(57)【要約】【課題】分離工具の発射により生じる問題が阻止され、分離装置におけるプラスチックの安価な使用が可能であり、分離したい種々異なった材料のために、種々異なった幾何学形状にも適合可能な圧力衝撃発生器が、同一の装置の等しい構成スペースで実現可能なものを提供する。【解決手段】案内ケーシング１内の、圧力衝撃発生器６と分離工具３との間に、打撃カプセル４が配置されており、該打撃カプセル６が、トリガされた圧力衝撃発生器６の衝撃により、分離工具３の、分離たがねとは反対側に設けられた、分離工具３の内側の衝突底部１８へ向かって加速可能であり、分離工具３の分離たがねが、打撃カプセル４が衝突底部１８に衝突する前に分離箇所に当接しているようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火工技術的な分離装置であって、案内ケーシング（１）が設けられており、該案内ケーシング（１）内に、切断したい部材（２）が配置されており、該部材（２）が、分離工具（３）の分離たがねによって分離箇所で切断可能に形成されており、分離装置内に、分離工具（３）を駆動するための圧力衝撃を発生させるための、火工技術的な発射薬を有する圧力衝撃発生器（６）が配置されている形式のものにおいて、案内ケーシング（１）内の、圧力衝撃発生器（６）と分離工具（３）との間に、打撃カプセル（４）が配置されており、該打撃カプセル（６）が、トリガされた圧力衝撃発生器（６）の衝撃により、分離工具（３）の、分離たがねとは反対側に設けられた、分離工具（３）の内側の衝突底部（１８）へ向かって加速可能であり、分離工具（３）の分離たがねが、打撃カプセル（４）が衝突底部（１８）に衝突する前に分離箇所に当接していることを特徴とする、火工技術的な分離装置。
【請求項２】
分離工具（３）と打撃カプセル（４）とが、Ｕ字形に形成されており、打撃カプセル（４）が、分離工具（３）の内部で、衝突底部（１８）に対して間隔を置いて配置されている、請求項１記載の分離装置。
【請求項３】
打撃カプセル（４）の外側の周壁が、分離工具（３）の内側の周壁に摺動可能に接触している、請求項２記載の分離装置。
【請求項４】
衝突底部（１８）と打撃カプセル（４）との間に、圧縮容積（９）が配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の分離装置。
【請求項５】
打撃カプセル（４）と分離工具（３）とが、圧力衝撃発生器（６）を環状係合し、圧力衝撃発生器（６）と打撃カプセル（４）との間に、駆動容積（８）が配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の分離装置。
【請求項６】
打撃カプセル（４）が、開かれた端部の外側の周壁に、環状の拡大部（５ｂ）、又は外側方向に折り返された２つ又はそれよりも多い係止舌片（５ａ）を有しており、分離工具（３）が、開かれた端部の内側に、すなわち、内側の周壁に、拡大部（５ｂ）又は係止舌片（５ａ）に対応して成形された環状の段階を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の分離装置。
【請求項７】
分離工具（３）、打撃カプセル（４）及び案内ケーシング（１）が、ガラス繊維強化されたプラスチックから成っている、請求項１から６までのいずれか１項記載の分離装置。
【請求項８】
打撃カプセル（４）と分離工具（３）との質量比が、約１：３であり、かつ／又は駆動容積（８）と圧縮容積（９）との容積比が、約１：３である、請求項１から７までのいずれか１項記載の分離装置。
【請求項９】
衝突底部（１８）に、加工技術的な増幅装薬の形の加工技術的な圧力衝撃増幅エレメント（１０）が塗布されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の分離装置。
【請求項１０】
圧力衝撃増幅エレメント（１０）内に、点火装置、有利には起爆剤ピル（１３）が配置されている、請求項９記載の分離装置。
【請求項１１】
打撃カプセル（４）が、圧力衝撃増幅エレメント（１０）又は点火装置に向けられた側に、打撃ピン（１１）を有している、請求項９又は１０記載の分離装置。
【請求項１２】
切断したい部材（２）が、導体レールである、請求項１から１１までのいずれか１項記載の分離装置。
【請求項１３】
有利には自動車のバッテリ遮断時に使用される、請求項１から１２までのいずれか１項記載の分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火工技術的な分離装置であって、案内ケーシングが設けられており、該案内ケーシング内に、切断したい部材が配置されており、該部材が、分離工具の分離たがねによって分離箇所で切断可能に形成されており、分離装置内に、分離工具を駆動するための圧力衝撃を発生させるための、火工技術的な発射薬を有する圧力衝撃発生器が配置されている形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
