DE102019135591B4 - Power line disconnector - Google Patents
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Abstract
Stromleitungs-Trennvorrichtung (1) mit
- einem in einer durch ein Gehäuse ausgebildeten Kammer angeordneten bewegbaren Trennelement (3);
- einem Aktuator (6) zum Auslösen einer Bewegung des Trennelements (3);
- mit mindestens einem bewegbaren Energieaufnahmeelement (10), wobei
- das Trennelement (3) so ausgebildet und angeordnet ist, dass es nach einem Aktivieren des Aktuators (6) auf die Stromleitung (8) auftrifft und diese zertrennt, und wobei das Trennelement (3) nach dem Zertrennen der Stromleitung (8) und/oder ein aus der Stromleitung (8) herausgetrenntes Teilstück (82) in Kontakt mit dem Energieaufnahmeelement (10) bringbar ist und dadurch das Energieaufnahmeelement (10) in Bewegung versetzbar ist, gekennzeichnet durch mindestens ein Dämpfungselement (11), mit dem das Energieaufnahmeelement (10) in Berührung bringbar ist, um die Bewegungsenergie des Energieaufnahmeelements (10) zu reduzieren, wobei das Dämpfungselement (11) bereits vor einem Auslösen des Aktuators (6) an einem Boden des Gehäuses angeordnet ist oder einen Boden des Gehäuses bildet.
Power line disconnecting device (1).
- a movable separating element (3) arranged in a chamber formed by a housing;
- an actuator (6) for triggering a movement of the separating element (3);
- with at least one movable energy absorption element (10), where
- the separating element (3) is designed and arranged in such a way that after activating the actuator (6) it hits the power line (8) and cuts it, and wherein the separating element (3) after cutting the power line (8) and / or a section (82) separated from the power line (8) can be brought into contact with the energy absorbing element (10) and thereby the energy absorbing element (10) can be set in motion, characterized by at least one damping element (11) with which the energy absorbing element (10 ) can be brought into contact in order to reduce the kinetic energy of the energy absorbing element (10), the damping element (11) being arranged on a bottom of the housing or forming a bottom of the housing before the actuator (6) is triggered.
Description
Die Erfindung betrifft eine Stromleitungs-Trennvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Fahrzeugkomponente nach Anspruch 12 enthaltend diese Stromleitungs-Trennvorrichtung und eine Stromleitung. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Trennen einer Stromleitung unter Verwendung einer solchen Stromleitungs-Trennvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.The invention relates to a power line isolating device according to the preamble of claim 1 and a vehicle component according to
Elektrisch angetriebene Fahrzeuge erfordern einen Batterieeinsatz mit sehr hohen Spannungen. Im Falle eines Unfalls können die durch die Batterie bedingten hohen Ströme und Spannungen für die Fahrzeuginsassen sowie für Unfalleinsatzkräfte eine Gefahr darstellen. Die Gefahr kann beispielsweise dadurch minimiert werden, dass der Stromfluss in der Nähe von der Batterie schnellstmöglich unterbrochen wird. Die Unterbrechung des elektrischen Stromkreises lässt sich mittels Leitungstrennern zum Beispiel mit Stromleitungs-Schneidvorrichtungen für Hochspannungsstromschienen (englisch High Voltage Electric Line Cutter, HV-ELC) realisieren. Solche Notabschaltvorrichtungen können sehr hohe elektrische Ströme (mehrere Kiloampere) und sehr hohe elektrische Spannungen (bis hin zum Kilovoltbereich) in wenigen Millisekunden ausschalten.Electrically powered vehicles require the use of batteries with very high voltages. In the event of an accident, the high currents and voltages caused by the battery can pose a danger to the vehicle occupants and emergency responders. The danger can be minimized, for example, by interrupting the flow of electricity near the battery as quickly as possible. The electrical circuit can be interrupted using line disconnectors, for example with power line cutting devices for high-voltage busbars (High Voltage Electric Line Cutter, HV-ELC). Such emergency shutdown devices can switch off very high electrical currents (several kiloamperes) and very high electrical voltages (up to the kilovolt range) in a few milliseconds.
Aus der
Nachteilig hierbei ist, dass das aus der Stromschiene herausgetrennte Teilstück vom Boden abprallen und in Richtung der Stromschiene zurückgeschleudert werden kann. Dadurch kann es zu einem unerwünschten Funkenüberschlag (Lichtbogen) kommen. Zudem nachteilig ist, dass die beiden Gaskanäle direkt nebeneinander ohne gegenseitigen Verschlussmechanismus angeordnet sind, so dass Gas von dem einen Kanal in den anderen Kanal übertreten kann und somit das herausgetrennte Teilstück aus der Stromschiene und der Kolben noch zusätzlich beschleunigt werden und somit eine hohe kinetische Energie aufweisen.The disadvantage here is that the section separated from the busbar can bounce off the ground and be thrown back towards the busbar. This can lead to an undesirable spark flashover (arc). Another disadvantage is that the two gas channels are arranged directly next to each other without a mutual locking mechanism, so that gas can pass from one channel into the other channel and thus the separated section of the busbar and the piston are additionally accelerated and thus a high kinetic energy exhibit.
Die
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, eine Stromleitungs-Trennvorrichtung, insbesondere für Hochspannungsstromschienen oder Hochspannungsleitungen, mit vermindertem Funkenüberschlag bereitzustellen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit eine sicherere Stromleitungs-Trennvorrichtung bereitzustellen.The problem on which the invention is based is to provide a power line disconnecting device, in particular for high-voltage busbars or high-voltage lines, with reduced arcing. The object of the present invention is therefore to provide a safer power line disconnecting device.
Diese Aufgabe wird durch eine Stromleitungs-Trennvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is solved by a power line disconnecting device with the features of claim 1.
Es wird eine Stromleitungs-Trennvorrichtung (insbesondere zum Trennen von Hochspannungsstromschienen oder Hochspannungsstromleitungen) beschrieben mit
- - einem bewegbaren Trennelement;
- - einem Aktuator zum Auslösen einer Bewegung des Trennelements;
- - mit mindestens einem bewegbaren Energieaufnahmeelement;
- - optional einer Stromleitung; wobei
- - das Trennelement so ausgebildet und angeordnet ist, dass es nach einem Aktivieren des Aktuators auf die Stromleitung auftrifft und diese zertrennt, und wobei das Trennelement nach dem Zertrennen der Stromleitung und/oder ein aus der Stromleitung herausgetrenntes Teilstück in Kontakt mit dem Energieaufnahmeelement bringbar ist und dadurch (also durch das Auftreffen des Trennelements und/oder des herausgetrennten Teilstücks auf das Energieaufnahmeelement) das Energieaufnahmeelement in Bewegung versetzbar ist.
- - a movable separating element;
- - an actuator for triggering a movement of the separating element;
- - with at least one movable energy absorption element;
- - optionally a power line; where
- - the separating element is designed and arranged so that after activation of the actuator it hits the power line and cuts it, and wherein the separating element after cutting the power line and / or a section separated from the power line can be brought into contact with the energy absorbing element and thereby (i.e. by the impact of the separating element and/or the separated section on the energy absorbing element) the energy absorbing element can be set in motion.
Die Stromleitungs-Trennvorrichtung umfasst ein Trennelement. Das Trennelement ist so ausgebildet und angeordnet, dass es nach einem Aktivieren des Aktuators auf die Stromleitung auftrifft und diese (zumindest abschnittsweise oder vollständig) zertrennt.The power line disconnecting device includes a disconnecting element. The separating element is designed and arranged in such a way that it hits the power line after the actuator has been activated and this separated (at least in sections or completely).
