EP1328954B1

EP1328954B1 - Pyrotechnisches sicherungselement

Info

Publication number: EP1328954B1
Application number: EP01988939A
Authority: EP
Inventors: Peter Dr. Lell; Rainer Mäckel; Thomas Schulz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2021-10-23
Also published as: US6954132B2; AU2002220501A1; JP2004512645A; US20040113745A1; EP1328954A1; DE10052545A1; WO2002035568A1; DE50109978D1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein pyrotechnisches Sicherungselement mit einem aus elektrisch leitfähigem Material bestehenden geschlossenem Gehäuse, in welchem ein Explosivstoff vorgesehen ist, wobei das Gehäuse zwei Anschlussbereiche zur elektrischen Kontaktierung aufweist, welche mittels des elektrisch leitenden Materials des Gehäuses elektrisch verbunden sind, wobei die elektrische Verbindung der Anschlussbereiche durch das Aktivieren des Explosivstoffs auftrennbar ist, und wobei das Explosivmaterial als deflagrierender pyrotechnischer Stoff ausgebildet ist, das so bemessen und ausgebildet ist, dass die elektrische Verbindung der Anschlussbereiche des Gehäuses in einer vorbestimmten Zeit nach einer Aktivierung des deflagrierenden pyrotechnischen Stoffs aufgetrennt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein pyrotechnisches Sicherungselement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Derartige Sicherungselement finden beispielsweise in der KFZ-Technik zum definierten und schnellen Trennen von elektrischen Starkstromkreisen im Notfall Verwendung. Dabei besteht die Anforderung an ein derartiges Sicherungselement, dass dessen Auslösung und Unterbrechungsfunktion selbst ohne Wartung noch nach bis zu 20 Jahren zuverlässig gewährleistet sein muss. Des Weiteren darf von einem solchen Sicherungselement kein zusätzliches Gefahrenpotential durch von Heißgas, Partikel, Wurfstücke oder durch hohe, im abgeschalteten Stromkreis induzierte Spannungen ausgehen.
Ein mögliches Einsatzgebiet in der KFZ-Technik ist das definierte irreversible Trennen der Bordverkabelung von der Autobatterie kurz nach einem Unfall, um Zündquellen durch Funken und Plasma zu vermeiden, die entstehen, wenn beispielsweise Kabelisolationen durch während des Unfalls eindringendes Karosserieblech aufgescheuert wurden oder lose Kabelenden gegeneinander oder gegen Blechteile drücken und aufscheuern. Läuft bei einem Unfall gleichzeitig Benzin aus, so können solche Zündquellen zündfähige Benzin-Luft-Gemische entzünden, die sich beispielsweise unter der Motorhaube sammeln. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die elektrische Abtrennung einer Baugruppen vom Bordnetz für den Fall eines Kurzschlusses in der betreffenden Baugruppe, beispielsweise in einer elektrischen Standheizung.
Im Stand der Technik sind pyrotechnische Sicherungen bekannt, die zur Auslösung aktiv angesteuert werden. Beispielsweise beschreibt die DE-AS 2 103 565 einen Stromunterbrecher, welcher ein metallisches Gehäuse umfasst, das an zwei voneinander beabstandeten Anschlussbereichen mit jeweils einem Leiterende eines abzusichernden Leiters verbunden wird. Im Gehäuse ist ein pyrotechnisches Element vorgesehen, das durch eine Sprengladung gebildet ist. Die Sprengladung ist durch einen elektrischen Zünder aktivierbar, welcher ein Zündelement umfasst, das durch einen Speisestrom verdampft wird. Das Gehäuse ist mit einer Isolierflüssigkeit gefüllt. Das axial ausgedehnte Gehäuse weist eine umlaufende Nut auf, entlang der das Gehäuse bei einem Zünden der Sprengladung aufreißt. Das Gehäuse wird dabei in zwei elektrisch voneinander getrennte Teile aufgebrochen, so dass der betreffende Stromkreis aufgetrennt wird. Das beim Auftrennen eines Stromkreises mit sehr hoher Stromstärke entstehende Plasma wird bei diesem Stromunterbrecher durch die zerstäubte Isolierflüssigkeit gelöscht Das Auslösen kann bei einem KFZ beispielsweise durch das Signal eines Schocksensors erfolgen.
Eine Selbstzündung zur Auftrennung des Stromkreises bei einer Überlastung des abzusichernden Leiters ist bei dieser bekannten Vorrichtung nicht vorgesehen, weil die ganze Hülse bis zur Zündtemperatur erhitzt werden müsste und dann eine detonative Umsetzung nicht sicher erreicht würde. Denn ein Sprengstoff kann kaum durch eine einfache Erhitzung der Hülse gezündet werden, d.h. zur detonativen Umsetzung gebracht werden. Dies wäre jedoch z.B. bei der in der DE-AS 2 103 565 beschriebenen Gehäuseform notwendig.
Dabei sei erwähnt, dass in der Pyrotechnik weltweit von einer detonativen Umsetzung gesprochen wird, wenn Flammfrontgeschwindigkeiten von mehr als 2000 m/s erreicht werden.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist die Problematik der Zulassung für Vorrichtungen, die mit Sprengstoffen oder gar Detonatoren gefüllte Baugruppen aufweisen. Aus diesem Grund finden derartige Vorrichtungen bisher keine kommerzielle Verwendung. Sie werden nur sehr vereinzelt in Forschungsinstituten für Sonderexperimente eingesetzt. Die Ursachen hierfür sind zusätzlich der komplizierte Aufbau, die sehr geringe Handhabungssicherheit und das extrem hohe, nur sehr schwer eindämmbare Gefahrenpotential.
Des Weiteren besteht in vielen Fällen die Forderung nach einer Autoignition-Funktion eines derartigen Schalters bzw. einer Sicherungsvorrichtung, beispielsweise um ohne zusätzlichen Aufwand für Überlastungssensoren ein Kabel vor Überlast zu schützen. Ein entsprechendes Sicherungselement soll daher nicht nur eine ansteuerbare Auslösemöglichkeit haben, sondern auch die Funktion einer herkömmlichen Hochstromsicherung in Form einer Schmelzsicherung aufweisen, die von jedermann gefahrlos handhabbar ist, wie dies bei herkömmlichen Schmelzsicherungen der Fall ist.
