帶爆炸室的保險裝置的制作方法

本發明涉及一種包括至少一個輸電線路和至少一個爆炸室(Explosionskammer)的保險裝置，其中該保險裝置構造為，能夠通過在至少一個爆炸室中觸發爆炸而將至少一條輸電線路分離為至少兩個部分。本發明也涉及一種操作帶有至少一個輸電線路和爆炸室的保險裝置的方法，其中在爆炸室中觸發爆炸，使得該至少一個輸電線路分離為至少兩個部分。本發明特別能夠應用在用于車輛、尤其是機動車輛的煙火保險裝置中。本發明特別適用于高壓保險裝置。

背景技術：

特別是在高壓情況下，會出現以下問題：分離輸電線路后，在兩個分離的部分之間可能產生電弧。通過添加起電絕緣作用的液體，例如油、凝膠或氣體等能夠消除電弧，但這種方式非常昂貴。

DE 10 2007 051 504 A1公開了一種用于中斷電導體的帶有引燃室的安全裝置，該引燃室中布置有借助燃料而能夠進行沖擊的分離體，使得該分離體在觸發時，在載流導體橫斷的情況下沖進接收室。此時未禁止產生電弧。

同樣的問題在DE 10 2004 010 746 A1中未解決。DE 10 2004 010 746 A1公開了一種煙火分離裝置，該裝置帶有一種能夠在分離處被分離刀分離的電導體匯流排，其中分離刀能夠通過燃料的燃氣加速。

實用新型DE 20 2006 016 171 U1公開一種借助壓力波并使用由不導電的材料制成的頂料桿分離電導體的相應安全裝置，其中不可移動的頂料桿和用于產生壓力波的燃料布置在電導體的對置的側。

本發明的任務在于，至少部分地克服現有技術中的缺點，特別是提供一種簡單可靠、成本低廉的可行方案，以防止在保險裝置中的導體的分離的帶電部分之間形成電弧或者消除形成的電弧，尤其是對于高壓保險裝置。

根據獨立權利要求的特征來解決上述任務。特別是在從屬權利要求中得到優選的實施方式。

所述任務通過一種保險裝置來解決，該保險裝置包括至少一個輸電線路，至少一個爆炸室和至少一個室(以下不限制一般性地稱為“分離室”)，其中該保險裝置構造為，能夠通過在至少一個爆炸室中觸發爆炸將至少一個輸電線路分離為至少兩個部分，并且分離的部分經由各電絕緣的分離壁在各自所屬的分離室中相互分離。

通過在爆炸室中觸發爆炸以及相應的壓力增加，實現了保險裝置的快速觸發，這也能夠提供足夠高的能量以確切地機械分離高電壓和/或高電流線路的較厚的導體。通過使已觸發的保險裝置中的分離部分通過分離壁彼此分離且穿過分離壁不能形成電弧，兩個分離部分之間的最短間隔被延長，使得其太長以致于不能形成或維持電弧。這種情況下不需要添加電絕緣的液體。這種保險裝置還能夠緊湊且節省成本地構造。還能夠保持非常低的功率損耗。

下文中提及的“一個”或“所述”輸電線路、爆炸室、分離室、分離壁等時，可以理解為“至少一個”上述元件，除非例如通過“僅一個”的表述明確排除上述情況時。“至少一個”的表述包括了“僅一個”和“多個”的情況。

所述保險裝置也可以稱為煙火保險裝置或“熱熔絲”(Pyrofuse)。

一種改進方案是，至少一個輸電線路是匯流排，這使得該保險裝置特別適合用于高電流和/或高電壓應用中。所述匯流排可以具有帶狀的基本形狀。所述輸電線路可以是金屬的或由金屬制成的。輸電線路可以是涂層的或非涂層的。

另一種改進方案是，所述爆炸室包括至少一個煙火爆破裝藥，該爆破裝藥能夠電觸發和/或熱觸發并引發爆炸。爆破裝藥可以包括點火器或者是點火器。所述爆破裝藥可以被電引燃。所述爆破裝藥可以由外部觸發裝置產生。可選的或額外的，所述爆破裝藥可以由作為保險裝置的部件的或一體化地形成在保險裝置中的觸發裝置產生。

所述分離壁可以例如由不可燃的合成材料或陶瓷制成。。

一種設計方案是，通過觸發爆炸，能夠將至少一個用于分離輸電線路的分離元件擠壓到輸電線路上。由于分離元件的壓力，使得通常為金屬的輸電線路首先彎曲。隨著分離元件的繼續移動，匯流排的彎曲度增加，直至特別是在與分離元件的接觸區域中達到或超過其屈服極限，并且在此處分離為兩個部分，特別是在這里斷裂。