Unter einem Trennelement wird ein dreidimensionaler Körper verstanden, der geeignet ist, mindestens ein Teilstück aus einer Stromleitung oder Stromschiene (zumindest teilweise oder vollständig) herauszutrennen. Das Trennelement kann stumpf, spitz oder mit einer scharfen Kante ausgebildet sein. Das Trennelement kann beispielsweise quaderförmig, würfelförmig, zylinderförmig, stempelförmig, kegelförmig oder pyramidenförmig ausgebildet sein. Das Trennelement kann bolzenartig (z.B. als Trennbolzen) ausgebildet sein.A separating element is understood to be a three-dimensional body that is suitable for separating at least a section of a power line or busbar (at least partially or completely). The separating element can be blunt, pointed or have a sharp edge. The separating element can, for example, be cuboid, cube-shaped, cylindrical, stamp-shaped, conical or pyramid-shaped. The separating element can be designed like a bolt (e.g. as a separating bolt).
Das Trennelement kann beispielsweise aus einem Material bestehen, dass eine größere Härte (bspw. Shore, Mohs oder Rockwell Härte) aufweist als die zu zertrennende Stromschiene. Das Trennelement kann (zumindest teilweise oder vollständig) als elektrischer Isolator (Nichtleiter) ausgebildet sein oder einen solchen enthalten. Dadurch wird ein Funkenüberschlag vermindert oder verhindert. Das Trennelement kann beispielsweise aus einem nichtleitenden Kohlenstoff, einem (nichtleitenden) Polymer oder (nichtleitenden) Kunststoff, einer (nichtleitenden) Keramik oder einem (nichtleitenden) Glas bestehen.The separating element can, for example, consist of a material that has a greater hardness (e.g. Shore, Mohs or Rockwell hardness) than the busbar to be separated. The separating element can be designed (at least partially or completely) as an electrical insulator (non-conductor) or contain one. This reduces or prevents sparking. The separating element can, for example, consist of a non-conductive carbon, a (non-conductive) polymer or (non-conductive) plastic, a (non-conductive) ceramic or a (non-conductive) glass.
Eine Stromleitung ist ein elektrischer Leiter (z.B. ein Kabel) zum Transport elektrischer Energie oder von elektrischem Strom. Die Stromleitung kann mit der Batterie und batteriebetriebenen Bauteilen des Fahrzeugs verbunden sein. Die Stromleitung kann eine Hochspannungsstromleitung sein (und kann somit geeignet sein, Hochspannungsströme zu führen). Die mindestens eine Stromleitung kann zudem als mindestens eine Stromschiene ausgebildet sein.A power line is an electrical conductor (e.g. a cable) for transporting electrical energy or electric current. The power line may be connected to the battery and battery-operated components of the vehicle. The power line may be a high-voltage power line (and thus may be suitable for carrying high-voltage currents). The at least one power line can also be designed as at least one busbar.
Eine Stromschiene ist ein elektrischer Leiter (aus einem starren Material) zur Versorgung von Fahrzeugen mit elektrischer Energie oder elektrischem Strom. Die Stromschiene ist beispielsweise als eine Hochspannungsstromschiene ausgebildet (und ist somit geeignet, Hochspannungsströme führen zu können). Die Stromschiene kann mit der Batterie und mindestens einem batteriebetriebenen Bauteil eines (elektrisch betriebenen) Fahrzeugs verbunden sein.A busbar is an electrical conductor (made of a rigid material) used to supply electrical energy or current to vehicles. The busbar is designed, for example, as a high-voltage busbar (and is therefore suitable for carrying high-voltage currents). The busbar can be connected to the battery and at least one battery-operated component of an (electrically operated) vehicle.
Die Stromleitung oder die Stromschiene kann aus einem geeigneten Metall z.B. Aluminium, Kupfer, Eisen oder einem Stahl oder einer Legierung bestehen oder dieses enthalten.The power line or the busbar can consist of or contain a suitable metal, for example aluminum, copper, iron or a steel or an alloy.
Die Stromleitungs-Trennvorrichtung kann eine Aufnahme für mindestens eine Stromleitung oder mindestens eine Stromschiene aufweisen.The power line disconnecting device can have a receptacle for at least one power line or at least one busbar.
Die Stromleitungs-Trennvorrichtung kann einen Aktuator zum Auslösen einer Bewegung des Trennelements aufweisen. Ein Aktuator ist eine Baueinheit, die aufgrund eines Signals und/oder Impulses (durch z.B. ein Fahrzeugunfallerfassungssystem) eine Bewegung des Trennelements auslösen kann oder auslöst.The power line disconnecting device may have an actuator for triggering movement of the disconnecting element. An actuator is a structural unit that can trigger or trigger a movement of the separating element based on a signal and/or pulse (e.g. from a vehicle accident detection system).
Der Aktuator kann ein Zünder sein, der beispielsweise eine pyrotechnische Treibladung aufweist. Der Aktuator oder der Zünder kann durch ein Signal, insbesondere ein elektrisches oder elektronisches Signal (des Fahrzeugunfallerfassungssystems), aktivierbar sein. Der Aktuator oder der Zünder kann beispielsweise (ausgelöst durch das Signal) durch einen Sensor, beispielsweise einem Airbagsensor, Aufprallsensor (Crashsensor), Unfallsensor und/oder Beschleunigungssensor, aktivierbar sein. An dem Aktuator oder dem Zünder können elektrische Anschlüsse angeordnet sein.The actuator can be an igniter that has, for example, a pyrotechnic propellant charge. The actuator or the igniter can be activated by a signal, in particular an electrical or electronic signal (from the vehicle accident detection system). The actuator or the igniter can, for example, be activated (triggered by the signal) by a sensor, for example an airbag sensor, impact sensor (crash sensor), accident sensor and/or acceleration sensor. Electrical connections can be arranged on the actuator or the igniter.
Der Aktuator kann außerhalb oder innerhalb des Gehäuses oder der Kammer angeordnet sein. Der Aktuator kann an der Gehäusedecke angeordnet sein. Der Aktuator kann mit dem Trennelement (lösbar) verbunden sein.The actuator may be located outside or inside the housing or chamber. The actuator can be arranged on the housing ceiling. The actuator can be connected (detachably) to the separating element.
Aufgrund der Aktivierung des Aktuators ist eine Bewegung des bewegbaren Trennelementes auslösbar. Das Trennelement ist aufgrund der Aktivierung des Aktuator in Richtung der Aufnahme für die Stromschiene oder die Stromleitung bewegbar (so dass das Trennelement und die Stromschiene oder die Stromleitung in Kontakt miteinander gelangen). Das Trennelement ist ausgebildet und derart angeordnet auf die Stromleitung oder Stromschiene treffen zu können und diese (zumindest abschnittsweise oder vollständig) zertrennen zu können, so dass der Stromfluss innerhalb der Stromleitung oder der Stromschiene unterbrochen wird.Due to the activation of the actuator, a movement of the movable separating element can be triggered. Due to the activation of the actuator, the separating element can be moved in the direction of the receptacle for the busbar or the power line (so that the separating element and the busbar or the power line come into contact with one another). The separating element is designed and arranged in such a way that it can hit the power line or busbar and can separate it (at least in sections or completely), so that the current flow within the power line or busbar is interrupted.
Die Stromleitungs-Trennvorrichtung weist mindestens eine Kammer (z.B. einen mit Gas befüllten oder einen mit Gas befüllbaren Raum) auf. Innerhalb der Kammer ist das Trennelement angeordnet.The power line disconnecting device has at least one chamber (e.g. a space filled with gas or a space that can be filled with gas). The separating element is arranged within the chamber.