火工技術的な分離装置が公知である。これらの分離装置では、火工技術的な材料の燃焼によるガス圧衝撃の形成によって分離工具が駆動され、これにより、種々異った材料、例えばロープ、ワイヤ、導体レール又はプラスチックロッドが種々異なった目的のために分離される。
【０００３】
例えば、この形式の分離装置が「ロープ分離装置」としてドイツ連邦共和国特許第３８１８６６９号明細書に記載されている。この場合、始めには係止されていた分離はがねが、火工技術的な圧力衝撃の形成により、小さい発射距離を介して加速され、これにより、動的エネルギを受け止めた後にロープ又はワイヤを切断する。
【０００４】
別の明細書、ドイツ連邦共和国特許第４４３８１５７号明細書の「火工技術的な分離装置」又はドイツ連邦共和国特許公開第１９７３２６５０号明細書の「出力分離装置」は、係止装置なしの「発射式の分離工具」について記載している。これらの「発射式の分離工具」は、初期摩擦及び質量によってのみ、駆動圧力衝撃のための所定の遮断装置を形成している。しかし、これらの装置は種々異なった形状及び目的の材料を分離するためにも適している。しかしながら、技術的及びコスト理由に基づいて機械的にわずかに負荷可能な絶縁材料、例えば射出成形技術で製造されたプラスチック部材が分離工具のために使用された場合には、公知の解決では不利であることが明らかである。すなわち、分離工具自体が高い速度を有しており、この速度によって、分離たがねの作用ブレード本体又は面が分離したい媒体に衝突した場合に、分離工具は、作用ブレードと切断したい材料との間の機械的な相互作用に基づいて、制御不能な高い横方向加速及び衝突を被り、このことは、特に分離工具材料として安価なプラスチックの使用を極めて困難にし、部分的には不可能にしてしまう。同様に、工具案内エレメントの公差は非常に狭くなければならなず、これを安価に形成することはできない。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許第３８１８６６９号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許第４４３８１５７号明細書
【特許文献３】ドイツ連邦共和国特許公開第１９７３２６５０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明の課題は、請求項１の上位概念部に記載の火工技術的な分離装置をさらに発展させ、分離工具の発射により生じる問題が阻止され、分離装置におけるプラスチックの安価な使用が可能であり、分離したい種々異なった材料のために、種々異なった幾何学形状にも適合可能な圧力衝撃発生器が、同一の装置の等しい構成スペースで実現可能なものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決した本発明の手段によれば、案内ケーシング内の、圧力衝撃発生器と分離工具との間に打撃カプセルが配置されており、この打撃カプセルが、トリガされた圧力衝撃発生器の衝撃により、分離工具の、分離たがねとは反対側の端部に設けられた、分離工具の内側の衝突底部へ向かって加速可能であり、分離工具の分離たがねが、打撃カプセルが衝突底面に衝突する前に分離箇所に当接している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による打撃カプセル、及びこの打撃カプセルが衝撃底面に当たる前に分離工具の分離たがねが分離箇所に当接することにより、分離工具の発射により生じる問題は阻止され、さらにこの分離工具ではプラスチックの安価な使用が可能である。なぜならば、分離工具の制御不能な横方向加速及び衝突は生じないからである。さらに、分離能力が改良され、これにより、分離したい種々異なった材料のために、種々異なった幾何学形状にも適合可能な圧力衝撃発生器が、同一の装置の等しい構成スペースで実施可能である。
【０００８】
有利な実施例では、分離したい材料がＵ字形に形成されており、打撃カプセルが、分離したい材料に当接する分離工具の内部に、衝突底部に対して間隔をおいて配置されている。
【０００９】
有利には、打撃カプセルの外側の周壁が、分離工具の内側の周壁に摺動可能に接触している。内外に摺動されるこのような装置により、最小の構成容積で打撃カプセルの良好な案内が得られる。有利には、打撃カプセルの開かれた端部と、分離工具の開かれた端部とは、互いに同一平面上に配置されているか、若しくは分離装置の長手方向で見て等しい高さに位置している。
【００１０】
本発明による有利な実施例では、分離工具の衝突と打撃カプセルとの間には圧縮容積が配置されている。
【００１１】
さらに有利には、打撃カプセルと分離工具とは圧力衝撃発生器を環状係合し、この場合に、圧力衝撃発生器と打撃カプセルとの間には、駆動容積が配置されている。分離工具の開かれた端部と打撃カプセルの開かれた端部とは、有利には圧力衝撃発生器のオーバハングに接触している。