Derartige Hochstrom-Schmelzsicherungen weisen den Nachteil einer innerhalb einer großen Bandbreite schwankenden Abschaltzeit nach dem Erreichen der Nennstromstärke der Sicherung auf. Ein damit abgesichertes Kabel kann daher hinsichtlich seiner Stromführungskapazität nur zu einem sehr geringen Teil, z.B. 30 % ausgelastet werden, da im Überlastfall ansonsten beispielsweise ein Kabelbrand auftreten kann.
Aus der DE 197 49 133 A1 ist ein Notabschalter für elektrische Stromkreise bekannt, der sowohl eine Selbstauslösung als auch eine ansteuerbare Auslösung ermöglicht. Hierzu wird ein elektrischer Leiter verwendet, der eine pyrotechnische Seele aufweist Diese kann z.B. aus einem Treibladungspulver bestehen. Die pyrotechnische Seele kann einerseits durch die Erwärmung des elektrischen Leiters bei Überschreiten einer zulässigen Stromstärke (Nennstromstärke) gezündet werden. Andererseits ist vorgesehen, die pyrotechnische Seele durch eine ansteuerbare Zündeinrichtung, beispielsweise in Form eines Glühdrahts, zu zünden. Die DE 197 49 133 A1 stellt jedoch lediglich das Prinzip einer derartigen Vorrichtung dar, gibt jedoch keinerlei Hinweise auf mögliche konshuktiv in vorteilhafter Weise ausführbare Ausgestaltungen. Denn das Herstellen eines Leiters mit einer derartigen pyrotechnischen Seele erfordert einen beträchtlichen Aufwand. Zudem kann auch bei einem derartigen Notabschalter ein sicheres, schnelles Auftrennen des Leiters nur bei Einsatz eines detonativen Explosivstoffs gewährleistet werden. Bei deflagrierenden Stoffen, wie Thermit, erfolgt nur ein Aufplatzen des Leiters und ein Entweichen des restlichen Gases ohne dass der Leiter vollständig getrennt würde. Die vollständige Trennung wird dann allenfalls durch das Durchschmelzen des Leiters in Folge des über die Sicherung fließenden Stroms erreicht.
Aus der US 3,958,206 ist eine Sicherung bekannt, bei dem der abzusichernde Strom über ein mit einem exotherm reaktiven Material gefülltes Sicherungselement geführt ist wobei die Wandung des Sicherungelements durch das Aktivieren des exotherm reaktiven Materials aufplatzt und den Strom unterbricht. Als exotherm reaktives Material wird z.b. PETN eingesetzt, also ein detonativ umsetzendes Material, so dass eine derartige Sicherung strengen Zulassungsvorschriften unterliegt. Das Aktivieren des exotherm reaktiven Materials kann durch die Verlustwärme des abzusichernden Stroms selbst oder durch eine aktive Zündeinrichtung erfolgen. Das Aufreißen des Gehäuses des Sicherungselement würde jedoch bei einem langsamer abbrennenden Material, z.B. einem sogenannten Treibladungspulver, undefiniert und unsauber erfolgen. So besteht die Gefahr, dass anfänglich nur Risse oder Löcher im Sicherungselement entstehen und das verbleibende Wandmaterial erst durch den abzusichernden Strom durchgeschmolzen werden muss. Dies beeinträchtigt die Reaktionsgeschwindigkeit der Sicherung und ist auch aus Zuverlässigkeitsgründen nicht zulässig.
Des Weiteren offenbart die US 3,958,206 eine Sicherung mit einem Sicherungselement in Form eines beispielsweise flachen Leiter, der mit einer Aluminium und einer darüber angeordneten Palladiumschicht beschichtet ist. Das Aluminium und Palladium fungieren als exotherm reaktive Materialien, wobei das aktivieren des exothermen Prozesses durch die Verlustwärme des abzusichernden Strom oder mittels einer Aktivierungseinrichtung erfolgen kann.
Schließlich beschreibt die FR 2 262 393 eine pyrotechnische Sicherung gemäß dem Oberbegriff Anspruchs 1, die aus einem einfachen Metallrohr besteht, welches mit einem pyrotechnischen Stoff gefüllt und an beiden Enden zu Anschlusskontakten platt gedrückt wird. Auch ein derartiges Sicherungselement kann nur unter Verwendung eines pyrotechnischen Stoffes funktionieren, der ausreichend schnell umsetzt und einen Druckstoß erzeugt, durch welchen das Gehäuse über den gesamten Umfang aufgebrochen wird.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein pyrotechnisches Sicherungselement zu schaffen, welches sowohl mit einer Selbstauslösefunktion als auch mit einer ansteuerbaren Auslösefunktion ausgestattet werden kann, welches unter Sicherheitsaspekten unkritisch handhabbar ist und welches auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Durch das Verwenden eines separaten, elektrisch leitenden Gehäuses, in dem ein deflagrierender pyrotechnischer Stoff vorgesehen ist und das zwei Anschlussbereiche für das Kontaktieren mit jeweils einem Ende eines Leiters eines abzusichernden Stromkreises aufweist, ergibt sich ein baukleines, kostengünstig herstellbares Sicherungselement.
Die Verwendung eines deflagrierenden pyrotechnischen Stoffs, der anders als eine Sprengladung, lediglich ein Gas oder Gas/Partikelgemisch erzeugt, wird die behördliche Zulassung relativ unproblematisch. Gefährdungen der Umgebung können erforderlichenfalls durch ein einfaches, relativ kleines Abschirmgehäuse ausgeschlossen werden. Hierfür ist ein in einem KFZ bereits vorhandenes geschlossenes Gehäuse einer Zentralelektrik oder eines separaten Sicherungskastens ohne weiteres ausreichend. Des Weiteren kann zu diesem Zweck ein einfacher, über den zu unterbrechenden Abschnitt gestülpter Schlauch vorgesehen sein.
Nach der Erfindung weist das Gehäuse des Sicherungselements zwischen zwei Querschnittssprüngen in der Dicke der Gehäusewandung eine umlaufende Schwächung seiner Außenwandung auf. Die Schwächung ist erfindungsgemäß so ausgebildet, dass der gesamte die Schwächung bildende Steg zwischen den beiden Querschnittssprüngen nach einem Aktivieren des deflagrierenden pyrotechnischen Stoffs an beiden Seiten abgeschert und nach außen gedrückt wird.