Die Kammer ist von einem Gehäuse umgeben. Die Kammer liegt somit innerhalb des Gehäuses. Das Gehäuse weist eine zur Kammer hingewandte Gehäuseinnenwand auf. Das Gehäuse kann einen Gehäuseboden und eine Gehäusedecke und zwei Gehäuseseitenwände aufweisen, wobei die beiden Gehäuseseitenwände jeweils mit dem Gehäuseboden und der Gehäusedecke verbunden sind und sich die Gehäusedecke und der Gehäuseboden gegenüber liegen. Das Gehäuse kann als zweiteiliges Gehäuse aus einem Gehäuseunterteil und einem Gehäuseoberteil ausgebildet sein. Das Gehäuseunterteil kann mit dem Gehäuseoberteil (lösbar) verbunden sein. Das Gehäuseoberteil kann somit eine Gehäusedecke und zwei Gehäuseseitenwände aufweisen, wobei die beiden Gehäuseseitenwände mit der Gehäusedecke verbunden sind. Das Gehäuseunterteil kann demnach einen Gehäuseboden und zwei Gehäuseseitenwände aufweisen, wobei die beiden Gehäuseseitenwände mit dem Gehäuseboden verbunden sind.The chamber is surrounded by a housing. The chamber is therefore located inside the housing. The housing has an inner housing wall facing the chamber. The housing can have a housing base and a housing ceiling and two housing side walls, the two housing side walls each being connected to the housing base and the housing ceiling and the housing ceiling and the housing base lying opposite one another. The housing can be designed as a two-part housing consisting of a lower housing part and an upper housing part. The lower housing part can be connected (detachably) to the upper housing part. The upper part of the housing can therefore have a housing ceiling and two housing side walls, the two housing side walls being connected to the housing ceiling. The lower housing part can therefore have a housing base and two housing side walls, the two housing side walls being connected to the housing base.
Das Gehäuseoberteil kann eine Gehäuseoberteilkammer enthalten. Die Gehäuseoberteilkammer kann jede geeignete polygonale Form haben und insbesondere zylinderförmig, quaderförmig oder prismenförmig ausgebildet sein. Das Gehäuseunterteil kann eine Gehäuseunterteilkammer enthalten, die von beliebiger polygonaler Form, insbesondere zylinderförmig, quaderförmig oder prismenförmig, sein kann. Das Gehäuseoberteil enthaltend eine Gehäuseoberteilkammer und das Gehäuseunterteil enthaltend eine Gehäuseunterteilkammer können derart miteinander verbunden sein, dass die Gehäuseoberteilkammer und die Gehäuseunterteilkammer zusammen eine Kammer bilden. Das Gehäuseoberteil enthaltend eine Gehäuseoberteilkammer und das Gehäuseunterteil enthaltend eine Gehäuseunterteilkammer können formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sein. Dabei können insbesondere die Gehäuseseitenwände des Gehäuseoberteils mit den Gehäuseseitenwänden des Gehäuseunterteils verbunden sein.The upper housing part may contain an upper housing part chamber. The upper housing part chamber can have any suitable polygonal shape and in particular can be cylindrical, cuboid or prism-shaped. The lower housing part can contain a lower housing part chamber, which can be of any polygonal shape, in particular cylindrical, cuboid or prism-shaped. The upper housing part containing an upper housing part chamber and the lower housing part containing a lower housing part chamber can be connected to one another in such a way that the upper housing part chamber and the lower housing part chamber together form a chamber. The upper housing part containing an upper housing part chamber and the lower housing part containing a lower housing part chamber can be connected to one another in a form-fitting and/or non-positive manner. In particular, the housing side walls of the upper housing part can be connected to the housing side walls of the lower housing part.
Das Gehäuse (das Gehäuseoberteil und/oder das Gehäuseunterteil) kann zumindest teilweise oder vollständig als elektrischer Isolator ausgebildet sein oder einen solchen enthalten. Dadurch wird ein Funkenüberschlag vermindert oder verhindert. Als elektrische Isolatoren (Nichtleiter) werden chemische Elemente oder Materialien mit einer elektrischen Leitfähigkeit von weniger als 10-8 S·cm-1 (sowie einem spezifischen Widerstand von über 108 Ω cm) verstanden. Das Gehäuse (das Gehäuseoberteil und/oder das Gehäuseunterteil) kann beispielsweise aus einem (nichtleitenden) Polymer oder (nichtleitenden) Kunststoff, einer (nichtleitenden) Keramik, einem (nichtleitenden) Glas oder einem nichtleitenden Kohlenstoff bestehen.The housing (the upper housing part and/or the lower housing part) can be at least partially or completely designed as an electrical insulator or contain one. This reduces or prevents sparking. Electrical insulators (non-conductors) are chemical elements or materials with an electrical conductivity of less than 10 -8 S cm -1 (and a specific resistance of over 10 8 Ω cm). The housing (the upper housing part and/or the lower housing part) can consist, for example, of a (non-conductive) polymer or (non-conductive) plastic, a (non-conductive) ceramic, a (non-conductive) glass or a non-conductive carbon.
Die Aufnahme oder die Stromschiene kann an dem Gehäuse angeordnet sein und insbesondere innerhalb der Kammer (und durch die Kammer) verlaufen. Die Aufnahme oder die Stromschiene kann (horizontal) zwischen dem Gehäuseoberteil und dem Gehäuseunterteil angeordnet sein. Die Stromschiene kann durch mindestens eine Öffnung bspw. einen Schlitz in oder durch das Gehäuse führbar oder geführt sein.The receptacle or the busbar can be arranged on the housing and in particular run within the chamber (and through the chamber). The receptacle or the busbar can be arranged (horizontally) between the upper housing part and the lower housing part. The busbar can be guided or guided through at least one opening, for example a slot, in or through the housing.
Die Stromleitung oder die Stromschiene kann zwei Enden aufweisen, die außerhalb des Gehäuses (außerhalb des Gehäuseoberteils und des Gehäuseunterteils) angeordnet sind.The power line or the busbar can have two ends that are arranged outside the housing (outside the upper housing part and the lower housing part).
Die Stromleitung kann (vor dem Zertrennen der Stromleitung) mindestens eine Stromleitungssollbruchstelle aufweisen. Die Stromschiene (vor dem Zertrennen der Stromleitung) kann mindestens eine Stromschienensollbruchstelle aufweisen. Die mindestens eine Stromschienensollbruchstelle oder Stromleitungssollbruchstelle kann einen geringeren Querschnitt als die restlichen Bereiche der Stromschiene oder Stromleitung aufweisen. Die Stromschienensollbruchstelle oder Stromleitungssollbruchstelle kann durch eine Materialverjüngung oder Materialschwachstelle gebildet sein. Die Stromschienensollbruchstelle oder Stromleitungssollbruchstelle kann eine Kerbe (Einbuchtung oder Aussparung) sein. Die mindestens eine Stromschienensollbruchstelle oder Stromleitungssollbruchstelle ist derart ausgebildet, bei einem Aufprall des Trennelements auf die Stromschiene, zumindest abschnittsweise zu (zer-)brechen. Die mindestens eine Stromschienensollbruchstelle oder Stromleitungssollbruchstelle kann derart angeordnet sein, dass das Teilungselement auf sie trifft.The power line can have at least one predetermined power line breaking point (before the power line is cut). The busbar (before the power line is cut) can have at least one busbar predetermined breaking point. The at least one busbar predetermined breaking point or power line breaking point can have a smaller cross section than the remaining areas of the busbar or power line. The busbar predetermined breaking point or power line predetermined breaking point can be formed by a material taper or material weak point. The busbar predetermined breaking point or power line predetermined breaking point can be a notch (indentation or recess). The at least one busbar predetermined breaking point or power line predetermined breaking point is designed to break (or break) at least in sections when the separating element impacts the busbar. The at least one busbar predetermined breaking point or power line predetermined breaking point can be arranged in such a way that the dividing element hits it.
Beim Aufprall des Trennelements auf die Stromleitung oder Stromschiene kann ein Teilstück der Stromschiene teilweise oder vollständig aus der Stromschiene herausgetrennt (herausgebrochen) werden. Dadurch wird der Stromfluss zwischen der Batterie und dem batteriebetriebenen Bauteil des Fahrzeugs unterbrochen. Das aus der Stromleitung oder Stromschiene herausgetrennte Teilstück kann als leitfähige Münze ausgebildet sein.When the separating element impacts the power line or busbar, a section of the busbar can be partially or completely separated (broken out) from the busbar. This interrupts the flow of current between the battery and the battery-operated component of the vehicle. The section separated from the power line or busbar can be designed as a conductive coin.
