AT528288A4 - Stromtrenner - Google Patents

Abstract

Der Stromtrenner hat einen Hauptleiter (18), welcher durch einen pyrotechnisch angetriebenen Trennkolben trennbar ist, und weiters einen zumindest zeitweise elektrisch parallel geschalteten Sicherungsleiter (1). Im Falle der Auslösung des Trennkolbens wird auch der Sicherungsleiter (1) an zumindest einer Trennstelle (3a-d) mittels zumindest eines Trennelements (6a-d) durchtrennt. Erfindungsgemäß ist das zumindest eine Trennelement (6a-d) am Sicherungsleiter (1) angespritzt oder der Sicherungsleiter (1) mit dem zumindest einen Trennelement (6a-d) umspritzt, wodurch die Montage wesentlich vereinfacht wird. Es können auch Isolierelemente (9a, 9b) im Bereich der Leiterenden (2a, 2b) angespritzt oder der Sicherungsleiter (1) dort umspritzt sein, und es können am Sicherungsleiter (1) zusätzlich Positionierelemente (8a-c) angespritzt oder der Sicherungsleiter (1) mit den Positionierelementen (8a-c) umspritzt sein. Es ist günstig, wenn der Sicherungsleiter (1) seitlich angrenzend an die Trennelemente (6a-d) Dünnstellen (5a-h) aufweist, die z.B. durch trapezförmige Ausnehmungen realisiert sind. Dadurch wird sowohl die mechanische als auch die elektrische Trennung begünstigt.

Description

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Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromtrenner mit einem Hauptleiter, welcher durch einen pyrotechnisch angetriebenen Trennkolben trennbar ist und der einen zumindest zeitweise elektrisch parallel geschalteten Sicherungsleiter aufweist, der im Falle der Auslösung des Trennkolbens an zumindest einer Trennstelle mittels zumindest eines Trennelements durchtrennbar ist.

[0002] Pyrotechnische Stromtrenner für Elektrofahrzeuge dienen dazu, im Falle eines Unfalls oder eines Kurzschlusses, der auch beim Laden auftreten kann, den Strom zuverlässig zu unterbrechen. Das Grundprinzip ist aus WO 2022/011410 A1 bekannt: ein pyrotechnisch angetriebener Trennkolben schlägt aus einem massiven Leiter (oft auch als Stromschiene bezeichnet, im Folgenden Hauptleiter genannt) ein Mittelstück, eine so genannte Platine, heraus. Alternativ kann der Hauptleiter auch an nur einer Stelle durchtrennt werden. Problematisch ist dabei, dass die dabei entstehenden Lichtbögen eine sehr große Außenwirkung haben. Insbesondere beim Laden von Elektrofahrzeugen ist die Energie, die durch die Lichtbögen vernichtet werden muss, einerseits wegen der hohen Ladeströme und andererseits wegen der hohen Leitungsinduktivitäten extrem hoch.

[0003] Es wurde daher auch schon vorgeschlagen, parallel zum Hauptleiter eine Sicherung zu schalten, die einen in Sand gebetteten Sicherungsleiter aufweist. Ein Beispiel dafür ist AT 527248 A1. Allerdings ist auch die Energie, die eine einzelne Sicherung aufnehmen kann, begrenzt. Mehrere Sicherungen in Serie würden aber bei dieser Ausführung viel Platz beanspruchen.

[0004] In AT 527218 A4 wurde daher vorgeschlagen, den Sicherungsleiter außerhalb des zentralen Hohlraums für den Trennkolben und um diesen Hohlraum herum anzuordnen, sodass der Sicherungsleiter um die Längsachse des Hohlraums gebogen ist. Auf diese Weise kann man einen relativ langen Sicherungsleiter mit mehreren Trennstellen (im Ausführungsbeispiel dieser Schrift sind es fünf Trennstellen) Platz sparend unterbringen.