【００１２】
有利な実施例では、打撃カプセルは、開かれた端部の外側の周壁に環状の拡大部又は外側に折り返された２つ又はそれよりも多い係止舌片を有しており、かつ分離工具は、開かれた端部の内側に、すなわち、内側の周壁に、拡大部又は係止舌片に対応して成形された環状の段階を有している。この環状の段階には、拡大部が係合するか、又は打撃カプセルの折り返された係止舌片が係合する。このことは、いずれの場合にも圧力衝撃発生器の点火後及び打撃カプセルが分離工具の内側の衝突底部に衝突する前に、打撃工具がまだ分離箇所に当接していない場合には、加速された打撃カプセルが分離工具を、分離工具が分離箇所に当接するまで連行する。それからようやく拡大部又は係止舌片は環状の段階から解除され、衝突カプセルは、分離工具の内側の衝突底部に衝突する。
【００１３】
コスト理由に基づいて、分離工具、打撃カプセル及び案内ケーシングは、有利にはガラス繊維強化されたプラスチックから成っている。
【００１４】
有利には、打撃カプセルと分離工具との質量比は約１：３であり、かつ／又は駆動容積と圧縮容積との容積比は約１：３である。
【００１５】
別の有利な実施例では、衝突底部に、火工技術的な増幅装薬の形の圧力衝撃増幅エレメントが塗布されている。この場合に、圧力衝撃増幅エレメント内には、点火装置、有利には起爆剤ピルが配置されていてよい。
【００１６】
圧力衝撃増幅エレメント又は点火装置のより良好な点火のためには、打撃カプセルが、圧力衝撃増幅エレメント又は点火装置に向けられた側に、有利には打撃ピンを有している。
【００１７】
有利な実施例では、切断したい部材は導体レールであり、分離装置は、有利には自動車のバッテリ遮断に使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に本発明を図面につきさらに詳しく説明する。
【００１９】
図１は、ガラス繊維により強化されたプラスチックから成る分離工具３を示している。この分離工具３は、案内ケーシング１の円筒状の案内部１７内を案内されている。この案内ケーシング１は、同様にガラス繊維により強化されたプラスチックから成形されている。分離工具３は、切断したい材料２に向けられた端部に分離たがね１４を有している。この分離たがね１４は、切断したい材料２の分離箇所に当接している。本実施例では、切断したい材料２は導体レールである。切断したい材料２は案内ケーシング１に押し込まれ、クランプされた対応支持体７により挟み込まれている。
【００２０】
同様に案内ケーシング１の円筒状の案内部１７内に配置された圧力衝撃発生器６を介して、打撃カプセル４が押圧される。この打撃カプセル４は、分離工具３のように、横断面図で見てＵ字形に形成されており、開かれた側に、環状の拡大部５ｂ又は折り返された２つ若しくはそれよりも多い（例えば、有利には２〜５つまでの）係止舌片５ａを有している（図２参照）。分離工具３は、開かれた端部の内側に、すなわち内側の周壁に、打撃カプセル４の係止舌片５ａ又は拡大部５ｂの半径方向の長さ及び／又は角度に対応して成形された環状の段階を有している。この場合、打撃カプセル４は外側の周壁により、分離工具の内側の周壁に摺動可能に接触している。これにより、構成容積が最小の場合に、打撃カプセルの良好な案内が得られる。圧力衝撃発生器６は、電気的に点火され、この場合に、電気的な供給が、案内ケーシング１に設けられたコネクタ１６を介して得られる。
【００２１】
切断したい材料２、この場合には導体レールに載置された分離工具３は、打撃カプセル４、圧力衝撃発生器６、案内ケーシング１及び対応支承体７と共に機能ユニットを形成している。
【００２２】
機能説明
電圧衝撃発生器６がトリガされると、例えば乗用車の衝突センサの電流衝撃によって、火工技術的な材料の化学反応により、圧力衝撃発生器６内にガス圧が生じる。このガス圧は駆動容積８内に広がり、衝撃カプセル４に、圧力及び作用面に応じて生ぜしめられた力衝撃を伝達する。この力衝撃が、係止舌片５ａ又は拡大部５ｂの保持力を超過すると、打撃カプセル４は、高い初期加速度により分離工具３の内側の衝突底部に向かって運動する。打撃カプセル４の解除工程の間には、まだ完全には折り返されていない係止舌片５ａ又は拡大部５ｂが、分離工具３に、この分離工具３の管状のスリーブを介して押圧力を加える。この機能により、分離工具３と、切断したい材料２若しくは導体レールとの間に場合によっては存在する望ましくない遊びが取り除かれる。
【００２３】
打撃カプセル４が、高い速度（一貫して＞１００ｍ／ｓまで）により分離工具３の内側の衝突底部に接近すると、圧縮に基づいて、圧縮容積９内の圧力が同時的な加熱時に著しく上昇する。
【００２４】
衝撃カプセル４の運動のこの工程が非常に迅速に経過した場合には、ほぼ断熱的な圧力比が想定される。これにより、打撃カプセル４のエネルギの大部分が、衝突することなしに分離工具３に伝達される。これにより伝達された力衝撃は分離工具３を駆動し、導体レール２を分離箇所で切断し、収容室１５内へ折り曲げる。