Das Trennelement ist zumindest teilweise oder vollständig innerhalb des Gehäuses und/oder der Kammer angeordnet.The separating element is arranged at least partially or completely within the housing and/or the chamber.
Die Stromleitungs-Trennvorrichtung weist zudem mindestens ein Dämpfungselement zum Reduzieren von kinetischer Energie (Bewegungsenergie) auf. Auch das Energieaufnahmeelement dient zum Reduzieren von kinetischer Energie.The power line disconnecting device also has at least one damping element for reducing kinetic energy (kinetic energy). The energy absorption element also serves to reduce kinetic energy.
Das Energieaufnahmeelement kann ein geometrischer (dreidimensionaler) Körper sein, der geeignet ist die kinetische Energie des Trennelements und oder des aus der Stromleitung oder Stromschiene herausgetrennten Teilstücks aufzunehmen (und in Deformation umzuwandeln).The energy absorption element can be a geometric (three-dimensional) body which is suitable for absorbing the kinetic energy of the separating element and/or the section separated from the power line or busbar (and converting it into deformation).
Das Dämpfungselement kann ein geometrischer (dreidimensionaler) Körper sein, der geeignet ist die kinetische Energie des Energieaufnahmeelements aufzunehmen (und in Deformation umzuwandeln).The damping element can be a geometric (three-dimensional) body that is suitable for absorbing the kinetic energy of the energy absorbing element (and converting it into deformation).
Das Energieaufnahmeelement kann beispielsweise als Kugel, Scheibe, Zylinder, in Form eines Projektils oder Torpedos ausgebildet sein.The energy absorbing element can be designed, for example, as a ball, disk, cylinder, in the form of a projectile or torpedo.
Um die auf das Energieaufnahmeelement und/oder das Dämpfungselement übertragene kinetische Energie abzubauen, kann das Energieaufnahmeelement und/oder das Dämpfungselement aus einem die kinetische Energie abbauenden Material und/oder einer die kinetische Energie abbauenden Struktur bestehen oder diese enthalten. Das Energieaufnahmeelement und/oder das Dämpfungselement können verformbar (deformierbar) ausgebildet sein. Das Energieaufnahmeelement und/oder das Dämpfungselement können aus einem elastischen Material bestehen oder dieses enthalten. Das Energieaufnahmeelement und/oder das Dämpfungselement können aus einer verformbaren (elastischen) Struktur gebildet sein oder diese enthalten.In order to reduce the kinetic energy transferred to the energy absorbing element and/or the damping element, the energy absorbing element and/or the damping element can consist of or contain a material that dissipates the kinetic energy and/or a structure that dissipates the kinetic energy. The energy absorption element and/or the damping element can be designed to be deformable. The energy absorption element and/or the damping element can consist of or contain an elastic material. The energy absorption element and/or the damping element can be formed from or contain a deformable (elastic) structure.
Als verformbar (oder auch deformierbar) bezeichnet man einen geometrischen Körper der seine Form infolge der Einwirkung einer äußeren Kraft ändert.A geometric body that changes its shape as a result of the action of an external force is called deformable (or deformable).
Hier ist die Form des Energieaufnahmeelements durch das in Kontakt bringen des Trennelements und/oder des aus der Stromschiene herausgetrennten Teilstücks mit dem Energieaufnahmeelement veränderbar (deformierbar). Die Deformation kann als Längenänderung (z.B. Stauchung) oder als Winkeländerung (Scherung) in Erscheinung treten.Here, the shape of the energy absorbing element can be changed (deformed) by bringing the separating element and/or the section separated from the busbar into contact with the energy absorbing element. The deformation can appear as a change in length (e.g. compression) or as a change in angle (shear).
Das Energieaufnahmeelement und/oder das Dämpfungselement kann beispielsweise ein Feststoff, Gel oder eine Flüssigkeit sein.The energy absorption element and/or the damping element can be, for example, a solid, gel or a liquid.
Eine Verformung oder Deformation des Energieaufnahmeelements kann gemäß dem A-Square Shock Power Index (ASPI) definiert sein. Der ASPI definiert sich dabei wie folgt:
Das mindestens eine Energieaufnahmeelement kann am Gehäuse, beispielsweise am Gehäuseboden, im Gehäuseunterteil oder an der Gehäuseinnenwand, angeordnet sein. Das mindestens eine Dämpfungselement ist bereits vor einem Auslösen des Aktuators an dem Boden des Gehäuses angeordnet oder bildet den Boden des Gehäuses.The at least one energy absorption element can be arranged on the housing, for example on the housing base, in the lower part of the housing or on the inner wall of the housing. The at least one damping element is already arranged on the bottom of the housing before the actuator is triggered or forms the bottom of the housing.
Das Dämpfungselement kann mit der Gehäuseinnenwand, insbesondere des Gehäuseunterteils, kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Das Gehäuse oder der Gehäuseboden kann aus dem Dämpfungselement bestehen.The damping element can be connected to the inner wall of the housing, in particular the lower part of the housing, in a force-fitting and/or form-fitting and/or material-locking manner. The housing or the housing base can consist of the damping element.
Das Dämpfungselement kann beispielsweise (als Schicht) auf das Gehäuse (den Gehäuseboden und/oder auf die Gehäuseinnenwand) aufgebracht sein. Der Gehäuseboden kann z.B. aus einem härteren Material als das auf ihn aufgebrachte Dämpfungselement bestehen.The damping element can, for example, be applied (as a layer) to the housing (the housing base and/or to the housing inner wall). The housing base can, for example, be made of a harder material than the damping element applied to it.
Das Energieaufnahmeelement und/oder das Dämpfungselement kann beispielsweise aus einem Polytetrafluorethylen (z.B. Teflon), Silikon (Polysiloxane oder Poly(organo)siloxane) oder einem Polyaramid oder aromatischen Polyamid (z.B. Kevlar) bestehen oder dieses enthalten (beispielsweise überzogen sein).The energy absorbing element and/or the damping element can, for example, consist of or contain (for example be coated) a polytetrafluoroethylene (e.g. Teflon), silicone (polysiloxane or poly(organo)siloxane) or a polyaramid or aromatic polyamide (e.g. Kevlar).
Das Dämpfungselement kann beispielsweise eine wabenförmige Struktur aufweisen. Die wabenförmige Struktur kann (sich periodisch wiederholende) Hohlräume (Waben) aufweisen. Die Waben sind beispielsweise mit einem Gas, Gasgemisch, einer Flüssigkeit oder einem Gel gefüllt. Die Zwischenräume zwischen den Waben sind aus einem (geeigneten) chemischen Material gebildet. Die Zwischenräume zwischen den Waben können aus einem elastischen Material gebildet sein. Die Hohlräume (Waben) können einen eckigen (z.B. sechseckigen, fünfeckigen) oder kreisförmigen oder ovalen Querschnitt aufweisen.The damping element can, for example, have a honeycomb-shaped structure. The honeycomb structure can have (periodically repeating) cavities (honeycombs). The honeycombs are filled, for example, with a gas, gas mixture, a liquid or a gel. The spaces between the honeycombs are formed from a (suitable) chemical material. The spaces between the honeycombs can be formed from an elastic material. The cavities (honeycombs) can have a square (e.g. hexagonal, pentagonal) or circular or oval cross section.