[0005] Dieser Sicherungsleiter trennt den Strom dadurch, dass er an den Trennstellen schmilzt. Dieser Vorgang dauert zwar nur kurz, aber doch einige Zeit, vor allem dauert es längere Zeit, bis ein größerer Abstand zwischen den Trennstellen entsteht, der einen Lichtbogen zum Erlöschen bringen kann. Außerdem findet im Falle eines ständig parallel geschalteten Sicherungsleiters keine Trennung des Stromkreises statt, wenn der Stromtrenner vorsorglich bei einem Unfall ausgelöst wird, ohne dass ein Kurzschluss auftritt, weil dann zwar der Hauptleiter, nicht aber der Sicherungsleiter unterbrochen wird.

[0006] Es wurde daher auch schon vorgeschlagen, den Sicherungsleiter zusätzlich mechanisch an den Trennstellen zu trennen, siehe z.B. Fig. 48 und 49 der WO 2020/204154 A1. Diese Lösung benötigt allerdings viel Platz in z-Richtung und ist außerdem auf maximal zwei Trennstellen beschränkt.

[0007] In der nicht vorveröffentlichten österreichischen Patentanmeldung A50936/2024 wurde daher vorgeschlagen, die Lösung gemäß der zuvor erwähnten AT 527218 A4 dahingehend zu verbessern, dass Trennelemente vorgesehen werden, die bei Auslösung des Stromtrenners radial nach außen verschoben werden und daher den Sicherungsleiter an den Trennstellen mechanisch trennen.

[0008] Ein Problem, das bisher nur unzufriedenstellend gelöst ist, stellt die zuverlässige und kostengünstige Positionierung des Sicherungsleiters samt Trennelementen sowie die Bereitstellung einer ausreichenden Dichtigkeit dar.

[0009] Hier schafft die vorliegende Erfindung Abhilfe. Erfindungsgemäß ist bei einem Stromtrenner der eingangs genannten Art vorgesehen, dass das zumindest eine Trennelement am Sicherungsleiter angespritzt oder der Sicherungsleiter mit dem zumindest einen Trennelement umspritzt ist. Erfindungsgemäß wird dieses Problem also durch die teilweise An- oder Umspritzung des Sicherungsleiters mit dem Trennelement bzw. den Trennelementen gelöst.

[0010] Da die Trennelemente erfindungsgemäß mit dem Sicherungsleiter durch das An- oder Umspritzen verbunden sind, brauchen sie nicht getrennt eingebaut zu werden, sie gelangen au-

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tomatisch in die richtige Position, wenn der Sicherungsleiter eingesetzt wird. Andererseits entstehen kaum zusätzliche Kosten, weil die Trennelemente auch bisher (bevor die vorliegende Erfindung gemacht wurde) im Spritzgussverfahren hergestellt wurden.

[0011] Wenn das zumindest eine Trennelement am Sicherungsleiter unverschiebbar angebracht ist, wirkt es zusätzlich als Positionierungselement in tangentialer Richtung, d. h. der Sicherungsleiter kann sich auch später während der Verwendung nicht tangential verschieben. Dies kann beispielsweise durch kleine Löcher im Sicherungsleiter bewirkt werden, die beim Umspritzen mit dem Kunststoff des Trennelements ausgefüllt werden. Wenn das Trennelement eine Ausgangslagensicherung aufweist, wirkt es auch als Positionierelement in radialer Richtung.

[0012] Alternativ oder zusätzlich zu den Trennelementen kann man vorsehen, dass an den Leiterenden des Sicherungsleiters zusätzlich jeweils ein Isolierelement angespritzt oder der Sicherungsleiter mit dem Isolierelement umspritzt ist und/oder dass am Sicherungsleiter zumindest ein Positionierelement angespritzt oder der Sicherungsleiter mit dem Positionierelement umspritzt ist. In letzterem Fall ist es zweckmäßig, wenn das Positionierelement zumindest eine Aussparung besitzt. Es können also beim Spritzgießvorgang Freistellungen/Ausnehmungen am Rand des Positionierelements oder durch das Positionierelement hindurch, üblicherweise im Wesentlichen parallel zum Sicherungsleiter in diesem Bereich, erzeugt werden. Diese Freistellungen und Ausnehmungen vermeiden eine Trennung der angrenzenden Sandkammern auf den beiden Seiten des Positionierelements und ermöglichen ein gleichzeitiges Füllen der angrenzenden Sandkammern mit Sicherungssand. Besitzt der Sicherungsleiter im Bereich der Positionierelemente Durchbrüche, wirken die Positionierelemente nicht nur in radialer Richtung, sondern auch als Fixierelemente gegen einen möglichen tangentialen Zug durch den Sicherungsleiter, insbesondere während der mechanischen Trennung. Diese Positionierelemente vermeiden eine ungewollte Belastung des Sicherungsleiters durch Umwelteinflüsse. Das Trennelement kann auch als zusätzliches Positionierelement für den Sicherungsleiter dienen.

