AT502505B1 - Einrichtung zur unterbrechung des stromflusses in einem von der in einem kraftfahrzeug angeordneten batterie zu einem im kraftfahrzeug angeordneten elektrischen verbraucher führenden elektrischen kabel - Google Patents

Description

2 AT 502 505 B1

Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Unterbrechung des Stromflusses in einem von der in einem Kraftfahrzeug angeordneten Batterie zu einem im Kraftfahrzeug befindlichen elektrischen Verbraucher, wie dem Starter, dem Motor u.dgl., führenden elektrischen Kabel, mit einem Schaltelement, welchem ein durch ein pyrotechnisches Element verstellbarer 5 Stellbolzen zugeordnet ist, durch dessen Verstellung das Schaltelement längs einer Sollbruchstelle gebrochen wird, wodurch der zum Verbraucher führende Strompfad unterbrochen wird.

Es besteht die Forderung, in Kraftfahrzeugen eine Einrichtung vorzusehen, durch welche bei einem Unfall der Stromfluß von der Batterie zu an diese angeschlossene Verbraucher, insbe-io sondere dem Starter, unterbrochen wird. Der Grund hierfür liegt darin, dass durch unfallbedingte Beschädigungen der stromführenden Kabel die Gefahr von Kurzschlüssen besteht, durch welche Brände und Explosionen verursacht werden können.

Aus der EP 0889804 B1 ist eine Einrichtung bekannt, welche aus einem mit einer zylindrischen 15 Ausnehmung versehenen Gehäuse mit zwei gegeneinander isolierten, jeweils eine Anschlussklemme aufweisenden Gehäuseteilen und aus einem in diesem Gehäuse verstellbaren zylindrischen Kontaktelement besteht, wobei das Kontaktelement im Gehäuse durch Reibungsschluss gehalten ist. An die beiden Anschlussklemmen sind das von der Batterie herführende Kabel und das zu Verbrauchern führende Kabel angeschlossen. Weiters befindet sich im “Gehäuse ein 20 Treibsatz in Form eines pyrotechnischen Elementes, welches durch einen .Erschütterungssensor auslösbar ist.

Bei einem Unfall wird vom Erschütterungssensor an den Treibsatz «in Impuls abgegeben, wodurch dieser gezündet wird. Durch den hierdurch erzeugten Gasdruck wird das innerhalb des 25 Gehäuses befindliche Kontaktelement verstellt, wodurch die zwischen der Batterie und den Verbrauchern bestehende elektrische Verbindung unterbrochen wird.

Aus der US 2004/0041682 A1 und aus der DE 29700594 U1 sind weiters elektrische Sicherheitsschalter für Kraftfahrzeuge bekannt, welche aus einem Gehäuse bestehen, in welchem 30 sich in dem von der Batterie zum elektrischen Verbraucher führenden Strompfad ein Bruchstab befindet, welcher mittels eines durch ein pyrotechnisches Element verstellbaren Stellelementes längs einer Sollbruchlinie gebrochen wird, wodurch der Strompfad unterbrochen wird.

Obgleich durch diese bekannten Einrichtungen den bestehenden Erfordernissen entsprochen 35 wird, werden sie deshalb nur beschränkt zum Einsatz gebracht, da sie zusätzliche Geräte darstellen, für welche in Kraftfahrzeugen der hierfür erforderliche Platz nicht zur Verfügung steht. Zudem weisen diese bekannten Einrichtungen eine Vielzahl von Bestandteilen auf, deren Funktionen bei ungünstigen Betriebsbedingungen nicht gewährleistet sind. 40 Der gegenständlichen Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine derartigeEinrichtung zu schaffen, welche einen sehr geringen Platzbedarf aufweist und welche sehr einfach ausgebildet ist, sodass sie auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen voll wirksam ist.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Schaltelement mit zwei 45 zumindest angenähert parallel zueinander ausgerichteten Schenkeln ausgebildet ist, zwischen welchen sich die Sollbruchsteile befindet, wobei ein erster Schenkel mit dem Polzapfen der Batterie elektrisch verbunden ist und an den zweiten Schenkel das zum Verbraucher führende elektrische Kabel angeschlossen ist und wobei die Bewegungsrichtung des Stellbolzens quer zum zweiten Schenkel verläuft. 50

Sobald das pyrotechnische Element ausgelöst wird, wird durch dieses der Stellbolzen zum zweiten Schenkel hin verschoben, wodurch dieser längs der Sollbruchstelle vom ersten Schenkel weggebrochen wird. Da die beiden Schenkel zueinander parallel ausgerichtet sind und der Stellbolzen dazu quer verstellt wird, wird die angestrebte Funktion des Schaltelementes durch 55 einen sehr kurzen Stellweg des Stellbolzens erzielt. 3 AT 502 505 B1

