DE10337980B4

DE10337980B4 - Pyromechanisches Batteriepol-Trennelement

Info

Publication number: DE10337980B4
Application number: DE10337980A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Brede Uwe; Uwe Albrecht
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: DE10337980A1

Abstract

Pyromechanisches Batteriepol-Trennelement zum Abschalten von daran angeschlossenen Aggregaten, mit einem Gehäuse (1), in dem ein elektrischer Stromleiter angeordnet ist, und mit einem pyrotechnischen Wirkelement (14), das einen Trennkolben mit Trennelement (7) zum Durchtrennen des elektrischen Stromleiters an einer Trennstelle (11) im Notfall und mit einer pyrotechnischen Ladung zum Antrieb des Trennelements (7) aufweist; bei dem der elektrische Stromleiter als einstückiges Batterieklemmenelement (5) ausgebildet ist, das zum Anschließen an einen Batteriepol einer Batterie eine Klemmvorrichtung (12) aufweist, von der zwei im Wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnete Schenkel (15a, 15b) abgehen, wobei an dem ersten Schenkel (15a) die Trennstelle (11) und ausgehend von der Klemmvorrichtung (12) dahinter ein erstes Befestigungselement (9) zum Anschließen der im Notfalls abzuschaltenden Aggregate und an dem zweiten Schenkel (15b) ein zweites Befestigungselement (10) zum Anschließen von im Notfall nicht abzuschaltenden Aggregaten angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein pyromechanisches Batteriepol-Trennelement zum Abschalten von daran angeschlossenen Aggregaten, mit einem Gehäuse, in dem ein elektrischer Stromleiter angeordnet ist, und mit einem pyrotechnischen Wirkelement, das einen Trennkolben mit Trennelement zum Durchtrennen des elektrischen Stromleiters an einer Trennstelle im Notfall und mit einer pyrotechnischen Ladung zum Antrieb des Trennelements aufweist, gemäß dem Patentanspruch 1.
Ein Batteriepol-Trennelement der vorgenannten Art ist aus der DE 197 49 896 A1 bekannt. Der darin beschriebene pyrotechnische Sicherheitsschalter für Kraftfahrzeuge weist ein im Batteriestromkreis liegendes Leiterelement auf, welches mittels eines durch einen pyroelektrischen Treibsatz antreibbares Trennelementes als Wirkelement mechanisch und elektrisch durchtrennbar ist. Soweit das gemäß einem Ausführungsbeispiel einstückig mit einer Polklemme ausgebildete Leiterelement zwei parallel zueinander verzweigte Anschlussfahnen für das Bordnetz des Kraftfahrzeuges umfasst, ist das Trennelement zu einer gleichzeitigen Durchtrennung der beiden Anschlussfahnen und vollständiger Trennung des Bordnetzes von der Batterie eingerichtet.
Es besteht jedoch die Forderung bei derartigen Sicherheitsschaltern, dass in einem Trennfall gleichwohl die elektrische Versorgung für Notversorgungsaggregate aufrechterhalten sein soll, was bei der gattungsgemäßen DE 197 49 896 A1 nicht gegeben ist.
Aus den weiteren Druckschriften DE 297 00 594 U1 , DE 199 26 072 A1 sowie FR 2 775 539 A1 sind vergleichbar aufgebaute Batteriepol-Trennelemente bekannt, bei denen ebenfalls eine Aufrechterhaltung der elektrischen Versorgung von Notversorgungsaggregaten im Anschluss an die Auslösung des zugeordneten Trennelementes nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Batteriepol-Trennelement mit den gattungsgemäßen Merkmalen so einzurichten, dass auch im Anschluss an die Funktion des Trennelementes eine elektrische Versorgung von Notversorgungsaggregaten möglich ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist bei dem Batteriepol-Trennelement vorgesehen, dass der elektrische Stromleiter als einstückiges Batterieklemmelement ausgebildet ist, das zum Anschließen an einen Batteriepol einer Batterie eine Klemmvorrichtung aufweist von der zwei im Wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnete Schenkel abgehen, wobei an dem ersten Schenkel die Trennstelle und ausgehend von der Klemmvorrichtung dahinter ein erstes Befestigungselement zum Anschließen der im Notfalls abzuschaltenden Aggregate und an dem zweiten Schenkel ein zweites Befestigungselement zum Anschließen von im Notfall nicht abzuschaltenden Aggregaten angeordnet ist.
Da das Trennelement nur auf einen Schenkel des elektrischen Leiters einwirkt, bleibt der andere Schenkel mit dem Batteriepol verbunden, so dass eine elektrische Versorgung der an diesen Schenkel des elektrischen Leiters angeschlossenen Aggregate weiterhin gegeben ist.