[0013] Es ist sehr günstig, wenn der Sicherungsleiter seitlich angrenzend an die Trennelemente Dünnstellen aufweist, die z.B. durch trapezförmige Ausnehmungen realisiert sind. Diese Dünnstellen haben zwei Vorteile: erstens ist die mechanische Stabilität reduziert, sodass der mechanische Trennvorgang weniger Kraftaufwand benötigt; und zweitens schmilzt der Sicherungsleiter an diesen Dünnstellen im Kurzschlussfall, sodass dadurch der Abstand vergrößert wird und Lichtbögen leichter erlöschen.

[0014] Wichtig ist, dass an keinen anderen Stellen Lichtbögen auftreten. Weitere Unteransprüche, die am Ende der Figurenbeschreibung erläutert werden, betreffen daher den Querschnitt bzw. die Materialdicke des Sicherungsleiters in bestimmten Bereichen.

[0015] Gehäuse, Sicherungsleiter und Deckel bilden vorzugsweise ein Modul, das nach Füllung mit Sand und Verschluss der Füllöffnungen gut handhabbar ist. Es ist dabei zweckmäßig, wenn der Sicherungsleiter zumindest im Bereich der Dünnstellen in einem Sandbett verläuft, da Lichtbögen im Sandbett schneller erlöschen.

[0016] Wichtig ist dabei, dass sich die Trennelemente leicht verschieben lassen, dass also in Bewegungsrichtung der Trennelemente kein Sand vorhanden ist. Dieser Bereich muss somit vom Sandbett abgegrenzt sein. Damit der Bauraum klein gehalten werden kann, ist weiters bevorzugt, dass nach Auslösung des Stromtrenners zumindest ein abgetrennter Teil des Sicherungsleiters außerhalb des Sandbetts liegt. Abgetrennt wird zumindest der Teil, der sich innerhalb des aufoder umgespritzten Trennelements befindet, und dieses bewegt sich in den vom Sandbett abgegrenzten Bereich. Wenn dieser abgegrenzte Bereich knapp neben der ursprünglichen Lage des Sicherungsleiters beginnt, spart diese Maßnahme Bauraum, aber hat zur Folge, dass die Trennung nicht vollständig im Sandbett erfolgt. Es hat sich gezeigt, dass die Trennleistung dadurch kaum verringert wird.

[0017] Besonders vorteilhaft ist die vorliegende Erfindung insbesondere dann, wenn der Sicherungsleiter in einem Sicherungsmodul vorgesehen ist, wobei vorzugsweise das Sicherungsmodul einen zentralen Hohlraum aufweist und der Sicherungsleiter um den zentralen Hohlraum herum

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angeordnet ist, wie in der bereits erwähnten, nicht vorveröffentlichten österreichischen Patentanmeldung A50936/2024 von Astotec beschrieben. Dadurch ist es möglich, den Sicherungsleiter mit Positionier- sowie Trenn- und Isolierelementen in einem Schritt in das Gehäuse des Sicherungsmoduls einzubringen. Somit wird die Montage wesentlich vereinfacht und auch die Wahrscheinlichkeit von Fehlern im Verbau reduziert.

[0018] Es ist bevorzugt, dass die Leiterenden des Sicherungsleiters neben dem Hauptleiter aus dem Sicherungsmodul austreten. Dadurch kann fast der gesamte Kreisumfang für den Sicherungsleiter genützt werden. Die Verbindung erfolgt winkelig zu den Enden des Hauptleiters.

[0019] Die isolierte Führung des Sicherungsleiters wird wesentlich erleichtert, wenn das Gehäuse des Sicherungsmoduls aus Kunststoff oder einem anderen elektrisch isolierenden Material, z.B. Keramik, besteht.