另一種設計方案是，將分離元件構造為電絕緣的分離壁。這種方案能夠特別簡單地實施。此時可以利用以下情況，即在輸電線路分離之后隨著分離元件的繼續移動，該分離元件移動至兩個分離的部分之間，并用作分離壁。

另一種設計方案是分離元件包括密封板，該密封板用作或構成為爆炸室的可移動壁，分離板在朝向輸電線路的方向上從密封板突出，并且分離室布置在遠離分離元件的一側上，并且其深度使得分離板能夠布置在分離的部分之間。設置密封板具有以下優點，即爆炸室中的爆炸的能量能夠直接轉化為密封板和相繼的分離板的移動，實現特別快速地觸發的和緊湊的保險裝置。分離室足夠深，使得分離板能夠確 切地擠入兩個分離的部分的分離的端部之間，由此可靠地防止或消除電弧。

分離板可以在其朝向輸電線路的邊緣或邊界(分離邊緣)構造為尖銳的或鈍的。

為了避免密封板在爆炸時扭轉或傾斜，可以把密封板引導為可直線移動的。例如，保險裝置的殼體可以包括一個或多個導軌和/或縱向槽，該導軌和/或縱向槽可以與密封板的相應凹口或凸起接合。從而能夠引導密封板在殼體中直線移動，特別是在垂直于輸電線路的方向上。

根據本發明，輸電線路包括至少一個預定斷裂點，因為這樣能夠特別精確地確定兩個分離的部分的分離處。

另外，輸電線路構成爆炸室的壁，分離室則包括朝著輸電線路方向的電絕緣的分離壁。由此可以省略可直線移動的分離元件，實現簡化并特別堅固的結構。在這種設計方案中，通過使匯流排在爆炸后嚴重拉伸至斷裂，使得匯流排單獨就能夠分離為兩個部分。分離的部分因爆炸的沖擊而確切地在分離室中變形到分離壁的不同側，這同樣起到抑制電弧的作用。

一種設計方案是，輸電線路包括預定斷裂點，并且分離室在該預定斷裂點的下方具有朝著輸電線路方向的電絕緣的分離壁。換言之，預定斷裂點優選地位于分離壁的上方。在這種設計方案中，特別地保障了分離的部分在分離壁上方斷裂，從而在保險裝置的觸發狀態中能夠位于分離壁旁。

根據本發明，分離壁從輸電線路隔開。由此實現了導體的特別可靠的分離，因為匯流排能夠在它達到分離壁的高度前經受用于分離的足夠大的拉伸。如果導體在分離前就撞到分離壁上，那么可能在必要 情況時妨礙或者甚至完全阻止其變形和相繼的分離。

另外一種設計方案是，每個輸電線路能夠精確地分離為正好兩個部分，并且保險裝置對于每個輸電線路包括僅一個分離壁。這種保險裝置能夠特別快速和安全地分離。

另一設計方案是，保險裝置對于每條輸電線路包括僅一個分離壁。

保險裝置可以包括多個可相互獨立操作的，必要情況下甚至可以相互獨立觸發的單個保險裝置(例如，各包括僅一條輸電線路，僅一個分離元件或一個分離壁)，例如以保險裝置組或保險裝置包的形式。

還有一種設計方案是，保險裝置包括至少一個消弧磁體(也被稱為“滅弧磁體”)。消弧磁體特別理解為一種磁體，設置和布置該磁體的目的是在保險裝置的可能形成電弧的區域提供磁場。通過該磁場彎曲電弧的路徑，從而延長分離的輸電線路的兩個部分之間的最短距離。因此，該消弧磁體可以用于支持電弧的防止或抑制。可以例如在尚未彎曲的輸電線路的部位和/或分離室中形成具有顯著強度的的由消弧磁體產生的磁場。

保險裝置能夠特別是在450至1500伏直流電壓(VDC)下的至少7500A的間隔電流的情況下保證通電，而不對周圍環境產生影響。保險裝置可以是高壓保險裝置或“高壓-熱熔絲”。

保險裝置可以包括殼體，各輸電線路的端部區域作為電接頭從殼體突出。殼體可以例如由電絕緣的，優選的不可燃的合成材料或由陶瓷制成。該殼體可以具有立方體的基本形狀。如果有消弧磁體，消弧磁體可以置入殼體中。

所述任務也可以通過一種運行帶有至少一個輸電線路、至少一個 爆炸室和至少一個分離室的保險裝置的方法來解決，其中在爆炸室中觸發爆炸，使得該至少一個輸電線路分離為至少兩個部分，并向分離室彎曲，使得至少兩個分離的部分在分離室中通過電絕緣的分離壁相互分離。所述方法得到與所述保險裝置同樣的優點，并且可以類似地構造。