Vorteilhafterweise weist das Gehäuse Versteifungsrippen und/oder Stege auf und das Batterieklemmelement und das Wirkelement sind in diese Versteifungsrippen und/oder Stege einschiebbar.
Zum Schutz vor Herausfallen ist bevorzugt am ersten Schenkel des Batterieklemmenelements zwischen der Trennstelle und dem ersten Befestigungselement eine Verdickung angeordnet, wobei die Verdickung zwischen Rippen im Gehäuse angeordnet bzw. eingeklemmt ist.
In bevorzugter Ausführungsform ist das zweite Befestigungselement eine Stützpunktschraube und das erste Befestigungselement eine Befestigungsbohrung.
In bevorzugter Ausführungsform ragen vom Batterieklemmenelement nur die Befestigungselemente aus dem Gehäuse herausragen.
Vorteilhafterweise sind die Schenkel des Batterieklemmenelements in der Art eines Flachbandes ausgebildet.
Das Gehäuse des Batteriepol-Trennelementes ist zur Verstärkung bevorzugt aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Figuren näher beschrieben.
1 zeigt von oben gesehen einen Schnitt durch das pyromechanische Batteriepol-Trennelement. In einem faserverstärkten Kunststoffgehäuse 1 sind Versteifungsrippen verschiedener Art 2, 3 angeordnet. Diese Versteifungsrippen oder Stege sind so angeordnet, dass sie das komplette Batterieklemmenelement 5 durch Einstecken aufnehmen können. Gleichzeitig kann das in einem Gehäuse 13 angeordnete Wirkelement 14 mit dem Trennelement 7 in die Stege des Gehäuses 1 eingeschoben werden. Die Armierungstege 2, 3 klemmen sowohl das Batterieklemmenelement 5 als auch das Gehäuse 13 des Wirkelements 14 so fest ein, das sich zwischen der Trennstelle 11 und dem Trennelement 7 ein definierter Freiflug ausbilden kann. Zur Sicherung und mechanischen Entlastung gegen Biegeschwingungen ist an dem Stromleiter des Batterieklemmenelements 5 an der Stelle 6 eine definierte Verdickung angebracht. Zur Befestigung des kompletten Systems ist eine allgemein bekannte Klemmvorrichtung 12 vorgesehen, die das komplette pyromechanische Batteriepol-Trennelement auf dem Pluspolzapfen der Batterie festhält. Das einstückige Batterieklemmenelement 5 besitzt eine elektrische Stützpunktschraube als zweites Befestigungselement 10 auf dem zweiten Schenkel 15b, die auch bei einer Trennung die elektrische Versorgung für Notversorgungsaggregate aufrecht erhält, sowie eine Befestigungsbohrung als erstes Befestigungselement 9 an dem Schenkel 15a der Batterieklemme, die durch Zerstörung der Trennstelle 11 elektrisch von der Polklemme isoliert wird.
2 zeigt zum besseren Verständnis das metallische komplette einstückige Batterieklemmenelement 5 mit Stützpunkt 10, Klemmvorrichtung 12, Trennstelle 11, die gegen Herausschieben des abgetrennten Ende des Schenkels vorgesehene Verdickung 6 sowie die Stromanschlussbohrung 9, an die das Hauptstromkabel angeschlossen werden kann.
3 zeigt die komplette äußere Form des pyromechanischen Batteriepoltrennelementes mit Anschluss 9, elektrischen Stützpunkt 10 der Klemmvorrichtung 12, sowie dem elektrischen Zündsteckeranschluss 8.
Funktion: Das komplette pyromechanische Batteriepol-Trennelement wird auf den Pol der Batterie anhand der Klemmschraube 12 spannzangenähnlich fest montiert. An dem elektrischen Stützpunkt 10 können verschiedene Verbraucher mit Kabelösen elektrisch verbunden werden. An der Anschlussöse bzw. Bohrung 9 kann der abzuschaltende Verbraucher angeschlossen werden. Am Steckereingang 8 des pyromechanischen Trennelementes 7 wird der von einer Sensorik kommende Zündstecker eingesteckt. Kommt es beispielweise zu einem Unfall, bei dem die Auslösesensorik infolge der Fahrzeugerashsignatur anspricht, wird auf den Zündsteckereingang 8 ein elektrischer Zündstromimpuls geschaltet. In dem Trennelement 7 baut sich ein Antriebsdruck auf, der das Trennelement beschleunigt und auf die Trennstelle 11 schießt. Infolge der hohen kinetischen Energie, die beim Auftreffen auf die Stelle 11 frei wird, wird an dieser Stelle die Stromschiene durchschlagen und gemäß Skizze in den Freiraum 4 hineingebogen. Damit ist der Stromkreis von der Batterie über die Batterieklemme 5 zum Anschluss 9 unterbrochen.