Die Schwächung kann zusätzlich so ausgebildet sein, dass der über die Sicherung fließende Strom im Bereich der Schwächung, die einen erhöhten Widerstand aufweist, eine so große Verlustleistung erzeugt, dass bei Überschreiten eines vorbestimmten Stroms eine Selbstanzündung des deflagrierenden Materials gezielt an dieser Stelle erreicht wird, ohne das Sicherungselement als ganzes aufheizen zu müssen. Damit wird die Erhitzung auch, wie gewünscht, schnell erfolgen.
Eine entsprechende Ausführungsform kann hierzu ein Gehäuse aus einem im Wesentlichen hohlzylinder förmiges oder topfförmiges Teil umfassen, dessen beide stirnseitigen Öffnungen oder dessen eine stirnseitige Öffnung mittels eines im Wesentlichen stopfenartigen oder kappenartigen Verschlusselements verschlossen sind. Bei einem Zünden des pyrotechnischen Stoffs (Selbstanzündung oder mittels einer Zündeinrichtung) entsteht im Bereich der Schwächung der Außenwand ein so hoher Druck, dass dieser geschwächte Teil der Außenwand des Gehäuses - auch bei dem hier im Vergleich zu einer detonativen Umsetzung relativ langsam ansteigendem Innendruck - aufreißt, vom nachströmenden Gas aerodynamisch weiter- und vollständig aufgerissen und der Strompfad unterbrochen wird.
Die umlaufende Schwächung ist für das Erreichen der Selbstanzündung vorzugsweise so ausgebildet, dass zwischen zwei Querschnittssprüngen (oder sehr steilen Flanken) ein Bereich ausgebildet ist, der eine deutlich geringere Wandstärke aufweist als das übrige Gehäuse, insbesondere in den den Querschnittssprüngen benachbarten Bereichen. Die Wandstärke ist in diesem Bereich vorzugsweise konstant. Die axiale Ausdehnung der umlaufenden Schwächung beträgt vorzugsweise 1 bis 5 mm. Die Dicke des Bereichs ist (ob konstant oder nicht) vorzugsweise kleiner als die halbe Wandstärke der den Querschnittsprüngen benachbarten Bereiche. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass selbst bei Verwendung relativ geringer Mengen eines deflagrierenden Materials ein sicheres An- und Aufreißen des Gehäuses im gesamten Bereich der umlaufenden Schwächung erfolgt und, falls gewünscht, die umlaufende Schwächung so dimensioniert werden kann, dass eine Selbstanzündung des deflagrierenden Materials erreichbar ist.
Der Bereich innerhalb der Querschnittssprünge kann innen- und/oder außenseitig Strukturen aufweisen, die Kerbwirkungen erzeugen und ein Zerplatzen oder Zerlegen des Bereichs in eine Vielzahl kleiner Teile unterstützen. Beispielsweise kann innenseitig ein Gewinde vorgesehen sein. Dies ist eine sehr kostengünstige Möglichkeit zur Herstellung einer solchen Struktur.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann der im Gehäuse vorgesehene deflagrierende pyrotechnische Stoff von einem elektrischen Leiter durchdrungen sein, welcher an seinen beiden Enden jeweils mit einem der Anschlussbereiche verbunden ist, wobei der Leiter so ausgebildet ist, dass durch dessen Erwärmung bei einem vorbestimmten Nennstrom der pyrotechnische Stoff aktiviert wird. Der Leiter ist vorzugsweise hinsichtlich seines Widerstands so beschaffen, dass bei Fließen des Nennstroms, der sich in diesem Fall auf das Gehäuse und den Leiter aufteilt, zumindest der Leiter die Zündtemperatur für den pyrotechnischen Stoff erreicht.
Die Aktivierungsvorrichtung für das angesteuerte Anzünden des pyrotechnischen Stoffs kann ebenfalls einen gesteuert mit Strom beaufschlagbaren elektrischen Leiter umfassen. Dieser kann mit einem oder beiden Enden isoliert aus dem Gehäuse herausgeführt sein. Ist nur ein Ende herausgeführt, so wird das andere Ende des Leiters mit einem Anschlussbereich des Gehäuses verbunden. Der Zündstrom für den Leiter wird dann vom Gesamtstrom abgezweigt, der über das Sicherungselement fließt.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst der deflagrierende pyrotechnische Stoff eine erste Komponente, die eine höhere Aktivierungstemperatur aufweist, und eine zweite Komponente, die eine niedrigere Aktivierungstemperatur besitzt. Dabei kann zumindest die erste Komponente eine für die gewünschte Funktionsfähigkeits-Zeitdauer ausreichende Alterungsbeständigkeit aufweisen und so bemessen und ausgebildet sein, dass bei einem Aktivieren der ersten Komponente diese allein ausreicht, um die elektrische Verbindung zwischen den Anschlussbereichen zu unterbrechen.
Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, ein Sicherungselement zu schaffen, das bei hohen Umgebungstemperaturen betrieben werden muss und das bereits bei geringen Temperaturdifferenzen zwischen der Umgebungstemperatur und der Temperatur, die bei Fließen des Nennstroms oder bei Aktivieren der Aktivierungsvorrichtung auftritt, auch langfristig sicher funktioniert. In einem solchen Fall kann üblicherweise nicht ausschließlich ein empfindlicher pyrotechnischer Stoff verwendet werden, der bei der Aktivierungstemperatur zündet. Denn solche Stoffe altern bei hohen Umgebungstemperaturen relativ schnell. Bereits nach kurzer Zeit wäre ein großer Teil des Stoffs zerfallen bzw. so verändert, dass er nicht mehr zur Gaserzeugung beitragen kann. Die Selbstaktivierung bzw. gesteuerte Aktivierung des Sicherungselements wäre nicht mehr gegeben. Erfindungsgemäß wird daher eine erste Komponente mit höherer (in der Regel sehr hoher) Zündtemperatur und mit ausreichender Alterungsbeständigkeit bei der gegebenen hohen Umgebungstemperatur verwendet und eine weitere Komponente, die bei der gewünschten (meist wesentlich niedrigeren) Zündtemperatur aktivierbar ist. Bei dieser zweiten Komponente ist ein Alterungsprozess weniger ausschlaggebend, da eine Zündung der ersten Komponente durch die zweite Komponente auch dann noch erfolgt, wenn bereits größere Teile der zweiten Komponente durch den Alterungsprozess inaktiv sind.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei die Fig. 1 bis 6 und 7a nicht von der Erfindung erfasst sind, jedoch deren Verständnis erleichtern. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines pyrotechnischen Sicherungselements mit Autoignition-Funktion;
Fig.2: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines pyrotechnischen Sicherungselements mit Autoignition-Funktion;
Fig.3: eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines pyrotechnischen Sicherungselements mit ansteuerbarer Zündfunktion;
Fig. 4: eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines pyrotechnischen Sicherungselements mit steuerbarer Zündfunktion;
Fig. 5: die Ausführungsform in Fig. 1 mit einer Schutzvorrichtung gegen nach außen fliegenden Teilen des Sicherungselements nach deren Aufreißen;
Fig. 6: Längsschnitte zweier Ausführungsformen (Fig. 6a und Fig. 6b) von Sicherungselementen mit auseinanderbewegbaren Gehäuseteilen mit ansteuerbarer Zündfunktion;
Fig. 7: vier Varianten zur Ausbildung einer umlaufenden Schwächung in der Gehäusewandung eines Sicherungselements nach der Erfindung;
Fig.8: einen perspektivisch dargestellten Längsschnitt durch eine einfach realisierbare Ausführungsform eines Sicherungselements mit ansteuerbarer Zündfunktion und
Fig. 9: eine Darstellung im Längsschnitt einer weiteren Ausführungform eines Sicherungselements mit einem Schutzgehäuse, in dem die nach einem Auslösen des Sicherungselement separierten Gehäuseteile axial verschiebbar sind.

Fig. 1 zeigt schematisch den prinzipiellen Aufbau einer ersten Ausführungsform eines pyrotechnischen Sicherungselements. Dieses besteht aus einem Gehäuse 1, vorzugsweise in Form eines Metallröhrchens, das in seinen Endbereichen 2 einfach zusammengequetscht ist. In den Endbereichen 2 können Querbohrungen vorgesehen sein, um dort das Sicherungselement an eine Stromschiene anschrauben oder Kabelschuhe aufschrauben zu können. Die Endbereiche 2 bilden somit Anschlussbereiche für einen abzusichernden Stromkreis bzw. die Enden eines abzusichernden Leiters. Das Gehäuse 1 ist ganz oder teilweise, locker oder gepresst mit einem deflagrierenden pyrotechnischen Stoff 3, vorzugsweise einem Treibladungspulver, gefüllt. Zumindest Teile der Innenwandungen des Gehäuses 1 stehen in Wärmekontakt mit dem pyrotechnischen Stoff 3.
Fließt Strom in Höhe des Nennstroms des Sicherungselements über das Gehäuse 1, so erwärmt sich dieses in Folge der Verlustleistung am Widerstand des Gehäuses 1 so weit, dass die Zündtemperatur des pyrotechnischen Stoffs 3 erreicht und dieser entzündet wird. Der pyrotechnische Stoff erzeugt nach seiner Aktivierung einen Gasdruck, durch den das Gehäuse 1 aufgerissen und als Folge der Stromfluss unterbrochen wird. Für diese Selbstzündefunhtion oder Autoignition-Funktion ist keine Aktivierungsvorrichtung (Zündvorrichtung) und demzufolge kein externes Zündsignal erforderlich.
Falls notwendig, wird der Quetschspalt in den Endbereichen 2 durch ein Material 27 gegen äußere Einflüsse, insbesondere gegen eindringende Feuchtigkeit und Wasserdampf, abgedichtet
Der pyrotechnische Stoff kann aus einer oder mehreren Komponenten bestehen. Beispielsweise kann eine Komponente mit niedriger Zündtemperatur bzw. niedriger Aktivierungsenergie verwendet werden, um damit eine weitere (Haupt-) Komponente anzuzünden, deren Verbrennungsgase dann letztendlich das Gehäuse zerstören. Damit ist es möglich, das Gemisch bereits bei sehr niedrigen Temperaturen zu zünden und so ein mit dem Sicherungselement zu schützendes Kabel optimal belasten zu können. Für die Hauptkomponente kann daher ein Stoff gewählt werden, der erst bei sehr hohen Temperaturen zündet. Dies ist besonders vorteilhaft, da derartige Stoffe in der Regel eine sehr hohe Alterungsbeständigkeit aufweisen. Die Anzündfähigkeit des Gemischs kann daher auch bei langdauernder und/oder relativ hoher Erhitzung des Gehäuses 1 gewährleistet werden.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform ähnlich Fig. 1, wobei zusätzlich ein durch den pyrotechnischen Stoff 3 hindurchgeführter elektrischer Leiter 4, beispielsweise ein Draht oder eine Bandseele, vorgesehen ist. Der Leiter 4 ist mit den Endbereichen 2 des Gehäuses 1 verbunden. Der Leiter 4 ist hinsichtlich seines Widerstands so dimensioniert, dass bei Fließen des Nennstroms über die Parallelschaltung des Strompfads über das Gehäuse 1 und den Leiter 4, der Leiter 4 eine Temperatur erreicht, die zum Zünden des Stoffs 3 ausreicht. Infolge der im Vergleich zum Gehäuse geringeren Masse des Leiters 4 weist ein derartiges Sicherungselement eine geringere Trägheit in Bezug auf die Zeitverzögerung zwischen einem Erreichen des Nennstroms und dem Aktivierungszeitpunkt des Stoffs 3 auf. Nach dem Zerstören des Gehäuses verbleibt der Leiter 4 zumindest kurzfristig als Strompfad. Ist die Spannung im abzusichernden Stromkreis nach dem Zerstören des Gehäuses so hoch, dass über den Leiter 4 ein sehr hoher Strom fließt, schmilzt der Leiter bzw. brennt durch. Wird für den Leiter ein hitzebeständiges Material, z.B. Wolfram, gewählt, oder ist die Spannung im abzusichernden Kreis entsprechend niedrig, so wird verbleibt der Leiter dauerhaft im Stromkreis und dient als StromBegrenzungswiderstand. Das Gehäuse 1 zerplatzt in diesem Fall also bei Überlast, so dass damit der niederohmige Strompfad zerstört ist, der die hohen Kurzschlussströme ermöglicht hatte und es verbleibt ein dazu relativ hochohmiger Strompfad, beispielsweise zur weiteren Versorgung von wenig Energie verbrauchenden Sicherheitseinrichtungen wie Notbeleuchtung, Funktelefon etc.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines pyrotechnischen Sicherungselements, bei dem zusätzlich eine ansteuerbare Zündfunktion vorgesehen ist. Zusätzlich ist in der Außenwandung des Gehäuses 1 eine umlaufende Schwächung 5 vorgesehen. Diese ermöglicht, die Art des Zerstörens des Gehäuses 1 und gleichzeitig dessen Eigenerwärmung bei Stromdurchgang steuern zu können. Je geringer die Wandstärke der Schwächung 5 ist, um so höher wird der Übergangswiderstand in diesem Bereich. Damit wird sich das Gehäuse 1 in diesem Bereich auch stärker erwärmen als in Bereichen mit dickerer Außenwandung. Zugleich kann durch die Schwächung 5 erreicht werden, dass das Gehäuse im Bereich der Schwächung 5 aufgerissen wird.