另外，在爆炸室中觸發爆炸，使得用作爆炸室的壁的輸電線路因用以分離的增壓在預定斷裂點處變形(特別是延展)，并且匯流排的在預定斷裂點處分離的部分朝著分離室中的分離壁的不同側彎曲。

還有一種設計方案是，在爆炸室觸發爆炸，使得分離元件因增壓移動，該分離元件擠壓輸電線路以分離輸電線路，并且該分離元件在輸電線路分離后繼續向分離室移動，直至其布置于輸電線路的分離部分之間。

附圖說明

以下結合實施例的示意性附圖對實施例進一步詳細說明，使本發明的上述特征、優點及其實現方式更加清楚明白。

圖1示出一種根據第一或第二實施例的煙火保險裝置的斜視圖；

圖2示出根據第一實施例的處于未觸發狀態中的煙火保險裝置的側視圖的截面圖示；

圖3示出根據第一實施例的處于未觸發狀態中的煙火保險裝置的部分的斜視圖；

圖4示出根據第一實施例的處于觸發狀態中的煙火保險裝置的側視圖的截面圖示；

圖5示出根據第一實施例的處于觸發狀態中的煙火保險裝置的斜視圖的截面圖示；

圖6示出根據第一實施例的處于觸發狀態的煙火保險裝置的由圖3示出的部分的斜視圖；

圖7示出根據第二實施例的處于未觸發狀態的煙火保險裝置的部分的斜視圖的截面圖示；

圖8示出根據第二實施例的處于未觸發狀態的煙火保險裝置的側視圖的截面圖示；

圖9示出根據第二實施例的處于觸發狀態的煙火保險裝置的部分的斜視圖的截面圖示。

附圖標記列表

1 保險裝置

2 第一殼體部件

3 第二殼體部件

4 孔

5 匯流排

6 電接頭

7 內部空間

8 上分區

9 分離室

10 分離元件

11 爆炸室

12 密封板

13 導軌

14 凹口

15 分離板

16 匯流排的第一部分

17 匯流排的第二部分

18 分離邊緣

21 保險裝置

22 第一殼體部件

23 爆炸室

24 分離壁

25 分離室

26 第二殼體部件

27 預定斷裂點

28 消弧磁體

具體實施方式

圖1示出一種包括第一“上”殼體部件2和第二“下”殼體部件3的煙火保險裝置1的斜視圖。所述兩個殼體部件2、3包括對齊的孔4，兩個殼體部件2、3能夠經由該孔4相互固定連接，例如螺栓連接。由兩個殼體部件2、3組成的殼體2、3能夠例如由電絕緣的合成材料制成。金屬匯流排5的形式的輸電線路的端部作為電接頭6從殼體2、3突出。

保險裝置1能夠特別是在450伏直流電壓(VDC)至1500伏直流電壓下的至少7500A的間隔電流的情況下保證通電，而不對周圍環境產生影響。保險裝置1可以是高壓保險裝置或“高壓-熱熔絲”。

殼體2、3可以具有立方體的基本形狀。如果有消弧磁體(未示出)，消弧磁鐵可以置入殼體2、3中。

正如圖2示出的那樣，殼體2、3具有封閉的內部空間7，該內部空間7被匯流排5分為上分區8和用作“分離室”9的下分區。分離元件10位于上分區8中，使得在上分區8中形成有爆炸室11。分離元件10例如由不可燃的電絕緣合成材料或由電絕緣的陶瓷制成。

如圖3中的在拆離第一殼體部件2的情況下所示出的那樣，分離元件10具有用作爆炸室11的可移動壁的密封板12。密封板12能夠線性移動地布置在第一殼體部件2中的垂直于匯流排5的縱向延伸的方向上。為此，第一殼體部件2在上分區的對置側上具有垂直于匯流排5(此處：從上往下)地延伸的導軌13。導軌13接合入密封板12的相 應凹口14中。

另外，分離元件10具有在垂直于匯流排5的方向上從密封板12前突或突出的分離板15。密封板12、分離板15及分離元件10一起具有T-形狀。分離板15能夠支承于匯流排5上。爆炸室11以上殼體2和密封板12為界限或由上殼體2和密封板12構成，并且位于密封板12的遠離分離板15的一側上。

爆炸室11被分配了特定的，特別是受控的可觸發的爆破裝藥(未示出)，其爆炸時爆炸室11中在短時間內形成高超壓。爆破裝藥可以例如是可通過電點火線(未示出)點燃的點火器。為此，保險裝置1可以包括相應的接頭(未示出)。能夠從外部觸發裝置(未示出)生成合適的點火脈沖。不過，也可以通過作為保險裝置1的部分的觸發裝置(未示出)生成合適的點火脈沖。