Vorzugsweise ist der erste Schenkel mit einer auf den Polzapfen absetzbaren Klemme ausgebildet. Weiters ist vorzugsweise der erste Schenkel des Schaltelementes mit einer diesen quer durchsetzenden Bohrung ausgebildet, in welche der Stellbolzen eingesetzt ist. Dabei kann auch der zweite Schenkel mit einer Bohrung ausgebildet sein, welche zu der im ersten Schenkel 5 befindlichen Bohrung koaxial ist und durch welche hindurch das pyrotechnische Element und der Stellbolzen in das Schaltelement einsetzbar sind. Hierbei muss der zweite Schenkel mit einem Anschlag für den Stellbolzen ausgebildet sein, wobei dieser Anschlag vorzugsweise auf den zweiten Schenkel aufschiebbar ist. io Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der erste Schenkel in Fortsetzung von dessen Bohrung mit einer Hülse ausgebildet, in welche das pyrotechnische Element und der Stellbolzen einsetzbar sind. Weiters kann das pyrotechnische Element mit Kontaktstiften zum Anschluss einer Steuerleitung ausgebildet sein. 15 Vorzugsweise ist das Schaltelement angenähert U-förmig ausgebildet, wobei sich die Sollbruchstelle an der Verbindung des zweiten Schenkels mit dem ersten Schenkel befindet. Weiters ist vorzugsweise diese Einrichtung innerhalb der Polnische der Batterie vorgesehen. Dabei kann sie sich in einem Gehäuse befinden, welches in die Polnische der Batterie einsetzbar ist. 20 Weiters ist vorzugsweise an den zweiten Schenkel eine flexible Leitung angeschlossen, welche mit einem Anschlusselement für das zu Verbrauchern führende elektrische Kabel ausgebildet ist. Dabei können sich die Kontaktstifte des pyrotechnischen Elementes und das Anschlusselement für das elektrische Kabel außerhalb des Gehäuses befinden. 25 Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. -Es zeigen:

Fig. 1 eine Batterie für eine Kraftfahrzeug, welche mit einer erfindungsgemäßen Ein richtung ausgebildet ist, in axonometrischer Darstellung; 30 Fig. 2 das Schaltelement einer erfindungsgemäßen Einrichtung, in axonometrischer

Darstellung;

Fig. 3, Fig. 4 das Schaltelement in zwei unterschiedlichen Betriebsstellungen, in Draufeicht; und

Fig. 5 das Schaltelement in der zweiten Betriebsstellung, in Vorderansicht. 35

In Fig. 1 ist eine Batterie 1 für eine Kraftfahrzeug darstellt, welche an ihrer Oberseite mit.einer Polnische 10 und mit einem in dieser befindlichen Polzapfen 11 ausgebildet ist. Auf den Polzapfen 11 ist eine Klemmeinrichtung 2 aufgesetzt, welche aus einem Klemmring 21 und einer Spanneinrichtung 22 für den Klemmring 21 besteht. Vom Klemmring 21 ragt weiters eine La-40 sehe 23 ab, an welcher mittels eines Gewindebolzens 24 und einer mit diesem verschraubten Mutter 24a eine Einrichtung 3 zur Unterbrechung des Strompfades am Klemmring 21 befestigt ist. Die Einrichtung 3 dient dazu, den Stromfluss zu einem mittels einer Anschlussöse 41 angeschlossenen Kabel 4, durch welches der Starter, der Motor und andere elektrische Geräte bzw. Anlagenteile des Kraftfahrzeuges von der Batterie 1 her mit Strom versorgt werden, zu unter-45 brechen.

Zudem ist am Gewindebolzen 24 eine Anschlussfahne 51 für ein weiteres Kabel 52 befestigt, welches der Einrichtung 3 bzw. dem Versorgungskabel 4 parallel geschaltet ist und welches zur Notstromversorgung des Kraftfahrzeuges dient. 50

Die Einrichtung 3, welche sich innerhalb eines Gehäuses 3a befindet, das in der Polnische 10 angeordnet ist, wird über eine Steuerleitung 12 von einem im Kraftfahrzeug befindlichen Erschütterungssensor her angesteuert. 55 Wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Klemmring 21 einerseits mit der Spanneinrichtung 22 4 AT 502 505 B1 ausgebildet, mittels welcher der Klemmring 21 am Polzapfen 11 verspannbar ist. Andererseits ist am Klemmring 21 mittels der Lasche 23, dem Bolzen 24 und der Mutter 24a ein Schaltelement 30 befestigt, welches einen maßgeblichen Teil der Einrichtung 3 zur Unterbrechung des Stromflusses von der Batterie 1 zu mindestens einem in einem Kraftfahrzeug befindlichen 5 Verbraucher darstellt. Dieses Schaltelement 30 besteht aus zwei angenähert parallel zueinander ausgerichteten Schenkeln 31 und 32, welche an der Verbindung des zweiten Schenkels 32 mit dem ersten Schenkel 31 mit einer Sollbruchlinie 33 ausgebildet sind.