Das Energieaufnahmeelement und/oder das Dämpfungselement kann zum Beispiel aus einem wabenförmigen Polytetrafluorethylen (z.B. Teflon), wabenförmigen Silikon (Polysiloxane oder Poly(organo)siloxane) oder einem wabenförmigen Polyaramid oder wabenförmigen aromatischen Polyamid (z.B. Kevlar) bestehen oder dieses enthalten (wobei die Waben mit Gas oder einem Gasgemisch gefüllt sein können).The energy absorption element and/or the damping element can, for example, consist of or contain a honeycomb polytetrafluoroethylene (e.g. Teflon), honeycomb silicone (polysiloxane or poly(organo)siloxane) or a honeycomb polyaramid or honeycomb aromatic polyamide (e.g. Kevlar) (the honeycomb can be filled with gas or a gas mixture).
Das mindestens eine Energieaufnahmeelement kann innerhalb der Kammer und/oder am Gehäuse angeordnet sein.The at least one energy absorption element can be arranged within the chamber and/or on the housing.
Das mindestens eine Dämpfungselement kann innerhalb der Kammer und/oder am Gehäuse angeordnet sein.The at least one damping element can be arranged within the chamber and/or on the housing.
So kann am (Boden vom) Gehäuse, der Kammer oder des Gehäuseunterteils (auf der Innenseite des Gehäuses, des Gehäuseunterteils oder der Kammer) ein wabenförmiges Dämpfungselement angeordnet sein.A honeycomb-shaped damping element can be arranged on the (bottom of) the housing, the chamber or the lower part of the housing (on the inside of the housing, the lower part of the housing or the chamber).
Es kann am (Boden vom) Gehäuse, der Kammer oder des Gehäuseunterteils (auf der Innenseite des Gehäuses, des Gehäuseunterteils oder der Kammer) ein Dämpfungselement aus einem Polytetrafluorethylen, einem Silikon, einem Polyaramid oder einem aromatischen Polyamid angeordnet sein.A damping element made of a polytetrafluoroethylene, a silicone, a polyaramid or an aromatic polyamide can be arranged on the (bottom of) the housing, the chamber or the lower part of the housing (on the inside of the housing, the lower part of the housing or the chamber).
So kann am (Boden vom) Gehäuse, der Kammer oder des Gehäuseunterteils (auf der Innenseite des Gehäuses, des Gehäuseunterteils oder der Kammer) ein Dämpfungselement aus einem wabenförmigem Polytetrafluorethylen, einem wabenförmigem Silikon, einem wabenförmigem Polyaramid oder einem aromatischem Polyamid angeordnet sein.A damping element made of a honeycomb polytetrafluoroethylene, a honeycomb silicone, a honeycomb polyaramid or an aromatic polyamide can be arranged on the (bottom of) the housing, the chamber or the lower part of the housing (on the inside of the housing, the lower part of the housing or the chamber).
Das Trennelement und/oder das aus der Stromleitung herausgetrennte Teilstück kann verformbar ausgebildet sein, derart, dass es durch ein in Kontakt bringen mit dem mindestens einen Energieaufnahmeelement verformt wird.The separating element and/or the section separated from the power line can be designed to be deformable in such a way that it is deformed by being brought into contact with the at least one energy absorbing element.
Das mindestens eine Energieaufnahmeelement kann durch in Kontakt bringen mit dem Trennelement und/oder dem aus der Stromleitung herausgetrennten Teilstück in seiner Position und/oder in seinen Lagewinkel (innerhalb eines Führungskanals) veränderbar sein.The position and/or position angle of the at least one energy absorbing element can be changed (within a guide channel) by bringing it into contact with the separating element and/or the section separated from the power line.
Die Stromleitungs-Trennvorrichtung kann mindestens einen Führungskanal zum Führen des Energieaufnahmeelements aufweisen. Der Führungskanal kann zum Gehäuse oder zum Gehäuseboden hin verjüngt sein (einen geringeren Querschnitt als der restliche Führungskanal aufweisen). Der Führungskanal kann in Bewegungsrichtung des Energieaufnahmeelements verjüngt sein. Der mindestens eine Führungskanal kann geradlinig oder (zumindest abschnittsweise oder vollständig) gekrümmt ausgebildet sein. Ein gekrümmter Führungskanal erzwingt zusätzlich eine Umlenkung des Energieaufnahmeelements. Dadurch wird ein länger Weg und somit eine zusätzliche Reduzierung der kinetischen Energie des Energieaufnahmeelements, insbesondere bei verjüngten Führungskanälen, erreicht. Der mindestens eine Führungskanal kann innerhalb der Kammer und/oder am Gehäuse, insbesondere an und/oder in der Gehäuseinnenwand, dem Gehäuseunterteil oder dem Gehäuseboden, angeordnet sein.The power line disconnecting device can have at least one guide channel for guiding the energy absorbing element. The guide channel can be tapered towards the housing or the housing base (have a smaller cross section than the rest of the guide channel). The guide channel can be tapered in the direction of movement of the energy absorbing element. The at least one guide channel can be designed to be straight or curved (at least in sections or completely). A curved guide channel additionally forces the energy absorption element to be redirected. This results in a longer path and thus an additional reduction in the kinetic energy of the energy absorption element, particularly in the case of tapered guide channels. The at least one guide channel can be arranged within the chamber and/or on the housing, in particular on and/or in the inner wall of the housing, the lower part of the housing or the housing base.
Das mindestens eine Energieaufnahmeelement kann in einem Führungskanal bewegbar angeordnet sein. Das mindestens eine Energieaufnahmeelement kann in einem Führungskanal bewegbar angeordnet sein. Es können auch mindestens zwei Energieaufnahmeelemente jeweils in einem Führungskanal bewegbar angeordnet sein. Mit mehr als einem Energieaufnahmeelement lässt sich die kinetische Energie des Trennelements und/oder das aus der Stromleitung herausgetrennten Teilstücks beispielsweise noch besser reduzieren.The at least one energy absorption element can be arranged movably in a guide channel. The at least one energy absorption element can be arranged movably in a guide channel. At least two energy absorption elements can also each be arranged movably in a guide channel. With more than one energy absorption element, the kinetic energy of the separating element and/or the section separated from the power line can be reduced even better, for example.
Das mindestens eine Energieaufnahmeelement kann in Richtung der Gehäusewand oder des Gehäuseboden (innerhalb des Führungskanals) beweglich gelagert sein. Das mindestens eine Energieaufnahmeelement kann translatorisch und/oder rotierbar gelagert sein. Das mindestens eine Energieaufnahmeelement kann allein translatorisch (linear bewegbar) sein. Das mindestens eine Energieaufnahmeelement kann allein rotierbar (kippbar) gelagert sein. Das mindestens eine Energieaufnahmeelement kann gleichzeitig in Richtung der Gehäusewand und der Aufnahme für die Stromleitung oder Stromschiene beweglich gelagert (verkippbar oder rotierbar gelagert) sein.The at least one energy absorption element can be mounted movably in the direction of the housing wall or the housing base (within the guide channel). The at least one energy absorption element can be mounted in a translational and/or rotatable manner. The at least one energy absorption element can only be translational (linearly movable). The at least one energy absorption element can be mounted so that it can rotate (tilt). The at least one energy absorption element can be mounted so that it can move (tilt or rotate) at the same time in the direction of the housing wall and the receptacle for the power line or busbar.
Die Stromleitungs-Trennvorrichtung kann mindestens einen Fixiermechanismus zum Fixieren des Energieaufnahmeelements (vor dem Zertrennen der Stromleitung oder Stromscheine) aufweisen. Der Fixiermechanismus ist derart ausgebildet, dass er durch das in Kontakt bringen (den Aufprall) des Trennelements und/oder des aus der Stromleitung oder Stromschiene herausgetrennten Teilstücks mit dem Energieaufnahmeelement gelöst wird (so dass das Energieaufnahmeelement nicht mehr fixiert ist). Der Fixiermechanismus kann z.B. als mindestens ein Haltedorn für das Energieaufnahmeelement ausgebildet sein. Beim Aufprall des Trennelements und/oder des aus der Stromleitung oder Stromschiene herausgetrennten Teilstücks auf das Energieaufnahmeelement kann der mindestens eine Haltedorn zerbrochen werden oder in einen für ihn vorgesehene Aussparungen bewegt werden.The power line separating device can have at least one fixing mechanism for fixing the energy absorbing element (before cutting the power line or current notes). The fixing mechanism is designed in such a way that it is released by bringing the separating element and/or the section separated from the power line or busbar into contact (the impact) with the energy absorbing element (so that the energy absorbing element is no longer fixed). The fixing mechanism can be designed, for example, as at least one holding pin for the energy absorption element. When the separating element and/or the section separated from the power line or busbar impacts the energy absorbing element, the at least one holding pin can be broken or moved into a recess provided for it.