[0020] Ein wichtiger Punkt ist die Dichtigkeit des Sicherungsmoduls. Der Eintritt von Wasser ist schädlich, weil das Wasser bei Auftreten eines Lichtbogens verdampft und zu sehr hohen Innendrücken führt, die das Gehäuse zum Bersten bringen können.

[0021] Es ist daher bevorzugt, dass das Sicherungsmodul allseitig geschlossen ist und mindestens eine Sollbruchstelle aufweist. Der Eintritt von Feuchtigkeit in das Sicherungsmodul wird durch eine Abdichtung der Durchführung der Leiterenden des Sicherungsleiters und der Verbindungsflächen zwischen Unterteil und Deckel des Sicherungsmoduls mittels eines Dichtmittels, beispielsweise Silikon, gewährleistet. Sind die Leiterenden des Sicherungsleiters umgefaltet, so befindet sich im Bereich der Durchführung durch den Deckel ebenfalls eine Dichtung (z.B. Silikon) oder eine Verbindung (US-Schweißen) der beiden zusammengefalteten Flächen der Leiterenden des Sicherungsleiters. Dies entspricht den bekannten Methoden zur Herstellung von konventionellen Sicherungsmodulen. Abweichend dazu muss aber eine Bewegung zur Zerstörung des Sicherungsleiters in das Sicherungsmodul geleitet werden, ohne die Dichtigkeit des Sicherungsmoduls im normalen Betrieb des Stromtrenners zu beeinträchtigen. Dies wird durch die Sollbruchstelle im Gehäuse des Sicherungsmoduls erreicht.

[0022] Die Sollbruchstelle befindet sich bevorzugt im Deckel des Sicherungsmoduls und besitzt besonders bevorzugt eine geschlossene Kontur. Dadurch ist es möglich, dass durch Belastung der Sollbruchstelle mindestens ein Element herausbrechbar ist. Dieses Element kann dann in das Sicherungsmodul bewegt werden, und diese Bewegung führt in weiterer Folge zur Trennung des Sicherungsleiters an zumindest einer Stelle. Im Beispiel dargestellt ist ein herausgebrochenes Element mit im Wesentlichen zylindrischer Außenfläche, das auf die Schräge von zumindest einem Trennelement wirkt und durch die so erzeugte Bewegung des Trennelements den Sicherungsleiter unterbricht. In diesem Fall wird der Sicherungsleiter indirekt durch das herausbrechbare Element durchtrennt. Denkbar ist aber auch eine direkte Durchtrennung, beispielsweise bei einer Anordnung ähnlich wie in der oben erwähnten WO 2020/204154 A1.

[0023] An Hand der beiliegenden Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.

[0024] Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Sicherungsleiter, bevor Trennelemente aufgespritzt wurden, in Frontalansicht;

[0025] Fig. 2 zeigt diesen Sicherungsleiter mit aufgespritzten Trennelementen in Schrägansicht;

[0026] Fig. 3 zeigt diesen Sicherungsleiter mit zusätzlich aufgespritzten Positionier- und Isolierelementen in Schrägansicht;

[0027] Fig. 4 zeigt diesen Sicherungsleiter in gebogenem Zustand in Draufsicht;

[0028] Fig. 5 zeigt diesen Sicherungsleiter im Unterteil eines Sicherungsmoduls mit abgenommenem Deckel in Draufsicht;

[0029] Fig. 6 einen Deckel im Querschnitt in vergrößertem Maßstab; [0030] Fig. 7 das Unterteil von Fig. 5 mit aufgesetztem Deckel in perspektivischer Ansicht;

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[0031] Fig. 8 zeigt dasselbe mit zusätzlich aufgesetztem Hauptleiter; und [0032] Fig. 9 zeigt dasselbe mit elektrisch kontaktierten Leiterenden des Sicherungsleiters.