Der erste Schenkel 31 ist an seinem freien Ende mit einer quer abragenden Hülse 34 ausgebil-io det, welche an ihrem dem ersten Schenkel 31 abliegenden Ende mit einer Stirnwand ausgebildet ist. Weiters sind die beiden Schenkel 31 und 32 im Bereich ihrer freien Enden mit zueinander koaxialen Bohrungen 31a und 32a ausgebildet, durch welche hindurch in die Hülse 34-ein pyrotechnisches Element 5 und ein Stellbolzen 6 einschiebbar sind. Zudem ist dem zweiten Schenkel 32 ein Abschlusselement zugeordnet, welches dann, sobald das pyrotechnische 15 Element 5 und der Stellbolzen 6 in die Hülse 34 eingeschoben worden sind, über das freie Ende des zweiten Schenkels 32 geschoben wird, wodurch die Bohrung 32a verschlossen wird. Weiters ist der zweite Schenkel 32 mit einer Anschlussfahne 35 ausgebildet, an welche eine zum Versorgungskabel 4 führende, biegsame Leitung elektrisch angeschlossen werden kann. 20 Aus Fig. 3 sind die Batterie 1, die Polnische 10, der Polzapfen 11, der Klemmring 21, die Spanneinrichtung 22, die Lasche £3, das Schaltelement 30 mit den beiden Schenkeln 31 und 32, die Steuerleitung 12, die Hülse 34, in weicher sich das pyrotechnische Element 5 und der Stellbolzen 6 befinden, das Versorgungskabel 4, das Notstromkabel 62 sowie die vorstehend weiters erläuterten Bestandteile -ersichtlich. Weiters ist ersichtlich, dass über den zweiten 25 Schenkel 32 das Abschlusselement 39 geschoben ist. Zudem ist ersichtlich, dass an die Anschlussfahne 35 des zweiten -Schenkels 32 eine flexible Leitung 36 angeschlossen ist, welche sich zur Anschlussöse 41 hin erstreckt und mittels welcher der zweite Schenkel 32 mit dem Versorgungskabel 4 elektrisch verbunden ist. 30 Zwischen die beiden Schenkel 31 und 32 ragt ein Ansatz 37 des Gehäuses 3a ein, durch welchen das Schaltelement 30 in seiner Lage gehalten ist.

Im Betrieb eines Kraftfahrzeuges erfolgt der Stromfluss vom Batteriepol 11 über den zweiten Schenkel 32 des Schaltelementes 30, die flexible Leitung 36 und die Anschlussöse 41 zum 35 Kabel 4, über welches im Kraftfahrzeug befindliche elektrische Verbraucher versorgt werden. Sobald aufgrund einer Kollision von einem im Kraftfahrzeug befindlichen Erschütterungssensor ein Signal abgegeben wird, gelangt dieses über die Signalleitung 12 zum pyrotechnischen Element 5, welches auslöst, wodurch der Stellbolzen 6 gegen den zweiten Schenkel 32 des Schaltelementes 30 bewegt wird. Hierdurch wird der zweite Schenkel 32 längs der Sollbruchli-40 nie 33 vom ersten Schenkel 31 weggebrochen und von diesem wegbewegt, wodurch der Stromfluss zum Versorgungskabel 4 unterbrochen wird. Dessen ungeachtet erfolgt über das Kabel 52 eine Notstromversorgung.

Diese Betriebsstellung des Schaltelementes 30 ist in Fig. 4 dargestellt. Da die beiden Schenkel 45 31 und 32 zueinander parallel ausgerichtet sind und der Stellweg des Stellbolzens 6 quer zum zweiten Schenkel 32 verläuft, reicht ein sehr kurzer Stellweg des Stellbolzens 6 aus, um den zweiten Schenkel 32 vom ersten Schenkel 31 wegzubrechen und hierdurch den Strompfad zum Versorgungskabel 4 zu unterbrechen. so Wie dies weiters aus Fig. 5 ersichtlich ist, befindet sich an der Innenfläche des Gehäuses 3a mindestens eine Rastnase 38, durch welche der zweite Schenkel 32 des Schaltelementes 30 mittels des auf diesen aufgeschobenen Abschlusselementes 39 in seiner weggeschwenkten Stellung gehalten wird. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Strompfad zum Versorgungskabel 4 unterbrochen bleibt. Zudem ist der Stellbolzen 6 mit einem Vorsprung 6a ausgebildet, 55 welcher in eine diesem im Abschlusselement 39 zugeordnete Ausnehmung einragt, wodurch