Das Energieaufnahmeelement kann in dem Führungskanal angeordnet und/oder durch den Fixiermechanismus gehalten sein. Dabei können das Energieaufnahmeelement und der Fixiermechanismus in Ihrer Form komplementär zueinander ausgebildet sein (formschlüssig ausgebildet sein).The energy absorption element can be arranged in the guide channel and/or held by the fixing mechanism. The energy absorption element and the fixing mechanism can be designed to be complementary to each other in shape (formed in a form-fitting manner).
Um die auf das Energieaufnahmeelement übertragene kinetische Energie abzubauen, kann es alternativ vorgesehen sein, dass der Führungskanal aus einem die kinetische Energie abbauenden Material und/oder einer die kinetische Energie abbauenden Struktur besteht oder dieses enthält. Je stärker beispielsweise die Reibung zwischen Energieaufnahmeelement und Führungskanal ist, desto besser kann die kinetische Energie des Energieaufnahmeelements reduziert werden. Deshalb kann der Führungskanal eine raue Oberfläche (mit hoher Oberflächenrauhigkeit) aufweisen. In order to reduce the kinetic energy transferred to the energy absorption element, it can alternatively be provided that the guide channel consists of or contains a material that reduces the kinetic energy and / or a structure that reduces the kinetic energy. For example, the stronger the friction between the energy absorption element and the guide channel, the better the kinetic energy of the energy absorption element can be reduced. Therefore, the guide channel may have a rough surface (with high surface roughness).
Auch kann der Fixiermechanismus zur Umwandelung der kinetischen Energie beitragen.The fixation mechanism can also contribute to the conversion of kinetic energy.
So kann der Fixiermechanismus, der Führungskanal und/oder das Energieaufnahmeelement zumindest teilweise aus einem verformbaren oder elastischen Material gebildet sein oder dieses enthalten. Auch kann der Fixiermechanismus, der Führungskanal und/oder das Energieaufnahmeelement zumindest teilweise mit einem flexiblen Material, beispielsweise Silikon, überzogen sein. Dadurch kann sich eine dichtende Wirkung erzielen lassen.The fixing mechanism, the guide channel and/or the energy absorption element can be at least partially formed from or contain a deformable or elastic material. The fixing mechanism, the guide channel and/or the energy absorption element can also be at least partially covered with a flexible material, for example silicone. This can achieve a sealing effect.
Die Stromleitungs-Trennvorrichtung umfasst insbesondere eine Kammer, ein Gehäuse, welches die Kammer umgibt, ein bewegbares Trennelement, das in der Kammer angeordnet ist, einen Aktuator zum Aktivieren einer Bewegung des Trennelementes und optional eine Stromleitung oder Stromschiene auf die sich das Trennelement zubewegen kann (um bei Auftreffen auf die Stromleitung oder Stromschiene die Stromleitung oder Stromschiene zumindest abschnittsweise zu zerteilen).The power line separating device includes in particular a chamber, a housing that surrounds the chamber, a movable separating element that is arranged in the chamber, an actuator for activating a movement of the separating element and optionally a power line or busbar towards which the separating element can move ( in order to divide the power line or busbar at least in sections when it hits the power line or busbar).
Die Stromleitungs-Trennvorrichtung kann beispielsweise mindestens einen Filter aufweisen. Der Filter dient einerseits dazu Bruchstücke aufzufangen, die während des Zerbrechens der Stromschiene erzeugt werden und andererseits um das Plasma abzukühlen und zu deionisieren. Der Filter kann aus einem hochtemperaturbeständigen Material, vorzugsweise Stahl, bestehen oder dieses enthalten. Der Filter kann ein Metallfilter sein.The power line isolating device can, for example, have at least one filter. The filter serves on the one hand to catch fragments that are generated when the busbar breaks and on the other hand to cool and deionize the plasma. The filter can consist of or contain a high-temperature-resistant material, preferably steel. The filter can be a metal filter.
Das Gehäuse, z.B. das Gehäuseoberteil und/oder das Gehäuseunterteil, kann eine oder mehrere Gasöffnungen (Gasauslassöffnungen und/oder Gaseinlassöffnungen) für ein Gas oder Gasgemisch aufweisen. Das Gehäuse, z.B. das Gehäuseoberteil und/oder das Gehäuseunterteil, kann mindestens eine Gasauslassöffnung zum Auslassen ausgestoßener Gase aufweisen. Das Gehäuse, z.B. das Gehäuseoberteil und/oder das Gehäuseunterteil, kann mindestens eine Gaseinlassöffnung zum Zurückführen ausgestoßener Gase aufweisen. Die mindestens eine Gasöffnung (Gasauslassöffnung und/oder Gaseinlassöffnung) kann als Gaskanal ausgebildet sein. Die mindestens eine Gasöffnung (Gaskanal) kann sich aus dem Inneren der Kammer nach außen durch das Gehäuse, z.B. das Gehäuseoberteil und/oder das Gehäuseunterteil) in die äußere Umgebung des Gehäuses erstrecken.The housing, e.g. the upper housing part and/or the lower housing part, can have one or more gas openings (gas outlet openings and/or gas inlet openings) for a gas or gas mixture. The housing, e.g. the upper housing part and/or the lower housing part, can have at least one gas outlet opening for exhausting expelled gases. The housing, e.g. the upper housing part and/or the lower housing part, can have at least one gas inlet opening for returning expelled gases. The at least one gas opening (gas outlet opening and/or gas inlet opening) can be designed as a gas channel. The at least one gas opening (gas channel) can extend from the interior of the chamber outwards through the housing, e.g. the upper housing part and/or the lower housing part) into the external environment of the housing.
Beispielsweise hat das Gehäuse zwei Gasauslassöffnungen, davon eine Hauptgasöffnung zum Auslassen der entstehenden Gase und eine Luftkammeröffnung, welche bei Auslösung der Vorrichtung einen Pfad für die noch in der Kammer zu verdrängende Luft darstellt. Die Hauptgasöffnung kann beispielsweise unterhalb der Stromleitung oder Stromschiene angeordnet sein. Die Luftkammeröffnung ist beispielsweise am Boden des Gehäuseunterteils angeordnet.For example, the housing has two gas outlet openings, of which a main gas opening for exhausting the resulting gases and an air chamber opening, which represents a path for the air that is still to be displaced in the chamber when the device is triggered. The main gas opening can be arranged, for example, below the power line or busbar. The air chamber opening is arranged, for example, on the bottom of the lower housing part.