[0033] Der Sicherungsleiter 1 in Fig. 1 besitzt zwei Leiterenden 2a, b, die der Kontaktierung dienen, vier Trennstellen 3a-d und drei Abstützbereiche 4a-c. Der Querschnitt der Leiterenden 2a, 2b kann in diesem Beispiel durch Umbiegen von strichliert angedeuteten Fortsätzen des Blechs verdoppelt sein. Zwischen den zuvor genannten Trennstellen 3a-d und Abstützbereichen 4a-c befinden sich in diesem Beispiel Dünnstellen 5a-h des Sicherungsleiters 1. In der hier gezeigten Ausführung sind die Dünnstellen 5a-h trapezförmig mit dem dünnsten Querschnitt in Richtung der Trennstellen 3a-d orientiert.

[0034] Fig. 2 zeigt diesen Sicherungsleiter 1 mit aufgespritzten Trennelementen 6a-d in Schrägansicht. Diese Trennelemente 6a-d befinden sich teils vor und teils hinter dem Sicherungsleiter 1, wobei die beiden Teile der hier gezeigten Trennelemente 6a-d durch Löcher im Sicherungsleiter 1, die sich im Bereich der Trennstellen 3a-d befinden, verbunden sind. Gut erkennbar sind Schrägen 7a-d, die zum Antrieb der Trennelemente 6a-d im Stromtrenner dienen, wie weiter unten noch erklärt wird.

[0035] In Fig. 3 ist dieser Sicherungsleiter 1 mit zusätzlich drei aufgespritzten Positionierelementen 8a-c und zwei Isolierelementen 9a, b in Schrägansicht gezeigt. Weiters erkennbar sind die Aussparungen 10a-c in den Positionierelementen 8a-c, die im späteren Verbau eine Verbindung benachbarter Sandkammern gewährleisten.

[0036] Fig. 4 zeigt diesen Sicherungsleiter 1 mit aufgespritzten Trennelementen 6a-d, Positionierelementen 8a-c und Isolierelementen 9a, b in gebogenem Zustand. Der Sicherungsleiter 1 ist im Wesentlichen zu einer kreisförmigen Gestalt gebogen, die Leiterenden 2a, b sind in eine für den Weiterverbau günstige Richtung umgebogen.

[0037] Fig. 5 zeigt diesen Sicherungsleiter 1 mit aufgespritzten Trennelementen 6a-d, Positionierelementen 8a-c und Isolierelementen 9a, b in gebogenem Zustand in einem Unterteil 11 eines Sicherungsmoduls 12 (siehe Fig. 7-9). Der Sicherungsleiter 1 (siehe Fig. 5) ist durch die Trennelemente 6a-d und die Positionierelemente 8a-c im Unterteil 11 positioniert. Gut erkennbar ist ein zentraler Hohlraum 24 im Unterteil 11, und dass die Schrägen 7a-d der Trennelemente 6a-d in diesen zentralen Hohlraum 24 ragen.

[0038] Fig. 6 zeigt einen Deckel 13 für den Unterteil 11 (siehe Fig. 7-9) des Sicherungsmoduls 12 im Schnitt. In der Mitte des Deckels 13 (siehe Fig. 6) befindet sich ein zentrales Element 16, das mit einer umlaufenden Sollbruchstelle 17 mit dem restlichen Deckel 13 verbunden ist. Wird das zentrale Element 16 mit Druck belastet, trennt es sich vom übrigen Deckel 13 und bewegt sich in den zentralen Hohlraum 24 (siehe Fig. 5) des Unterteils 11.

[0039] In Fig. 7 ist der beispielhafte Aufbau des Sicherungsmoduls 12 dargestellt, das aus dem Unterteil 11 und dem aufgesetzten Deckel 13 zusammengesetzt ist. Die Leiterenden 2a, b stehen aus dem Deckel 13 des Sicherungsmoduls 12 hervor. Die Löcher 14a-d dienen zur Fixierung des Sicherungsmoduls 12 mittels Schrauben an einer Antriebseinheit, die weiter unten erklärt wird. Die Position der Löcher 14a-d ist beispielhaft zu verstehen, es ist für den Fachmann nahe liegend, die Löcher 14a-d von den Leiterenden 2a, b weiter zu beabstanden und zusätzliche Isolationselemente vorzusehen. Weiters sind Verschlüsse 15a-g dargestellt, die die Öffnungen zur Füllung des Sicherungsmoduls 12 mit Sand verschließen. Diese wirken in der Art eines Stoppels und sind beispielsweise durch Ultraschall mit dem Deckel 13 des Sicherungsmoduls 12 verschweißt.