Claims

Pyromechanisches Batteriepol-Trennelement zum Abschalten von daran angeschlossenen Aggregaten, mit einem Gehäuse (1), in dem ein elektrischer Stromleiter angeordnet ist, und mit einem pyrotechnischen Wirkelement (14), das einen Trennkolben mit Trennelement (7) zum Durchtrennen des elektrischen Stromleiters an einer Trennstelle (11) im Notfall und mit einer pyrotechnischen Ladung zum Antrieb des Trennelements (7) aufweist; bei dem der elektrische Stromleiter als einstückiges Batterieklemmenelement (5) ausgebildet ist, das zum Anschließen an einen Batteriepol einer Batterie eine Klemmvorrichtung (12) aufweist, von der zwei im Wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnete Schenkel (15a, 15b) abgehen, wobei an dem ersten Schenkel (15a) die Trennstelle (11) und ausgehend von der Klemmvorrichtung (12) dahinter ein erstes Befestigungselement (9) zum Anschließen der im Notfalls abzuschaltenden Aggregate und an dem zweiten Schenkel (15b) ein zweites Befestigungselement (10) zum Anschließen von im Notfall nicht abzuschaltenden Aggregaten angeordnet ist.
Batteriepol-Trennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) Versteifungsrippen und/oder Stege (2, 3) aufweist und das Batterieklemmenelement (5) und das Wirkelement (14) in diese Versteifungsrippen und/oder Stege (2, 3) einschiebbar sind.
Batteriepol-Trennelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Schenkel (15a) zwischen der Trennstelle (11) und dem ersten Befestigungselement (9) eine Verdickung (6) angeordnet ist.
Batteriepol-Trennelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdickung (6) zwischen Rippen (3) im Gehäuse angeordnet ist, so dass das abgetrennte Ende des Schenkels (15a) nicht herausfallen kann.
Batteriepol-Trennelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Befestigungselement (10) eine Stützpunktschraube ist.
Batteriepol-Trennelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Befestigungselement (9) eine Befestigungsbohrung ist.
Batteriepol-Trennelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vom Batterieklemmenelement (5) nur die Befestigungselemente (9, 10) aus dem Gehäuse (1) herausragen.
Batteriepol-Trennelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (15a, 15b) des Batterieklemmenelements (5) in der Art eines Flachbandes ausgebildet sind.
Batteriepol-Trennelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt ist.