitt 206 anlegt. Dadurch wird der Spalt 211 in radialer Richtung abgedichtet, wodurch verhindert wird, dass durch den Spalt 211 Druckgas entweichen kann. Bis zum Aufreißen der Sollbruchstelle 206a ist deshalb ein definierter Druckraum 210 vorhanden, der die oben genannten Vorteile zur Folge hat.
An Stelle der im Rohr integrierten Dichtlippe kann auch eine separate Dichtung vorgesehen sein, die durch den Druck im Druckraum dann nicht nur gegen die Stromschiene sondern auch seitlich gegen das Rohr bzw. einen anderen Gehäuseabschnitt gedrückt wird, so dass ein Spalt zwischen der Stromschiene und dem Rohr bzw. einem anderen Gehäuseabschnitt abgedichtet wird.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann außer bei Trennelementen auch bei Schalteinrichtungen angewandt werden.
Claims
1. Verfahren zur einmaligen und dauerhaften Trennung einer elektrischen Verbindung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mittels einer Druckwelle, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Leitung an einer Sollbruchstelle getrennt und zusätzlich im Bereich der Sollbruchstelle verformt wird, wobei die durchtrennten Enden der Leitung Bestandteil der jeweiligen Leitungsseite bleiben.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung sowohl vor als auch nach der Trennung verformt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung und die Trennung in einem Kraftfahrzeug durch den beim Zünden eines Airbaganzünders entstehenden Gasdruck erfolgt
4. Vorrichtung zur einmaligen und dauerhaften Trennung einer elektrischen Verbindung, mittels einer Druckwelle, insbesondere nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt (6, 38, 42, 46, 51 ) eines elektrischen Leiters, der durchtrennt werden soll, sowohl eine Sollbruchstelle (9, 21 , 22, 26, 27, 29, 32, 37, 39, 45, 47, 48, 49, 50) als auch mindestens eine Biegestelle (21 , 22, 26, 27, 30, 35, 36, 40, 41 , 43, 44, 47, 48, 49, 50, 52, 53) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (21 , 22, 26, 27, 47, 48, 49, 50) und die Biegestelle identisch sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (9, 29, 32, 37, 39, 45) und die Biegestelle (30, 35, 36, 40, 41 , 43, 44,52, 53) an unterschiedlichen Stellen liegen.
7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (1 ) an der Sollbruchstelle (9, 21 , 22, 26, 27, 29, 32, 37, 39, 45,47, 48, 49, 50) und an der Biegestelle (21 , 22, 26, 27, 30, 35, 36, 40, 41 , 43, 44, 47, 48, 49, 50, 52, 53) mindestens einen Abschnitt (9, 18, 23, 28, 32, 37, 39, 40, 41 , 43, 44, 45, 47, 48, 49, 50) mit vermindertem Querschnitt aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Leiterabschnitt (9, 18, 23, 28, 32, 37, 39, 40, 41 , 43, 44, 45, 47, 48, 49, 50) mit vermindertem Querschnitt über eine vorbestimmte Länge erstreckt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterabschnitt (9, 28, 32, 37, 39, 40, 41 , 43, 44, 45, 47, 48, 49, 50) einen sich kontinuierlich verändernden Querschnitt aufweist.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Abschnitt (9, 32, 37, 39, 40, 41 , 43, 44, 45, 47, 48, 49, 50) mit vermindertem Querschnitt keilförmig ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter an der Sollbruchstelle einen keilförmigen Einschnitt (9, 32, 37, 39, 45, 47, 48, 49, 50) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter sowohl an der Sollbruchstelle als auch an mindestens einer Biegestelle mindestens einen keilförmigen Einschnitt (9, 32, 37, 39, 40, 41, 43, 44, 45, 47, 48, 49, 50) aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die keilförmigen Einschnitte (43, 44, ,45, 49, 50 auf derselben Seite des Leiters (1 ) liegen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die keilförmigen Einschnitte 39, 40, 41 , 47, 48) auf gegenüberliegenden Seiten des Leiters liegen.
15. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (1 ) zumindest im Bereich der Sollbruch- und Biegestelle flach ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt des elektrischen Leiters (1 ) , der durchtrennt werden soll, von einem Gehäuse (7) umgeben ist, in dem bei einem Kraftfahrzeug ein Airbaganzünder (10) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbaganzünder (10) in das Gehäuse (7) eingespritzt ist, so dass beide eine Einheit bilden.
18. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (1 ) im Bereich der Trenn- und Biegestelle zwischen einer Buchse (11 ) und einem Klemmstück (12) gelagert ist, das ringförmig ausgebildet ist, so dass der Leiter in diese Richtung verform- und trennbar ist..
19. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus einem Außen- (14) und einem Innengehäuse (15) besteht und dass der Leiter (1 ) zwischen diesen beiden Gehäusen gelagert ist.
20. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Keils, der sich in Richtung der Trennstelle erstreckt, die Quelle (113) zur Erzeugung der Druckwelle und der Keil (111 , 111a, 120) auf entgegengesetzten Seiten eines Leitungsabschnittes (106) angeordnet sind, und dass der Keil (1 11 , 11 1a, 120) unbeweglich ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Keil (111 , 120) mindestens ein Hohlraum (110, 119) zur Aufnahme mindestens eines durchtrennten Endes des Leitungsabschnittes (106) vorgesehen ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (111 , 120) so angeordnet ist, dass neben jeder Keilfläche ein Hohlraum (110a, 110b) zur Aufnahme je eines durchtrennten Endes des Leitungsabschnittes (106) vorgesehen ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (111a) so angeordnet ist, dass neben einer Keilfläche ein Hohlraum (110) zur Aufnahme eines durchtrennten Endes des Leitungsabschnittes (106) vorgesehen ist.
24. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (111 , 111a, 120) fest im Gehäuse (107, 116) der Quelle (113) zur Erzeugung der Druckwelle angeordnet ist.
25. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (106) im Bereich der Trennstelle zwischen einer Buchse (108) und einem Klemmstück (109) gelagert ist, das ringförmig ausgebildet ist, so dass der Leitungsabschnitt (106) in diese Richtung trennbar ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (111 , 1 11a) integrierter Bestandteil des Klemmstücks (109) ist.
27. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus einem Außengehäuse (116) und einem Innengehäuse (117) besteht und dass der Leitungsabschnitt (106) zwischen diesen beiden Gehäusen gelagert ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Keil (120) integrierter Bestandteil des Außengehäuses (116) ist
29. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass als Quelle zur Erzeugung der Druckwelle eine pyrotechnische Ladung (113) vorgesehen ist.
30. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (106) auf der dem Keil (111 , 111a, 120) zugewandten Seite in dessen Bereich eine Kerbe (1 12, 1 12a) aufweist.
31. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (106) auf der Seite, auf der die Quelle (1 13) zur Erzeugung der Druckwelle angeordnet ist, mindestens eine Kerbe (114, 1 15, 1 15a) aufweist.
32. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der zu durchtrennende Leiterabschnitt zumindest am Rand eines Druckraumes auf einer den Druckraum umgebenden Hülle aufliegt und dort eingespannt ist, dass an der innersten Kontaktstelle (212) zwischen der elektrischen Leitung (201) und der Auflage (206) der elektrischen Leitung (201 ) eine durch die Druckwelle verformbare und dadurch gegen einen Spalt (211 ) zwischen der elektrischen Leitung (201 ) und der Auflage (206) andrückbare Dichtung (213) vorgesehen ist, die den Spalt (211 ) in radialer Richtung abdichtet.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (213) an einem den Druckraum (210) umgebenden Rohr (206) als Hülle vorgesehen ist, das in einem eine pyrotechnische Ladung (209) aufnehmenden Gehäuse (202) angeordnet ist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung als Dichtlippe (213) ausgebildet ist.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (213) Bestandteil des Rohres (206) ist.
36. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (206) zum Ausgleich von Toleranzen in geringem Umfang verschiebbar ist.
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