Die Stromleitungs-Trennvorrichtung kann mindestens eine Sicherung aufweisen. Eine solche Sicherung kann als Sicherungskanal, insbesondere Schmelzsicherungskanal, ausgebildet sein. Der Sicherungskanal kann an einem Ende mit dem Gehäuse in einem Bereich oberhalb des Trennelements, insbesondere mit der Gehäuseoberteilkammer, und mit seinem anderen Ende mit dem Gehäuse in einem Bereich unterhalb des Trennelements, insbesondere mit der Gehäuseunterteilkammer, verbunden sein. Durch die Bewegung des Trennelements und des aus der Stromleitung herausgetrennten Teilstücks (in die Gehäuseunterteilkammer) wird das in der Kammer, insbesondere der Gehäuseunterteilkammer, befindliche Medium (Gas, Gasgemisch, Luft, Flüssigkeit) verdrängt. Das aus der Kammer in einem Bereich unterhalb des Trennelements, insbesondere der Gehäuseunterteilkammer, verdrängte Medium kann durch mindestens einen Sicherungskanal zumindest teilweise in die Kammer in einem Bereich oberhalb des Trennelements, insbesondere die Gehäuseoberteilkammer, zurückgeführt werden. Auch kann innerhalb des Sicherungskanals ein Sicherungsmaterial (partikelförmiges Material z.B. Sand oder Polymerpartikel) angeordnet sein, welches durch das aus der Kammer, insbesondere der Gehäuseunterteilkammer, verdrängte Medium in die in die Kammer in einem Bereich oberhalb des Trennelements, insbesondere die Gehäuseoberteilkammer, gedrängt wird. Dadurch wird das Trennelement samt dem aus der Stromleitung oder Stromschiene herausgetrennten Teilstück durch den Druck des verdrängten Mediums und/oder des Sicherungsmaterials zusätzlich am Gehäuseboden oder in der Gehäuseunterteilkammer gehalten. Dadurch lässt sich ein Funkenüberschlag vermeiden oder vermindern.The power line disconnector may have at least one fuse. Such a fuse can be designed as a fuse channel, in particular a fuse channel. The securing channel can be connected at one end to the housing in an area above the separating element, in particular to the upper housing part chamber, and at its other end to the housing in an area below the separating element, in particular to the lower housing part chamber. As a result of the movement of the separating element and the section separated from the power line (into the lower housing part chamber), the medium (gas, gas mixture, air, liquid) located in the chamber, in particular the lower housing part chamber, is displaced. The medium displaced from the chamber in an area below the separating element, in particular the lower housing part chamber, can be at least partially returned through at least one safety channel into the chamber in an area above the separating element, in particular the upper housing part chamber. A securing material (particulate material, e.g. sand or polymer particles) can also be arranged within the securing channel, which is forced by the medium displaced from the chamber, in particular the lower housing part chamber, into the chamber in an area above the separating element, in particular the upper housing part chamber. As a result, the separating element, together with the section separated from the power line or busbar, is additionally held on the housing base or in the lower housing part chamber by the pressure of the displaced medium and/or the securing material. This allows arcing to be avoided or reduced.
Das Gas oder Gasgemisch, das durch die Gasauslassöffnungen (Gasauslasskanäle) ausgestoßen wird, kann durch mindestens eine Gaseinlassöffnung zumindest teilweise in die Kammer zurückgeführt werden. Zum einen wird dadurch das Trennelement samt dem aus der Stromleitung oder Stromschiene herausgetrennten Teilstück durch den Druck des zurückführten Gases oder Gasgemisches zusätzlich im unteren Bereich (Gehäuseunterteil) gehalten. Zum anderen kann das Gas oder Gasgemisch als funkenlöschendes Element dienen.The gas or gas mixture that is expelled through the gas outlet openings (gas outlet channels) can be at least partially returned to the chamber through at least one gas inlet opening. On the one hand, the separating element, together with the section separated from the power line or busbar, is additionally held in the lower area (lower part of the housing) by the pressure of the returned gas or gas mixture. On the other hand, the gas or gas mixture can serve as a spark-quenching element.
Mindestens eine der vorgenannten Stromleitungs-Trennvorrichtungen kann in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug angeordnet sein. Es wird somit auch ein (elektrisch angetriebenes) Fahrzeug mit mindestens einer der vorgenannten Stromleitungs-Trennvorrichtungen beschrieben.At least one of the aforementioned power line disconnecting devices can be arranged in an electrically powered vehicle. An (electrically driven) vehicle with at least one of the aforementioned power line disconnecting devices is therefore also described.
Auch wird eine Fahrzeugkomponente mit einer der vorgenannten Stromleitungs-Trennvorrichtungen (und einer in einer Aufnahme der Stromleitungs-Trennvorrichtung angeordneten Stromschiene) beschrieben.A vehicle component is also provided with one of the aforementioned power line disconnectors (and one in a receptacle of the power line busbar arranged in the power separator).
Ferner wird ein Verfahren gemäß Anspruch 14 zum Trennen einer Stromleitung oder Stromschiene, insbesondere unter Verwendung einer vorgenannten Stromleitungs-Trennvorrichtung oder Fahrzeugkomponente beschrieben, mit den Schritten:
- - Bereitstellen eines bewegbaren Trennelements und mindestens eines bewegbaren Energieaufnahmeelements;
- - Bewegen des Trennelements derart, dass es auf die Stromleitung auftrifft und diese zertrennt, so dass ein Teilstück aus der Stromleitung herausgetrennt wird, wobei das Trennelement nach dem Zertrennen der Stromleitung und/oder ein aus der Stromleitung herausgetrenntes Teilstück in Kontakt mit dem Energieaufnahmeelement kommt und dieses in Bewegung versetzt.
- - Providing a movable separating element and at least one movable energy absorbing element;
- - Moving the separating element in such a way that it hits the power line and cuts it, so that a section is separated from the power line, the separating element coming into contact with the energy absorbing element after the power line has been cut and / or a section separated from the power line and sets this in motion.
Durch das (zumindest abschnittsweise oder vollständige) Zertrennen der Stromleitung oder der Stromschiene kann der Stromfluss innerhalb der Stromleitung oder Stromschiene unterbrochen werden.By cutting (at least in sections or completely) the power line or the busbar, the current flow within the power line or busbar can be interrupted.
So kann das Trennelement beispielsweise mindestens ein Teilstück aus der Stromleitung oder Stromschiene heraustrennen.For example, the separating element can separate at least a section from the power line or busbar.
Das Verfahren ist insbesondere zum Trennen von Hochspannungsstromleitungen oder Hochspannungsstromschienen geeignet.The method is particularly suitable for separating high-voltage power lines or high-voltage busbars.
Das beschleunigte Trennelement weist eine kinetische Energie auf, die zum Teil auf das herausgetrennte Teilstück der Stromschiene übertragen wird. Das herausgetrennte Teilstück wird beispielsweise beschleunigt.The accelerated separating element has kinetic energy, some of which is transferred to the separated section of the busbar. The separated section is accelerated, for example.
Die kinetische Energie des aus der Stromleitung oder Stromschiene herausgetrennten Teilstücks (Masse a) und/oder des Trennelements (Masse b) kann unter Ausnutzung des Impulserhaltungssatzes reduziert werden, z.B. indem die Masse a und/oder Masse b auf mindestens eine Masse c (z.B. mindestens ein Energieaufnahmeelement) trifft und so die kinetische Energie des aus der Stromleitung oder Stromschiene herausgetrennten Teilstücks und/oder des Trennelements teilweise oder vollständig auf das mindestens eine Energieaufnahmeelement abgegeben (und/oder in andere Energieformen umgewandelt) wird. Die kinetische Energie des Trennelements und/oder des herausgetrennten Teilstücks der Stromschiene kann bspw. durch Verformungsarbeit an dem aus der Stromleitung oder der Stromschiene herausgetrennten Teilstück und/oder dem Trennelement reduziert werden.The kinetic energy of the section (mass a) and/or the separating element (mass b) separated from the power line or busbar can be reduced using the law of conservation of momentum, for example by reducing the mass a and/or mass b to at least one mass c (e.g. at least an energy absorbing element) and so the kinetic energy of the section and/or the separating element separated from the power line or busbar is partially or completely released onto the at least one energy absorbing element (and/or converted into other forms of energy). The kinetic energy of the separating element and/or the separated section of the busbar can be reduced, for example, by deformation work on the section and/or the separating element separated from the power line or the busbar.
