DE4413847A1 - Einrichtung für Kraftfahrzeuge zur unfallbedingten Trennung einer elektrischen Energiequelle von einem Bordnetz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsbildende Einrichtung ist bekannt geworden aus der DE-34 17 328-C2 (B60R 16/04). Dort werden als Unfallsensoren Tastschalter verwendet, die auf eine Verformung der Karosserie ansprechen und bei einem Unfall auf einen Batteriehauptschal­ ter in der Weise wirken, daß unmittelbar nach einer Kollision alle zum Bordnetz des Kraftfahrzeugs gehörenden Verbraucher mit Ausnahme der Warnblinkanlage von der Fahrzeugbatterie elektrisch entkoppelt werden. Der Batteriehauptschalter ist dort als ein elektromagnetischer Schalter ausgeführt, der bei erregter Spule einen Zuganker in Öffnungsrichtung betätigt.

Ebenfalls als gattungsbildend anzusehen ist eine in der EP-0 398 307 (B60K 28/14) offenbarte Einrichtung. Im Zusammen­ hang mit dem dort beschriebenen Stromkreisunterbrecher ist von Kontakten die Rede, so daß von einer Unterbrechung des Strom­ kreises durch Trennung von Schaltkontakten auszugehen ist. Gleiches gilt auch für eine Einrichtung gemäß DE-37 44 264-A1 (B60K 28/14). Auch dort erfolgt die Unterbrechung des Strom­ kreises über einen Batteriehauptschalter. Dessen Funktions­ prinzip wird dort jedoch nicht näher erläutert.

Problematisch sind solche Kontaktschalter insbesondere dann, wenn wie im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs starke Ströme fließen. Besonders kritisch ist beispielsweise der Anlaßvor­ gang für einen Verbrennungsmotor. Bei den dann fließenden Strömen kann es an Kontaktschaltern zu beträchtlichen Span­ nungsabfällen und damit zu Leistungseinbußen kommen.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, gattungsgemäße Einrichtungen unter Vermeidung der zu­ vor genannten Nachteile weiterzubilden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche enthalten zweckmä­ ßige Weiterbildungen der Erfindung.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Abschalteinrichtung bleibt also ein den Stromleiter bildendes Kabel zunächst völ­ lig unbeeinträchtigt. Erst in einem durch den Unfallsensor si­ gnalisierten Notfall wird ein Trennmittel aktiviert, das bei­ spielsweise gleich hinter dem Pluspol einer Batterie das Stromkabel auftrennt. Die Abschalteinrichtung beeinflußt somit das elektrische Bordnetz nur dann, wenn dies auch wirklich notwendig ist.

Um eine möglichst schnelle Reaktionszeit sicherstellen zu kön­ nen, ist das den Stromfluß unterbrechende Trennmittel mit Treibenergie beaufschlagbar. Die Treibenergie kann beispiels­ weise einem Federspeicher oder einem mit pyrotechnischem Treibmittel gefüllten Depot entnommen werden. Insbesondere bei der Verwendung von Pyrotechnik kann in großem Umfang auf be­ währte Systeme zurückgegriffen werden, wie sie beispielsweise an Gurtstrammern schon verwendet werden. Die Abschalteinrich­ tung kann auf diese Weise preisgünstig realisiert werden. Zur Verringerung des apparativen Aufwands wird in einem vorteil­ haften Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, zur Anzeige von Fahrzeugkollisionen auf Unfallsensoren zurückzugreifen, die bereits anderen Sicherheitseinrichtungen wie Gurtstrammern, Überrollbügeln oder Airbags zugeordnet sind.

Die Auftrennung des Stromkabels erfolgt zweckmäßigerweise über ein sehr scharfes Messer, das in einer bevorzugten Ausführungs­ form eine hohle Schneidkehle aufweist, um so über die Länge des gesamten Schneidweges eine gute Kerbwirkung und einen in etwa konstanten Schnittdruck erzeugen zu können.