Fig. 3 zeigt des Weiteren eine ansteuerbare Aktivierungseinrichtung 23, die die ansteuerbare Zündfunktion realisiert. Sie besteht aus einem Leiter 23a, der beispielsweise als Glühdraht ausgebildet sein kann und Stromanschlüssen 16 und 19 aufweist. Die beiden Stromanschlüsse sind über die Isolierbuchsen 17 und 18 nach außen geführt. Die Isolierbuchsen 17 und 18 sind zudem selbstabdichtend konzipiert, verhindern also selbstsichernd den Druckverlust hier beim Druckaufbau im Gehäuse 1 nach der Zündung des pyrotechnischen Stoffs 3.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsform ähnlich Fig. 3. Gezeigt ist hier eine andere Formgebung des Leiter 23a. Der Leiter 23a kann selbstverständlich auch beliebig geformt sein, beispielsweise auch als ein- oder mehrfach gewendelte Schleifen oder dergleichen.
Gegenüber Fig. 3 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ein Anschlussbereich 2 mit einem Ende des Leiters 23a verbunden, so dass nur eine Durchführung und nur ein externer Anschluß für den innenliegenden Glühdraht verbleibt Auf diese Weise kann entweder ein Teil des dem Sicherungselement zugeführten Stroms abgezweigt und zur Zündung mittels des Leiters 23a verwendet werden oder es wird über das herausgeführte Ende des Leiters 23a ein zusätzlicher Zündstrom eingeleitet.
Schließlich zeit Fig. 4 zusätzlich eine Struktur in der Innenwandung des des Gehäuses 1, deren Aufgabe es ist, die Kontaktfläche der Gehäusewandung mit dem pyrotechnischen Stoff 4 zu vergrößern und damit auch die Zündwahrscheinlichkeit weiter zu steigern.
Fig. 5 zeigt die Ausführungsform eines Sicherungselements nach Fig. 1, wobei zusätzlich schematisch ein Schutzgehäuse 7 vorgesehen ist. Das Schutzgehäuse 7 schützt die Umgebung des Sicherungselements vor nach außen fliegenden Splittern oder nach außen abgegebenem Gas oder Gas/Partikelgemisch. Selbstverständlich kann das Schutzgehäuse 7 entfallen, wenn das Sicherungselement in ein übergeordnetes Gehäuse eingebaut ist, beispielsweise in das Gehäuse einer Sicherungsbox oder einer Zentralelektrik.
Je nach Anwendungsfall kann das Schutzgehäuse 7 aus einem harten aber schlagzähen und stromisolierenden Material hergestellt werden oder aus einem weichen, jedoch für schnelle kleine Teilchen plastisch wirkenden Kunststoff, in den sich diese Teilchen dann eingraben und damit "entsorgt" werden.
Fig. 6 zeigt in den Fig. 6a und Fig. 6b zwei weitere Ausführungsformen, die sich für Anwendungsfälle eignen, bei denen sich zumindest ein Kabelanschluss axial bewegen kann. Diese Ausführungsformen weisen ein Gehäuse 1 auf, das zweiteilig ausgebildet ist und aus den Teilen 9 und 40 besteht. Die Gehäuseteile 9, 40 weisen jeweils einen Anschlussbereich 2 auf. Im Gehäuseteil 40, welches im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist, ist der pyrotechnischer Stoff 3 angeordnet. Im Gehäuseteil 40 kann wiederum eine Schwächung der Außenwandung (nicht dargestellt) vorgesehen sein.
Wird im Bereich einer Schwächung der Außenwandung oder an einer anderen Stelle des Gehäuseteils 40 die Zündtemperatur erreicht, zündet der pyrotechnische Stoff 3. Bei einem bestimmten Überdruck wird sich eine Clinchung 12, die neben der Verbindung der beiden Gehäuseteile auch die Funktion einer Verdämmung für den pyrotechnischen Stoff 3 hat gelöst und beide Gehäuseteile werden auseinander gedrückt. Der Stromkreis wird so unterbrochen.
Weiterhin kann erforderlichenfalls ein Dichtsystem 11 zur Abdichtung für den nicht aktivierten Zustand vorgesehen sein. Die Dichtung für den aktivierten Zustand übernimmt in jedem Fall eine selbstliedernd ausgebildete Dichtlippe 14 des Gehäuseteils 9, so dass die Gehäuseteile hier selbstabdichtend sind.
In den beiden Endbereichen bzw. Anschlussbreichen 2 der Gehäuseteile 9, 40 können Querbohrungen 8 vorgesehen sein. Mit diesen kann das Sicherungselement an eine Stromschiene angeschraubt oder einfach ein Kabelschuh mit anhängendem Kabel angeflanscht werden. In Folge der Funktion des Sicherungselements nach dieser Ausführungsform muss zumindest einer der beiden Anschlussbereiche2 so mit einem elektrischen Leiter verbunden sein, dass ein Auseinanderdrücken der Gehäuseteile 9, 40 möglich ist und zudem vorzugsweise ein erneutes Berühren der Gehäuseteile nach einem Auslösen verhindert wird.