[0040] Fig. 8 zeigt dieses Sicherungsmodul 12 mit einem aufgesetzten Hauptleiter 18. Der Hauptleiter 18 ist durch Löcher 19 über Stifte 20 (siehe auch Fig. 6) am Deckel 13 des Sicherungsmoduls 12 positioniert und fixiert, weitere Fixierelemente können sich z.B. im Bereich der seitlichen Querschnittsreduktion 21 des Hauptleiters 18 befinden.

[0041] Fig. 9 zeigt das Sicherungsmodul 12 mit Hauptleiter 18 und umgebogenen Leiterenden 2a, b des Sicherungsleiters 1. Diese Leiterenden 2a, b sind im Bereich der Überlappung mit dem Hauptleiter 18 mit dem Hauptleiter 18 elektrisch verbunden, beispielsweise durch Ultraschall-

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Schweißen, oder mittels zusätzlicher Verbindungselemente (Schrauben). Wie bereits ausgeführt, wirkt das sandgefüllte Sicherungsmodul 12 im Sinne einer Sicherung, die in diesem Beispiel ständig elektrisch parallel zum Hauptleiter 18 geschaltet ist. Dieses Sicherungsmodul 12 kann mit einer Antriebseinheit zusammenwirken, die im Wesentlichen wie der Gehäuseoberteil 8 mit Deckplatte 12 der WO 2022/0111410 A1 (die Bezugszeichen 8 und 12 beziehen sich auf diese Schrift) aufgebaut ist; d.h. umgekehrt betrachtet, wird der Gehäuseunterteil 10 dieser Schrift durch ein Sicherungsmodul 12, wie hier dargestellt, ersetzt. Diese Antriebseinheit weist einen zentralen Hohlraum auf, welcher mit dem zentralen Hohlraum 24 (siehe Fig. 5) des Sicherungsmoduls 12 (siehe Fig. 9) fluchtet. Im zentralen Hohlraum der Antriebseinheit befindet sich ein Trennkolben, der durch einen Zünder angetrieben werden kann. Der Trennkolben trennt im Falle der Zündung eine Platine 22 entlang einer Kerbe 23 aus dem Hauptleiter 18, analog wie in WO 2022/011410 A1 beschrieben, und bricht in der Folge das Element 16 (siehe Fig. 6) aus dem Deckel 13 und bewegt dieses in den zentralen Hohlraum 24 (siehe Fig. 5) des Sicherungsmoduls 12 (siehe Fig. 7-9).

[0042] Das sandgefüllte Sicherungsmodul 12 wirkt im Sinne einer Sicherung. Über die Schrägen 7a-d (siehe Fig. 2, 3 und 5) wird die Bewegung des Elements 16 (siehe Fig. 6) auf die Trennelemente 6a-d (siehe Fig. 5) übertragen, die sich somit radial nach außen bewegen und den Sicherungsleiter 1 zerreißen. Ein dabei auftretender Lichtbogen wird durch Längung (durch die Weiterbewegung der Trennelemente 6a-d) und Kühlung (der Lichtbogen ist in Kontakt mit dem Sicherungssand) gelöscht. Bei hohen Strömen brennt der Sicherungsleiter 1 in den Bereichen der Dünnstellen 5a-h (siehe Fig. 1-3) ab, wodurch eine weitere Längung des Lichtbogens in der Sandbettung erfolgt. Die weggerissenen Teile des Sicherungsleiters 1 bewegen sich mit den Trennelementen 6a-d nach außen, sodass sie sich je nach Konstruktion auch bis außerhalb des Sandbetts bewegen und die Lichtbögen daher nur teilweise im Sand verlaufen.