Besonders vorteilhaft ist auch eine Vorrichtung, die nach Auf­ trennung des Stromleiters eine handbetätigte Wiederherstellung des Stromflusses ermöglicht, um so das Fahrzeug ggf. noch für einen Notlaufbetrieb bewegbar zu lassen. Vorstellbar ist auch die Aktivierung einer Warnleuchte im Innenraum des Fahrzeugs, solange der Stromkreis von Hand wieder durch die Vorrichtung geschlossen worden ist.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1: in einer Übersichtsskizze die Anord­ nung einer erfindungsgemäßen Abschalt­ einrichtung innerhalb eines Kraft­ fahrzeug-Bordnetzes,

Fig. 2: in einer Schnittzeichnung ein Aus­ führungsbeispiel für eine Abschalt­ einrichtung, bei der als Trennmittel ein pyrotechnisch beaufschlagbares Messer verwendet wird, und

Fig. 3: eine Seitenansicht der Abschaltein­ richtung gemäß Fig. 2.

In allen Figuren sind gleiche Bauteile gleich beziffert.

Man erkennt in Fig. 1 als elektrische Energiequelle eine Bat­ terie 1, deren Minuspol 2 mit der Masse verbunden ist. Über einen ersten Strompfad 3 ist ein Pluspol 4 der Batterie 1 mit einer hier nur schematisch angedeuteten Warnblinkanlage 5 ver­ bunden. Als Strombegrenzer im Strompfad 3 ist hier ein einfa­ cher Widerstand 6 vorgesehen. Ein zweiter Strompfad 7 ist ebenfalls mit dem Pluspol 4 der Batterie 1 verbunden und führt über eine Abschalteinrichtung 8 zu hier nicht weiter darge­ stellten elektrischen Verbrauchern. Zu diesen können bei­ spielsweise der Anlasser einer Brennkraftmaschine, die Fahr­ zeugbeleuchtung und diverse Pumpen gehören.

Wesentliche Merkmale der erfindungsgemäßen Abschalteinrich­ tung 8 zeigt Fig. 2. Dort ist in einem zweiteiligen Gehäuse 9 im Bereich eines Gehäuseunterteils 10 als Trennmittel ein längsverschiebbares Messer 11 untergebracht, das über ein Iso­ lierstück 12 von einem pyrotechnischen Treibmittel 13 beauf­ schlagbar ist. Dessen Explosion ist auslösbar durch eine Zünd­ pille 14, die von einem Steuergerät 16 über eine Zündleitung 15 aktivierbar ist. Das Steuergerät 16 empfängt seinerseits Signale von einem Sensorsystem 17, das beispielsweise auf Ver­ formungen, abnorme Bewegungsabläufe oder starke Verzögerungen des Fahrzeugs anspricht. In einem Gehäuseoberteil 18 des Ge­ häuses 9 befinden sich flexible Nasen 19 und 20, die aus ihrer einwärts gerichteten Grundstellung heraus durch die Bewegung des Messers 11 nach außen gedrängt werden. Sobald das Messer 11 die oberen Enden der Nasen 19, 20 passiert hat, schwenken diese wieder nach innen und verhindern so ein Zurückfallen des Messers. Die Bewegung des mit einer Hohlkehle 21 versehenen Messers 11 wird nach oben hin begrenzt durch ein vorzugsweise aus Kupfer gehaltenes Druckstück 22, das hier im wesentlichen aus zwei Druckstückhälften 22a und 22b besteht und mittels eines Sprengrings 23 in dem Gehäuseoberteil 18 fixiert ist. Dieses Druckstück 22 gehört zu einer insgesamt mit 24 bezeich­ neten Vorrichtung, durch die eine Unterbrechung eines Stromka­ bels 25 wieder rückgängig gemacht werden kann. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine durch Schlag- oder Schraubwirkung erzeugte Kraft F auf einen Stößel 26 aufgebracht werden, der seinerseits auf ein im Druckstück 22 gehaltenes Keilstück 27 wirkt. Der Sprengring 23 ist so dimensioniert, daß mit nur ge­ ringem Kraftaufwand über das Keilstück 27 das Druckstück 22 nach unten bewegt werden kann. Gleiches gilt für die flexiblen Nasen 19, 20; auch diese knicken bei nur geringer Kraft ein und erlauben eine Rückverstellung des Messers 11 in die in der Zeichnung dargestellte Grundstellung. Das durch die Gehäuse­ teile 10 und 18 auch nach der Auftrennung noch festgehaltene Kabel 25 kann für den Stromfluß wieder herangezogen werden, wenn die Druckstückhälften 22a und 22b durch Keilwirkung gegen die offenen Enden des Kabels 25 verspannt werden.