Die Ausführungsform nach Fig. 6a zeigt ein Federelement 24, welches dazu dient, die Gehäuseteile vorzuspannen. Hierdurch ist weniger pyrotechnischer Stoff erforderlich. Für ein Auslösen des Sicherungselements ist geringerer Gasdruck erforderlich. Demzufolge wird eine geringere Wucht des Auseinandergehens der beiden Gehäuseteile 9, 40 beim Auslösen des Sicherungselement erzielt.
Figur 6b zeigt wieder einen elektrischen Leiter 4, der mit dem Anschlussbereich 2 des Gehäuseteils 40 und dem Gehäuseteil 9 verbunden ist Er erfüllt die bereits zuvor in Verbindung mit Fig. 2 erläuterte Funktion. Anders als bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird er bei einem Auslösen des Sicherungselements jedoch abreißen, wenn er nur so kurz ist, wie in Fig. 6b gezeichnet, oder einfach aus Kontaktierungsbuchsen 25 herausgezogen werden.
Will man eine elektrische Verbindung für Niedrigenergieverbraucher auch nach dem Aktivieren der Sicherung sicherstellen, dann muss hier der Draht gewendelt sein, damit er sich beim Auseinanderfahren der beiden Gehäuseteile längen kann und nicht reißt.
Fig. 7 zeigt Ausschnitte aus Längsschnitten durch die Außenwandung des Gehäuses 1 beliebiger Ausführungsformen im Bereich der Schwächungen 5. Eine im Längschnitt dreieckförmige Schwächung nach Fig. 7a bzw. meherer dreieckförmige Schwächungen nach den Fig. 7c und 7d bringen eine mäßige Erwärmung bei Stromdurchgang. Das Gehäuse 1 reißt an der Stelle mit dem größten Querschnittssprung sehr sauber und vollständig auf.
Im Fall einer rechteckförmigen Schwächung nach Fig, 7b findet die stärkste Eigenerwärmung bei Stromdurchgang auf, je nach Länge der Nut wird auch die Wärmeleitung in den dickeren Querschnitt verhindert, was die Temperatur mehr als linear ansteigen lässt. Bei Druckbeaufschlagung nach Zündung des pyrotechnischen Stoffs wird der gesamte Steg an beiden Seiten abgeschert und nach außen gedrückt.
Die Mehrschwächungen nach den Fig. 7c und 7d dienen dazu, die Abschaltcharakteristik des Sicherungselements zu beeinflussen: Maßgebliche Faktoren sind hier die Wärmekapazität des weniger geschwächten Mittelteils, sowie die Zahl, der Abstand, die Tiefe und Länge der einzelnen Schwächungen. Je nach den vorliegenden Verhältnissen werden sich demnach dort Teile des Gehäuses mehr oder weniger schnell bei sonst gleichem Stromfluss erwärmen und mehr oder weniger schnell die Zündtemperatur des pyrotechnischen Stoffs erreichen.
Fig. 8 zeigt eine perspektivische aufgebrochene Ansicht einer Ausführungsform eines Sicherungselements, bei dem das Gehäuse 1 im Wesentlichen ein hohlzylindrisches Teil 1b umfasst. In den Endbereichen oder Anschlussbereichen 2 des Gehäuses 1 sind stopfenartige Verschlusselemente 1a angeordnet, welche die stirnseitigen Öffnungen des hohlzylindrischen Teils 1b dicht verschließen. Die Teile 1a können auch aus isolierendem Material, beispielsweise Kunststoff bestehen. Die stirnseitigen Enden des hohlzylindrischen Teils 1b sind so umgebogen, dass die Teile 1a formschlüssig im hohlzylindrischen Teil gehalten sind. Zugleich können in der Innenwandung des hohlzylindrischen Teils 1b Vorsprünge 1c vorgesehen sein, um die Teile 1a formschlüssig zu fixieren. Die nach innen gerichteten Stirnseiten der Teile 1a können selbstabdichtend ausgebildet sein, beispielsweise über eine Dichtlippe verfügen, die sich von der jeweiligen Stirnseite nach innen erstreckt und welche sich unter dem Druck des durch das pyrotechnische Material 3, das zwischen den Teilen 1a im Gehäuse 1 eingebracht ist, an die Innenwandung des Teils 1b anlegt.
Das Sicherungselement nach Fig. 8 ist so ausgestaltet, dass die zylindrischen Anschlussbereiche in entsprechende Aufnahmen eines Sicherungs-Aufnahmeelements (nicht dargestellt) aufgenommen und so kontaktiert werden kann.
Die Ausflihrungsform nach Fig. 8 zeigt ebenfalls einen Leiter 23, der in der zuvor beschriebenen Weise ein ansteuerbares Zünden des Sicherungselements ermöglicht.
Fig. 9 zeigt eine Darstellung im Längsschnitt einer weiteren Ausführungform eines Sicherungselements mit einem Schutzgehäuse, in dem die nach einem Auslösen des Sicherungselement separierten Gehäuseteile axial verschiebbar sind. Das Gehäuse 1 des eigentlichen Sicherungselements, das aus einem leitenden Werkstoff, beispielsweise aus Graphit, Kohle, einem leitenden Kunststoff oder Metall oder aus mit Metallen beschichteten Werkstoffen wie Kohle, Graphit oder Kunststoff bestehen kann, ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und an einem Ende geschlossen. In einer zentrischen Bohrung 60 ist dar deflagrierende pyrotechnische Stoff 3 vorgesehen.
Am offenen Ende des Gehäuses 1 ist eine Aufnahmeöffnung 62 für einen Verschluss vorgesehen (nicht dargestellt), der das Gehäuse 1 druckdicht verschließt In der Aufnahmeöffnung kann auch eine nicht näher dargestellte Aktivierungseinrichtung aufgenommen sein, um den deflagrierenden Stoff gesteuert zu aktivieren.