Dadurch, dass die kinetische Energie des aus der Stromleitung oder Stromschiene herausgetrennten Teilstücks und des Trennelement reduziert oder vollständig abgegeben wurde, kann das aus der Stromleitung oder Stromschiene herausgetrennten Teilstück und das Trennelement auf dem Gehäuseboden oder im Gehäuseunterteil zum Erliegen kommen.Because the kinetic energy of the section and the separating element separated from the power line or busbar has been reduced or completely released, the section separated from the power line or busbar and the separating element can come to a standstill on the housing base or in the lower part of the housing.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht einen zweistufigen Dämpfungsmechanismus vor. Dabei wird das Trennelement und/oder das herausgetrennte Teilstück in Kontakt mit mindestens einem Energieaufnahmeelement gebracht, welches anschließend in Berührung mit einem (dem) Dämpfungselement kommt. Dabei wird das Trennelement und/oder das herausgetrennte Teilstück bei dem in Kontakt kommen mit Energieaufnahmeelement in eine Richtung verformt und anschließend wird das Dämpfungselement durch in Berührung bringen mit dem mindestens einen Energieaufnahmeelement in eine der einen Richtung entgegengesetzten Richtung deformiert.One embodiment of the method provides for a two-stage damping mechanism. The separating element and/or the separated section is brought into contact with at least one energy absorbing element, which then comes into contact with a damping element. The separating element and/or the separated section is deformed in one direction when it comes into contact with the energy absorbing element and then the damping element is deformed in a direction opposite to the one direction by coming into contact with the at least one energy absorbing element.
So wird zum Beispiel das aus der Stromleitung oder Stromschiene herausgetrennte Teilstück und/oder das Trennelement in eine Richtung verformt und anschließend wird das Gehäuse, z.B. die Gehäuseseitenwand und/oder der Gehäuseboden, und/oder das die kinetische Energie abbauenden Material und/oder das die kinetische Energie abbauende Struktur in eine andere (der einen Richtung entgegengesetzten) Richtung deformiert.For example, the section and/or the separating element separated from the power line or busbar is deformed in one direction and then the housing, e.g. the housing side wall and/or the housing base, and/or the material that dissipates the kinetic energy and/or the Kinetic energy dissipating structure is deformed in a different direction (opposite to one direction).
So wird beispielsweise auch ein Verfahren zum Trennen einer Stromleitung, insbesondere unter Verwendung einer vorgenannten Stromleitungs-Trennvorrichtung oder einer Fahrzeugkomponente beschrieben, mit den Schritten:
- - Bereitstellen eines bewegbaren Trennelements;
- - Bewegen des Trennelements derart, dass es auf die Stromleitung auftrifft und diese zertrennt, so dass ein Teilstück aus der Stromleitung herausgetrennt wird, wobei die kinetische Energie des Trennelements, die das Trennelement durch seine Bewegung erhält und/oder die kinetische Energie des herausgetrennten Teilstücks, die das Teilstück durch Auftreffen des Trennelements auf die Stromleitung erhält, durch Verformungsarbeit an dem Trennelement und/oder dem herausgetrennten Teilstück reduziert wird.
- - Providing a movable separating element;
- - Moving the separating element in such a way that it hits the power line and cuts it, so that a section is separated from the power line, the kinetic energy of the separating element, which the separating element receives through its movement and / or the kinetic energy of the separated section, which the section receives when the separating element hits the power line is reduced by deformation work on the separating element and / or the separated section.
Es wird angemerkt, dass Merkmale der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Stromleitungs-Trennvorrichtung natürlich auch zur Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden können.It is noted that features of the power line disconnecting device according to the invention described above can of course also be used for further development of the method according to the invention can be used.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1A eine Stromleitungs-Trennvorrichtung mit einem Energieaufnahmeelement vor dem Zertrennen der Stromleitung; -
1B die Stromleitungs-Trennvorrichtung aus1A nach dem Zertrennen der Stromleitung; -
2 eine Stromleitungs-Trennvorrichtung mit zwei Energieaufnahmeelementen vor dem Zertrennen der Stromleitung; -
3A eine Stromleitungs-Trennvorrichtung mit einem Sicherungskanal vor dem Zertrennen der Stromleitung; und -
3B die Stromleitungs-Trennvorrichtung aus3A nach dem Zertrennen der Stromleitung;.
-
1A a power line cutting device having an energy absorbing element before cutting the power line; -
1B the power line disconnector1A after cutting the power line; -
2 a power line cutting device having two energy absorbing elements before cutting the power line; -
3A a power line disconnecting device having a safety channel before cutting the power line; and -
3B the power line disconnector3A after cutting the power line;.
In den
Das Gehäuse 2 oder die Kammer 4 kann eine Aufnahme 7 für eine Stromleitung 8 (hier eine Stromschiene) aufweisen. Es kann eine Stromschiene 8 in die für sie vorgesehene Aufnahme 7 eingebracht sein. Die Stromleitung 8 kann zwischen dem Gehäuseoberteil 21 und dem Gehäuseunterteil 22 angeordnet sein. Die Stromleitung 8 kann mindestens eine Stromleitungssollbruchstelle 81 aufweisen.The
Innerhalb des Gehäuses 2 kann ein Aktuator 6 angeordnet sein, der mit dem Trennelement 3 in Verbindung steht. Durch Aktivieren des Aktivators 6 kann eine Bewegung des Trennelements 3 in Richtung der Stromleitung 8 bewirkt werden, wodurch es zu einem Auftreffen des Trennelements 3 auf die Stromleitung 8 kommt.An
Durch das Auftreffen des Trennelementes 3 auf die Stromleitung 8, kann die Stromleitung 8 zertrennt werden, sodass der Stromfluss unterbrochen wird. Es kann ein Teilstück 82 (z.B. eine leitfähige Münze teilweise oder vollständig) aus der Stromleitung 8 herausgetrennt werden. Das Trennelement 3 und/oder das aus der Stromleitung 8 herausgetrennte Teilstück werden in Richtung mindestens eines Energieaufnahmeelements 10 bewegt und trifft auf dieses auf. Durch dieses Auftreffen wird die kinetische Energie des Trennelements 3 und/oder des aus der Stromleitung 8 herausgetrennte Teilstücks auf das Energieaufnahmeelement 10 zumindest teilweise oder vollständig übertragen.When the separating
Durch die Reduzierung der kinetischen Energie des Trennelements 3 und/oder das herausgetrennten Teilstücks 82 wird ein Zurückprallen in Richtung der Stromleitung 8 oder ein unerwünschter Funkenüberschlag verhindert oder vermindert.By reducing the kinetic energy of the separating
Das Gehäuse 2 hat zwei Gasöffnungen 5, eine Hauptgasöffnung zum Auslassen der entstehenden Gase und eine Luftkammeröffnung, welche bei Auslösung der Stromleitungs-Trennvorrichtung einen Pfad für die noch in der Kammer 4 zu verdrängende Luft darstellt.The
In
In
Die in
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- Stromleitungs-TrennvorrichtungPower line disconnector
- 22
- GehäuseHousing
- 2121
- GehäuseobererteilUpper part of the housing
- 2222
- GehäuseunterteilLower housing part
- 2323
- GehäusebodenCase back
- 33
- TrennelementSeparator
- 44
- Kammerchamber
- 4141
- GehäuseunterteilkammerHousing base chamber
- 4242
- GehäuseoberteilkammerTop housing chamber
- 55
- GasöffnungenGas openings
- 66
- Aktuatoractuator
- 77
- Aufnahme für StromleitungRecording for power line
- 88th
- Stromleitungpower line
- 8181
- StromleitungssollbruchstellePower line breaking point
- 8282
- Teilstück der StromleitungSection of the power line
- 99
- FixiermechanismusFixing mechanism
- 1010
- EnergieaufnahmeelementEnergy absorption element
- 1111
- DämpfungselementDamping element
- 1212
- FührungskanalGuide channel
- 1313
- SicherungskanalBackup channel
- 1414
- SicherungsmaterialSecurity material
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-
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