因爆炸時的超壓，在朝匯流排5的方向上向密封板12施加壓力或脈沖。由此，分離板15又被擠壓到匯流排5上，該匯流排5由于分離板15的壓力通過變形而向分離室9中塌陷。如圖4、圖5和圖6所示，分離板15進一步將匯流排5擠壓進分離室9，直至匯流排5(通常在其與分離板15的接觸面上)斷裂，并接著被分為(左側示出的)第一部分16和(右側示出的)第二部分17。

分離元件10借助仍然存在于爆炸室11中的超壓和/或其脈沖，還在匯流排5分離后進一步朝著分離室9的方向移動，特別是直至分離板15撞到分離室9的底部和/或密封板12撞到匯流排15而停止，由此達到保險裝置1的終點位置。從而分離板15擠過匯流排5的兩個分離的部分16、17之間的間隙，并布置在兩個分離的部分16、17之間。于是，分離板15被用作兩個部分16、17之間的分離壁。特別地，分離室9在分離元件10的移動方向上的深度使得分離板15能夠確切地定位在兩個部分16、17之間的終點位置，并且優選的，還能夠越過兩 個部分16、17的分離邊緣18移動。所以，在終點位置中，匯流排5的分離部分16、17在分離室9中通過分離板15形式的各個電絕緣分離壁而彼此分離。

在匯流排5分離為兩個部分16、17的時刻，特別是當匯流排的接頭處連接有高電壓時，兩個部分之間能夠形成電弧。當兩個分離邊緣18之間的最短間隔大于預定的最大間隔時，電弧熄滅。分離板15擠入兩個分離邊緣18之間并且分離板15電絕緣，使得保證兩個分離邊緣18之間的(經過分離板15的)間隔大于維持電弧的最大間隔。由此，保證熄滅電弧并使其保持熄滅狀態。由于分離板15是不可燃的，所以分離板15在這種情況下不會受到損害。此外，通過爆炸使得能夠特別快地觸發保險裝置1并分離匯流排5。

圖7示出根據第二實施例的不含第一殼體部件的處于未觸發狀態的煙火保險裝置21的斜視圖的截面圖示。保險裝置21外表上可以與保險裝置1一致，因此也在圖1中示出。圖8示出了保險裝置21的側視圖的截面圖示。

保險裝置21的第一殼體部件22可以形成為與保險裝置1的第一殼體部件2相似。然而，因為在完全用作爆炸室23的上分區中不存在可直線移動的分離元件，所以第一殼體部件22不具有導軌。

在保險裝置21中使用的分離元件在此構成為從分離室25的底部朝匯流排5的方向突出并垂直于匯流排5的分離壁24。在這種情況下，分離壁24從匯流排5隔開。分離壁24例如由不可燃且電絕緣的合成材料或電絕緣的陶瓷制成。這種情況下爆炸室23僅通過匯流排5與分離室25分離。分離室25因此由第二殼體部件26和匯流排5界定，而爆炸室23則由第一殼體部件和匯流排5界定。

這時，匯流排5是爆炸室23的壁，用以將爆炸室23與分離室25 分開。匯流排5在分離壁24的上方具有預定斷裂點27。

圖9以與圖7類似的視圖示出處于觸發狀態的保險裝置21。通過在爆炸室23中引發爆炸達到該觸發狀態。在爆炸室23中如此產生的壓力使匯流排5在分離室25的方向上嚴重彎曲，使得匯流排在預定斷裂點27處嚴重拉伸并在此斷裂。在到達分離壁24之前發生分為部分16和17的分離。在分離之后，匯流排還通過兩個部分16、17的脈沖進一步向分離室25中彎曲，使得它們的分離邊緣18被分離壁24分離開。由此能夠與保險裝置1類似地快速熄滅電弧或防止電弧的形成。

另外，保險裝置21具有至少一個滅弧或消弧磁體28，其在匯流排5側置入保險裝置21的殼體22、26中。

當然，本發明并不限于示出的實施例。

保險裝置1的匯流排5也可以具有預定斷裂點27，特別是在與分離板15的接觸區域。

另外，保險裝置1也可以具有至少一個滅弧或消弧磁體28，特別是在匯流排5側，特別是置入殼體2、3中。在運行時，電弧可以例如關于匯流排5側向地轉移，從而明顯增加其弧長，促進電弧的熄滅并/或抑制其發生。

通常地，只要未明確排除多個的情況，例如表達為“僅一個”等，“一個”可理解為單個或多個。

只要未明確排除，提供的數據也包括該提供的數據及通常的誤差。