In der Bohrung 60 kann ein Gewinde (nicht dargestellt) eingedreht sein, das sich insbesondere im Bereich der umlaufenden Schwächung 5 in der Wandung des Gehäuses 1 erstreckt. Das Gewinde stellt eine Struktur mit entsprechender Kerbwirkung dar, wodurch bei einem Aktivieren des deflagrierenden Materials die Wandung im Bereich der umlaufenden Schwächung vollständig aufreißt und in lauter kleine Bruchstücke zerbricht. Eine entsprechende Struktur zur Erzeugung von Kerbwirkungen kann selbstverständlich auch in der Außenwandung der umlaufenden Schwächung vorgesehen sein, beispielsweise durch erosive Bearbeitung der Oberfläche. Gleichzeitig erhöht eine derartige Innenstruktur, wie schon in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben, die Zündwahrscheinlichkeit bei Zündung durch Eigenerwärmung beträchtlich.
Durch die Verwendung gut leitfähiger und brüchiger Materialien für das Gehäuse, zumindest jedoch für die umlaufende Schwächung, lassen sich Gehäuse 1 herstellen, die bereits bei geringen Innendrücken aufreißen, wobei sich das Material der ausgebrochenen umlaufenden Schwächung in eine Vielzahl kleiner Stücke zerlegt. Durch den relativ hohen spezifischen Widerstand von Materialien wie Graphit oder Kohle lassen sich darüber hinaus Zündungen des deflagrierenden Stoffs schon bei relativ geringen, über das Gehäuse fließenden Strömen verwirklichen. Hierbei kann die nicht für den Steg verwendete Außenfläche des Gehäuses durchaus insbesondere mit einer dicken Kufperschicht belegt sein und damit weiter einen sehr geringen Gesamtwiderstand des Sicherungselements garantieren.
Das Gehäuse 1 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 9 von einem Schutzgehäuse 7 umfasst, welches für das Auffangen der Bruchstücke der aufreißenden umlaufenden Schwächung 5 sowie des entstehenden Gases dient, und so eine Beschädigung oder Verletzung von benachbarten Gegenständen oder Personen ausschließt. Das Gehäuse 1 weist umlaufende Nuten 64, 66 auf, welche durch Ausnehmungen in den Stirnseiten des Schutzgehäuses 7 ragen. Die jeweils den Außenseiten der Stirnwandungen benachbarten Schultern der Nuten 64, 66 dienen zur axialen Fixierung des Gehäuses 1 im Schutzgehäuse 7 und liegen im Ausgangszustand an den Stirnwandungen an.
Das Schutzgehäuse kann aus Kunststoff, insbesondere Polycarbonat, bestehen und einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein. Bei mehrteiliger Ausbildung kann das Schutzgehäuse 7, wie in Fig. 9 dargestellt, von einem um die Stirnseiten des Schutzgehäuses umgebogenen oder umgebördelten Rohr 68 umgeben sein, das beispielsweise aus Metall bestehen kann. Zur elektrischen Isolierung kann über das Metallrohr noch ein Schrumpfschlauch 70 oder eine vergleichbare Isolierung aufgebracht sein.
Bei einem aktivieren des deflagrierenden Stoffs wird durch den erzeugten Gasdruck die umlaufende Schwächung über den gesamten Umfang aufgerissen. Durch die axiale Beweglichkeit der dabei entstehenden Teile des Gehäuses 1 beidseitig der umlaufenden Schwächung 5 entstehen zudem Zugspannungen, die das Aufreißen der umlaufenden Schwächung 5 begünstigen. Nach dem vollständigen Aufreißen der Schwächung 5 bewegen sich die beiden separierten Teile des Gehäuses 1 im Schutzgehäuse 7 axial maximal so weit nach außen, bis die Innenseiten der Stirnwandungen des Schutzgehäuses 7 an den innenseitigen Anschlagschultern der Nuten 64 ,66 anliegen. Durch die konische Verdickung der Nuten 64, 66 in Richtung des Gehäuseinneren des Schutzgehäuses 7 wird die axiale Bewegung der separierten Gehäuseteile gebremst und gleichzeitig verkeilen sich die Gehäuseteile im Schutzgehäuse 7. Hierdurch wird gewährleistet, dass nach einem Aufreißen des Gehäuses 1 die Gehäuseteile nicht erneut in Kontakt geraten.
Selbstverständlich kann, anders als in Fig. 9 dargestellt, auch nur ein Ende des Gehäuses 1 axial bewegbar im Schutzgehäuse 7 gehalten sein. Eine im Wesentlichen symmetrische Ausbildung des Gehäuses 1 ermöglich jedoch auch eine symmetrische Ausbildung des Schutzgehäuses 7, wodurch Fehlerquellen bei der Montage der gesamten Einheit ausgeschlossen werden.
An der Innenwandung des Schutzgehäuses 7 ist im Bereich der umlaufenden Schwächung eine Struktur 72 für das Auffangen der Teile der aufgerissenen umlaufenden Schwächung 5 vorgesehen. Die Struktur 72 kann mit dem Schutzgehäuse 7 integriert ausgebildet sein oder aber durch zusätzliches Material und/oder ein zusätzliches Teil realisiert sein. Insbesondere eignen sich umlaufende Keilnuten, da sich die radial nach außen geschleuderten Teile der aufgerissenen umlaufenden Schwächung in den sich radial nach außen verjüngenden Nuten verkeilen und damit nicht mehr einen unerwünschten Kontakt nach dem Aktivieren der Sicherung verursachen können.
Die Ausführungsform nach Fig. 9 kann auch mit einer umlaufenden Schwächung in Form einer Keilnut realisiert werden. Dabei erfolgt kein Ausbrechen der gesamten Wandung der umlaufenden Schwächung sondern ein Aufreißen praktisch ausschließlich durch die entstehenden Zugspannungen. Da in diesem Fall keine Partikel entstehen, kann auf die Struktur 72 verzichtet werden. Allerdings ist mit einer derartigen Ausführungsform praktisch keine Eigenzündung des deflagrierenden Stoffs möglich, da die in der Schwächung erzeugte Verlustwärme durch die unmittelbar benachbarten Bereiche des Gehäuses und die gegen Null gehende axiale Ausdehnung der umlaufenden Schwächung (an der tiefsten Stelle, die im Wesentlichen den elektrischen Widerstand definiert) sofort abgeführt wird.
Abschließend sei erwähnt, dass selbstverständlich alle zuvor in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale in beliebiger, sinnvoller Weise kombinierbar sind.

