DE102007004908B3

DE102007004908B3 - Trennelement zur Durchtrennung einer elektrischen Leitung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007004908B3
Application number: DE200710004908
Authority: DE
Inventors: Silvio Reichelt; Stefan JÄGER
Original assignee: Takata Petri AG
Current assignee: Takata Petri AG
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2027-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein 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. Zur Unterbindung eines Leckstromes aus dem definierten Druckraum ist an der innersten Kontaktstelle (12) zwischen der elektrischen Leitung (1) und der Auflage (6) der elektrischen Leitung (1) eine durch die Druckwelle verformbare und dadurch gegen einen Spalt (11) zwischen der elektrischen Leitung (1) und der Auflage (6) andrückbare Dichtung (13) vorgesehen, die den Spalt (11) in radialer Richtung abdichtet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Trennelement zur Durchtrennung einer elektrischen Leitung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Insbesondere in der Kfz-Technik ist es wünschenswert, elektrische Starkstromkreise nach einem Unfall von der Autobatterie zu trennen, um Zündquellen in Form von Funken zu vermeiden. Weiterhin sind bis heute extrem hochohmige Verbraucher in Fahrzeugen über normale Sicherungen nicht abzusichern. Eine Möglichkeit der Absicherung sind pyrotechnische Trennelemente bei denen eine pyrotechnische Ladung eine Leiterbahn einmalig und dauerhaft durchtrennt.
Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen ein elektrischer Leiter durch eine pyrotechnische Ladung und die nach deren Zündung entstehende Druckwelle getrennt wird. So ist aus der DE 20 2006 016 171 eine Vorrichtung bekannt, bei der der elektrische Leiter durch ein Gehäuse verläuft. 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.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Leckströme aus dem definierten Druckraum zu unterbinden.
Erfindungsgemäß wird das gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
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, 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 einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Trennelement;
2 die Einzelheit E aus 1.
In der 1 eine Stromschiene 1 als elektrischer Leiter dargestellt. Die Stromschiene 1 verläuft innerhalb eines Gehäuses 2 U-förmig mit senkrecht verlaufenden Abschnitten 3, 4 und einem Abschnitt 5, der zwischen den Abschnitten 3, 4 liegt. Diese letzteren Abschnitte sind in dem Gehäuse 2 aus Isoliermaterial fixiert. An die Abschnitte 3, 4 schließen sich außerhalb des Gehäuses 2 Anschlüsse an, die in der 1 nicht dargestellt sind. Der Abschnitt 5 ist zwischen einem Rohr 6 als Auflage und einem Klemmstück 7 gelagert, das einen ringförmigen Abschnitt aufweist. Das Rohr 6 ist im Gehäuse 2 so befestigt, dass es sich zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen geringfügig in Richtung seiner Längsachse bewegen kann. Das Klemmstück 7 drückt in einem Bereich, der außerhalb des Rohrs 6 liegt, auf den Abschnitt 5 der Stromschiene. Das Klemmstück 7 weist im Bereich des Rohres 6 einen Hohlraum 8 auf
Im Gehäuse 2 und zum Teil innerhalb des Rohres 6 ist als Quelle zur Erzeugung einer Druckwelle eine pyrotechnische Ladung 9 vorgesehen. Zwischen dieser und dem Abschnitt 5 der Stromschiene 1 erstreckt sich innerhalb des Rohres 6 ein definierter Druckraum 10. Der Abschnitt 6 der Stromschiene 1 weist auf der Seite des Druckraumes 10 eine keilförmige Sollbruchstelle 6a und auf der Seite des Hohlraumes 8 zwei keilförmige Biegestellen 6b und 6c auf.
Zwischen dem Rohr 6 und dem Abschnitt 5 der Stromschiene 1 kann fertigungsbedingt ein Spalt 11 (2) vorhanden sein, der nach Erzeugung einer Druckwelle zu einem Leckstrom führen kann. Um das zu verhindern weist das Rohr 6 an der innersten Kontaktstelle 12 zwischen dem Rohr 6 und dem Abschnitt 5 der Stromschiene 1 eine umlaufende Dichtlippe 13 auf.
Nach der Zündung der pyrotechnischen Ladung 9 entsteht eine Druckwelle, die den Abschnitt 6 der Stromschiene 1 um die Biegestellen 6b und 6c in Richtung des Hohlraumes 8 biegt bis der Abschnitt 6 und damit die Stromschiene 1 an der Sollbruchstelle 6a getrennt wird, und die voneinander getrennten Enden in den Hohlraum 8 ragen. Zusammen mit dem Abschnitt 6 wird auch die Dichtlippe 13 infolge des erhöhten Drucks im Druckraum 10 so verformt, dass sie sich an den Abschnitt 6 anlegt. Dadurch wird der Spalt 11 in radialer Richtung abgedichtet, wodurch verhindert wird, dass durch den Spalt 11 Druckgas entweichen kann. Bis zum Aufreißen der Sollbruchstelle 6a ist deshalb ein definierter Druckraum 10 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

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, dadurch gekennzeichnet, dass an der innersten Kontaktstelle (12) zwischen der elektrischen Leitung (1) und der Auflage (6) der elektrischen Leitung (1) eine durch die Druckwelle verformbare und dadurch gegen einen Spalt (11) zwischen der elektrischen Leitung (1) und der Auflage (6) andrückbare Dichtung (13) vorgesehen ist, die den Spalt (11) in radialer Richtung abdichtet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (13) an einem den Druckraum (10) umgebenden Rohr (6) als Hülle vorgesehen ist, das in einem eine pyrotechnische Ladung (9) aufnehmenden Gehäuse (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung als Dichtlippe (13) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13) Bestandteil des Rohres (6) ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (6) zum Ausgleich von Toleranzen in geringem Umfang verschiebbar ist.