【００２５】
本発明による分離装置により、打撃カプセル４と分離工具３との１：３の質量比、及び駆動容積８と圧縮容積９との１：３の容積比の調整により、分離したい材料２若しくは導体レールの絶対的に確実な分離が、案内ケーシング１を破壊することなしに保証されていることが有利な形式で示された。分離装置の機能、及び種々異なった分離課題若しくは分離材料への適合性の重要な特徴は、係止舌片５ａ若しくは拡大部５ｂの形状である。
【００２６】
本発明の目的は、圧力衝撃発生器６内の装填量変動が大きい場合でさえも装置若しくは案内ケーシング１を破壊することなしに、分離したい材料２の完全な分離を得ることでもあった。すなわち、主なコスト要因は、圧力衝撃発生器６内の火工技術的な装填量の調量精度にもある。許容される変動が大きければ大きいほど、圧力衝撃発生器６のコスト若しくはこの圧力衝撃発生器の製造コストはより低くなる。上限は、案内ケーシング１のケーシング剛性によってのみ規定されていることが望ましい。係止舌片５ａ若しくは拡大部５ｂは、打撃カプセル４が、係止舌片５ａ若しくは拡大部５が折り返された後にようやく加速され得るように働く。このことにより、火工技術的な装薬量が低い場合には、打撃カプセル４を加速させるために幾らか長い時間のみが必要とされる。圧力衝撃発生器６内の装薬量がより高い場合には、始動段階はより迅速に経過する。平均的な装薬の±３０％までの装填量変動時には、ケーシング破壊なしに完全な分離が得られることを突き止めることができた。
【００２７】
本発明による火工技術的な分離装置の別の構成が、分離工具３の衝突底部に設けられた加工技術的な圧力衝撃増幅エレメント１０により実施されている。図３及び図４は、２つの異なった構成を示している。図３は、付加的な点火装置なしの火工技術的な圧力衝撃増幅エレメント１０の装置を示している。
【００２８】
これに対して図４は、圧力衝撃増幅エレメント１０内に組み込まれた点火装置の形の起爆剤ピルを示している。付加的に、打撃カプセル４は、衝突底部若しくは圧力衝突増幅エレメント１０に向けられた端部に、打撃ピン１１の形の機械的な打撃点火装置を有している。
【００２９】
より多くの出力が必要とされ、圧力衝撃発生器６が出力上限にある場合には、同じ分離装置内の圧力衝撃増幅エレメント１０が付加的な補強又は剛性増大手段なしに、切断したいより厚い材料２をも切断することを可能にする。
【００３０】
図３に配置された圧力衝撃増幅エレメント１０の機能は次の通りである。
【００３１】
打撃カプセル４を、分離工具３の衝突底部へ向かって加速した場合には、圧力容積９内の空気が加熱され、これにより、圧力衝撃増幅エレメント１０内の火工技術的な材料が点火される。このことは、ドイツ連邦共和国特許公開第４２４２０１４号明細書に詳細に記載されている。有利には、吸収可能な多孔性の支持材料が、火工技術的な材料、例えばエアバッグのためのガス物質によりしみ込まれる。量は分離課題に適合されるべきであるが、圧縮容積９の２０％より多く充填するべきではない。
【００３２】
図４は、圧力衝撃増幅装置１０内に設けられた起爆剤ピル１３の形の機械的な付加点火装置を示している。この付加点火装置は、圧力衝撃増幅エレメント１０である火工技術的な材料が著しく高い点火温度、若しくは断熱的な圧縮が形成するよりも高い点火エネルギを必要とする場合には不可欠である。打撃カプセル４の打撃ピン１１が、圧力衝撃増幅エレメント１０内に配置された起爆剤ピル１３に当たると、化学反応が始まり、圧力衝撃増幅エレメント１０が点火され、これにより、付加的な圧力衝撃が発生する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ガラス繊維強化されたプラスチックから成る分離装置の横断面図である。
【００３４】
【図２】打撃カプセルの環状の拡大部又は折り返された係止舌片を示す横断面図及び平面図である。
【００３５】
【図３】付加的な点火装置なしの火工技術的な圧力衝撃増幅エレメントを有する分離装置の横断面図である。
【００３６】
【図４】圧力衝撃増幅エレメント内に組み込まれた点火装置の形の起爆剤ピルを有する分離装置の横断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  案内ケーシング、  ２  材料、  ３  分離工具、  ４  打撃カプセル、  ５ａ  係止舌片、  ５ｂ  拡大部、  ６  圧力衝撃発生器、  ７  対応支持体、  ８  駆動容積、  ９  圧縮容積、  １０  圧縮衝撃増幅エレメント、  １１  打撃ピン  １３  起爆剤ピル、  １４  分離たがね、  １５  収容室、１６  コネクタ  １７  案内部、１８  衝突底部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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