Claims

Pyrotechnisches Sicherungselement
a) mit einem aus elektrisch leitfähigem Material bestehenden geschlossenem Gehäuse (1), in welchem ein Explosivstoff (3) vorgesehen ist,

b) wobei das Gehäuse zwei Anschlussbereiche (2) zur elektrischen Kontaktierung aufweist, welche mittels des elektrisch leitenden Materials des Gehäuses (1) elektrisch verbunden sind,

c) wobei die elektrische Verbindung der Anschlussbereiche (2) durch das Aktivieren des Explosivstoffs (3) auftrennbar ist, und

d) wobei das Explosivmaterial (3) als deflagrierender pyrotechnischer Stoff ausgebildet ist, das so bemessen und ausgebildet ist, dass die elektrische Verbindung der Anschlussbereiche (2) des Gehäuses (1) in einer vorbestimmten Zeit nach einer Aktivierung des deflagrierenden pyrotechnischen Stoffs (3) aufgetrennt wird,
dadurch gekennzeichnet,

e) dass das Gehäuse (1) eine um den gesamten Umfang seiner Außenwandung verlaufende, zwischen zwei Querschnittssprüngen in der Dicke der Gehäusewandung ausgebildete Schwächung (5) aufweist und

f) dass die Schwächung (5) so ausgebildet ist, dass der gesamte die Schwächung (5) bildende Steg zwischen den zwei Querschnittssprüngen nach einem Aktivieren des deflagrierenden pyrotechnischen Stoffs (3) an beiden Seiten abgeschert und nach außen gedrückt wird.
Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Ausdehnung des Bereichs des Gehäuses (1) mit geringerer Wandstärke größer als Null, vorzugweise größer als 1 mm und kleiner als 5 mm ist.
Sicherungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke im Bereich der Schwächung (5) kleiner als die halbe Wandstärke der der Schwächung (5) benachbarten Bereiche und vorzugsweise konstant ist.
Sicherungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Schwächung (5) der Außenwandung so ausgebildet ist, dass durch den Stromfluss über das Gehäuse (1) in vorbestimmten Bereichen bei einem vorgegebenen Nennstrom eine vorbestimmte Aktivierungstemperatur für den deflagrierenden pyrotechnischen Stoff (3) erzeugbar ist.
Sicherungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der deflagrierenden pyrotechnische Stoff (3) und das Gehäuse (1) so ausgebildet ist, das bei einer vorbestimmten Nennstromstärke eine sichere Aktivierung des pyrotechnischen Stoffs (3) durch die Erwärmung des Gehäuses (1), vorzugsweise in vorbestimmten Bereichen, gewährleistet ist.
Sicherungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schutzgehäuses (7) vorgesehen ist, das so ausgebildet ist, dass beim Ausbrechen der Wandung des Gehäuses (1) entstehende Splitter abgefangen werden und/oder beim Aktivieren des deflagrierenden pyrotechnischen Stoffs (3) enstehendes Gas oder Gas/Partikelgemisch aufgenommen wird.
Sicherungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) ein im Wesentlichen hohlzylinderförmiges oder topfförmiges Teil umfasst, dessen beide stirnseitigen Öffnungen oder dessen eine stimseitige Öffnung mittels eines im Wesentlichen stopfenartigen oder kappenartigen Verschlusselements (1a) verschlossen sind.
Sicherungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) von einem Schutzgehäuse (7) umgeben ist und dass wenigstens ein Teil des Gehäuses (1) auf einer Seite der umlaufenden Schwächung (5) axial beweglich im Schutzgehäuse (7) gehalten ist, wobei vorzugsweise der wenigstens eine Teil des Gehäuses (1) an seinem Außenumfang Anschlagsmittel aufweist, die die axiale Bewegung des Gehäuses nach einem Ausbrechen der umlaufenden Schwächung begrenzen und wobei vorzugsweise Haltemittel (64, 66) ausgebildet sind, die nach einer erfolgten axialen Bewegung des wenigstens einen Teils dieses fixieren.
Sicherungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Gehäuse (1) vorgesehene deflagrierende pyrotechnische Stoff (3) von einem elektrischen Leiter (23) durchdrungen ist, welcher an seinen beiden Enden jeweils mit einem der Anschlussbereiche (2) verbunden ist, wobei der Leiter (23) so ausgebildet ist, dass durch dessen Erwärmung bei einem vorbestimmten Nennstrom der pyrotechnische Stoff (3) aktiviert wird.
Sicherungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in Teilbereichen der Innenwandung des Gehäuses (1), welche mit dem deflagrierenden pyrotechnischen Stoff (3) in Berührung stehen, vorzugsweise im Bereich der umlaufenden Schwächung (5), Strukturen (72) vorgesehen sind, die die effektiv mit dem pyrotechnischen Stoff (3) in Berührung stehende Oberfläche vergrößern und/oder so ausgebildet sind, dass in vorbestimmten Bereichen, vorzugsweise an Ecken oder Kanten, lokal höhere Temperaturen entstehen und/oder Kerbspannungen erzeugen, die die Zerstörung der umlaufenden Schwächung (5) erleichtern und kleinere Bruchstücke verursachen.
Sicherungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine ansteuerbare Aktivierungseinrichtung für den deflagrierenden pyrotechnischen Stoff (3) vorgesehen ist.
Sicherungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der deflagrierende pyrotechnische Stoff (3) aus eine erste Komponente umfasst, die eine höhere Aktivierungstemperatur aufweist, und eine zweite Komponente, die eine niedrigere Aktivierungstemperatur.
Sicherungselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Komponente eine für die gewünschte Funktionsfähigkeits-Zeitdauer ausreichende Alterungsbeständigkeit aufweist, und so bemessen und ausgebildet ist, dass bei einem Aktivieren der ersten Komponente diese allein ausreicht, um die elektrische Verbindung zwischen den Anschlussbereichen (2) zu unterbrechen.
Sicherungselement nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungstemperatur der ersten Komponente höher und die Aktivierungstemperatur der zweiten Komponente niedriger liegt als die zumindest von Teilbereichen des Gehäuses (1) bei Nennstromstärke oder von der Aktivierungseinrichtung erzeugbare Temperatur.