Die Verschiebung des Druckstücks 22 kann durch einen hier nicht dargestellten Schalter detektiert werden, um so dem Steuergerät 16 den eingeschalteten Zustand der Vorrichtung 24 anzeigen zu können. Von dem Steuergerät 16 kann dann bei­ spielsweise veranlaßt werden, daß ein im Fahrzeug angeordneter Verbrennungsmotor nur mit einem begrenzten Leistungsumfang zur Verfügung steht. Denkbar ist auch zur Einstellung eines Not­ laufbetriebs die Einschaltung von Gangsperren, so daß bei ei­ nem Fahrzeug mit Stufenwechselgetriebe beispielsweise nur die beiden niedrigsten Gänge schaltbar sind. Ergänzend oder alter­ nativ kann eine im Fahrzeuginnenraum angeordnete Warnleuchte aktiviert werden.

Fig. 3 zeigt ein Scharnier 26, durch das die Gehäuseteile 10, 18 gegeneinander verschwenkbar sind. Ein nur schematisch ange­ deuteter Schnappverschluß 28 stellt eine Verklemmung des Ka­ bels 25 gegen die Gehäuseteile 18, 10 sicher. Ein derartig ausgebildetes Gehäuse 9 ermöglicht auf ganz unkomplizierte Weise den nachträglichen Einbau der erfindungsgemäßen Ab­ schalteinrichtung 8 in bereits auf dem Markt befindliche Fahrzeuge. Damit kann ein solches System vorteilhaft als Nach­ rüstsatz angeboten werden. Vorteilhaft ist auch eine hier nicht dargestellte Ausführungsform, bei der das Gehäuse 9 her­ metisch abgedichtet ist. Dies hat den Vorteil, daß bei einem unfallbedingten Auslaufen von Benzin die aufzutrennende Stelle des Stromleiters keinen brennbaren Flüssigkeiten oder Dämpfen ausgesetzt ist. Ein evtl. bei der Auftrennung entstehender Funkenflug bliebe dann folgenlos.

Zur Gewährleistung einer möglichst kompakten Bauweise ist bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Weg des Mes­ sers begrenzt, so daß nur ein Teil des Kabelquerschnitts auf­ getrennt wird. Der Rest schmilzt bei hohen Strömen dann wie eine Schmelzsicherung.

Claims (9)

1. Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer von wenigstens einem Unfallsensor (Sensorsystem 17) beauf­ schlagbaren Abschalteinrichtung (8), durch die eine elek­ trische Energiequelle (Batterie 1) von einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs abtrennbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalteinrichtung (8) ein mit Treibenergie beauf­ schlagbares Trennmittel (Messer 11) aufweist, durch das ein zum Bordnetz gehörender Stromleiter (Stromkabel 25) in einer zur Unterbrechung des Stromflusses führenden Weise zumindest teilweise auftrennbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibenergie aus einem Federspeicher bereitstellbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibenergie aus einem mit pyrotechnischem Treibmittel gefüllten Depot bereitstellbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmittel ein Messer (11) ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer eine hohle Schneidkehle (21) aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalteinrichtung ein Gehäuse (9) aufweist, das klappenartig auf den Stromleiter (Kabel 25) aufsteckbar und dort mittels eines Schnappverschlusses (28) arretier­ bar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschalteinrichtung (8) eine die Stromflußunterbre­ chung aufhebende Vorrichtung (24) zugeordnet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingeschalteter Vorrichtung (24) das Kraftfahrzeug nur in einem Notlaufbetrieb bewegbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Unfallsensor (Sensorsystem 17) andere Sicher­ heitseinrichtungen wie Gurtstrammer, Überrollbügel und Airbag beaufschlagbar sind.