Claims (12)

1. 5 AT 502 505 B1 eine Verdrehsicherung des Stellbolzens 6 bewirkt ist. Maßgeblich für die Wirksamkeit dieser Einrichtung zur Unterbrechung des Stromflusses ist es, dass die durch das pyrotechnische Element 5 bewirkte Bewegung des Stellbolzens 6 quer zum 5 zweiten Schenkel 32 des Schaltelementes 30 erfolgt, wodurch eine sehr kurze Bewegung des Stellbolzens 6 hinreicht, um den zweiten Schenkel 32 vom ersten Schenkel 31 zu trennen, sodass der Stromfluss unterbrochen wird. Da diese Einrichtung einen einfachen Aufbau aufweist und da sie nur wenige Bauteile erfordert, io kann sie mit einer so geringen Dimension ausgebildet sein, dass sie innerhalb der Polnische der Batterie eines Kraftfahrzeuges angeordnet werden kann. Patentansprüche: 15 1. Einrichtung zur Unterbrechung des Stromflusses in einem von der in einem Kraftfahrzeug angeordneten Batterie (1) zu einem im Kraftfahrzeug befindlichen elektrischen Verbraucher, wie dem Starter, dem Motor u.dgl., führenden elektrischen Kabel (4), mit einem Schaltelement (30), welchem ein durch ein pyrotechnisches Element (5) verstellbarer Stell- 20 bolzen (6) zugeordnet ist, durch dessen Verstellung das Schaltelement (30) längs einer Sollbruchstelle (33) gebrochen wird, wodurch der zum Verbraucher führende Strompfad unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (30) mit zwei zumindest angenähert parallel zueinander ausgerichteten ‘Schenkeln (31, 32) ausgebildet ist, zwischen welchen sich die Sollbruchstelle (33) befindet, wobei ein erster Schenkel <31) mit 25 dem Polzapfen (11) elektrisch verbunden ist und an den zweiten Schenkel (32) das zum Verbraucher führende elektrische Kabel (4) angeschlossen ist und wobei die Bewegungsrichtung des Stellbolzens (6) quer zum zweiten Schenkel (32) verläuft.
2. 2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkel (3) 30 mit einer auf den Batteriezapfen (10) absetzbaren Klemme (2) ausgebildet ist.
3. 3. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkel (31) des Schaltelementes (30) mit einer diesen quer durchsetzenden Bohrung (31a) ausgebildet ist, in welche der Stellbolzen (6) eingesetzt ist. 35
4. 4. Einrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der-zweite Schenkel (32) mit einer Bohrung (32a) ausgebildet ist, welche zu der im ersten Schenkel (31) befindlichen Bohrung (31a) koaxial ist und durch welche hindurch das pyrotechnische Element (5) und der Stellbolzen (6) in das Schaltelement<30) ersetzbar sind. 40
5. 5. Einrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schenkel (32) mit einem Anschlag (39) für den Stellbolzen (6) ausgebildet ist, wobei dieser Anschlag (3) vorzugsweise auf den zweiten Schenkel (32) aufschiebbar ist.
6. 6. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, -dass der erste Schenkel (31) in Fortsetzung von dessen Bohrung (31a) mit einer Hülse (34) ausgebildet ist, in welche das pyrotechnische Element (5) und der Stellbolzen (6) ersetzbar sind.
7. 7. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das so pyrotechnische Element (5) mit Kontaktstiften zum Anschluss einer Steüerleitung (12) ausgebildet ist.
8. 8. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (30) angenähert U-förmig ausgebildet ist, wobei sich die Sollbruchstelle (33) 55 an der Verbindung des zweiten Schenkels (32) am ersten Schenkel (31) befindet. 6 AT 502 505 B1
9. 9. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie innerhalb der Polnische (11) einer Batterie (1) vorgesehen ist.
10. 10. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie 5 sich in einem Gehäuse (3a) befindet, welches in die Polnische (11) einer Batterie (1) er setzbar ist.
11. 11. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an den zweiten Schenkel (32) eine flexible Leitung (36) angeschlossen ist, welche mit einem io Anschlusselement (41) für das zu Verbrauchern führende elektrische Kabel (4) ausgebildet ist.
12. 12. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kontaktstifte des pyrotechnischen Elementes (5) und das Anschlusselement <41) 15 für das elektrische Kabel (4) außerhalb des Gehäuses (3a) befinden. Hiezu 5 Blatt Zeichnungen 20 25 30 35 40 45 50 55