[0043] Der Sicherungsleiter 1 befindet sich in diesem Beispiel im Ausgangszustand in einer Sandbettung, wodurch das Reißen des Sicherungsleiters 1 unterstützt wird. Der Effekt kann durch eine Verbindung der Leiterstränge in den Querschnittsverringerungen der Dünnstellen 5ah weiter verbessert werden. Solch eine Verbindung kann durch einen aufgeschweißten Draht 5a' erfolgen, wie er in Fig. 1 beispielsweise im Bereich der Dünnstelle 5a dargestellt ist. Durch solch einen Draht 5a’ wird der elektrische Widerstand kaum verändert, der mechanische Widerstand, um den Sicherungsleiter 1 radial nach außen durch den Sand zu drücken, aber deutlich erhöht.

[0044] Wichtig ist, dass allfällige Lichtbögen nur im Bereich der Dünnstellen 5a-h, die sich zunächst im Sandbett befinden, auftreten. Es ist daher wichtig, dass der Querschnitt des Sicherungsleiters 1 durch die Löcher in den Bereichen der Trennstellen 3a-d und in den Abstützbereichen 4a-c weniger verringert wird als der Querschnitt des Sicherungsleiters 1 durch die Ausstanzungen im Bereich der Dünnstellen 5a-h, oder mit anderen Worten: Der Querschnitt des Sicherungsleiters 1 soll im Bereich der Trennstellen 3a-d und in den Abstützbereichen 4a-c größer sein als im Bereich der Dünnstellen 5a-h.

[0045] Der Querschnitt im Bereich der Trennstellen 3a-d, in den Abstützbereichen 4a-c und im Bereich der Leiterenden 2a, 2b kann dadurch vergrößert werden, dass die Dicke des Sicherungsleiters 1 dort erhöht wird. Das kann realisiert werden, indem der Sicherungsleiter 1 zunächst entsprechende Bänder (in Fig. 1 strichliert angedeutet) wegstehen hat, die auf die entsprechenden Bereiche umgeschlagen werden. Dabei ist zunächst keine gute elektrische Verbindung zwischen den umgeschlagenen Bändern und den Bereichen, auf die sie umgeschlagen werden, notwendig, weil sich im Kurzschlussfall im eventuell vorhandenen Spalt Lichtbögen ausbilden, die zu einer automatischen Verschweißung bzw. Kontaktierung führen. Es können aber auch metallische Verstärkungen z.B. mittels Ultraschalls aufgeschweißt werden, um die Dicke zu erhöhen.

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BEZEICHNER

1 Sicherungsleiter

2a, b Leiterenden

3a-d Trennstellen des Sicherungsleiters 4a-c Abstützbereiche

5a-h Dünnstellen des Sicherungsleiters 5a' Draht

6Sa-d Trennelemente

Ta-d Schrägen auf den Trennelementen 8a-C Positionierelemente

9a, b Isolierelemente

10a-c Aussparungen auf den Isolierelementen

11 Unterteil des Sicherungsmoduls 12 Sicherungsmodul 13 Deckel des Sicherungsmoduls

14a-d Löcher im Sicherungsmodul

15a-h Verschlüsse

16 Element im Deckel

17 Sollbruchstelle

18 Hauptleiter

19 Löcher im Hauptleiter

20 Stifte im Deckel des Sicherungsmoduls

21 Seitliche Querschnittsreduktion des Hauptleiters 22 Platine

23 Kerbe der Platine

24 zentraler Hohlraum

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Claims (20)

x bes AT 528 288 A4 2025-12-15 Ss N Patentansprüche

1. Stromtrenner mit einem Hauptleiter (18), welcher durch einen pyrotechnisch angetriebenen Trennkolben trennbar ist und der einen zumindest zeitweise elektrisch parallel geschalteten Sicherungsleiter (1) aufweist, der im Falle der Auslösung des Trennkolbens an zumindest einer Trennstelle (3a-d) mittels zumindest eines Trennelements (6a-d) durchtrennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Trennelement (6a-d) am Sicherungsleiter (1) angespritzt oder der Sicherungsleiter (1) mit dem zumindest einen Trennelement (6Sa-d) umspritzt ist.

2. Stromtrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Trennelement (6a-d) am Sicherungsleiter (1) unverschiebbar angebracht ist.

3. Stromtrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Leiterenden (2a, b) des Sicherungsleiters (1) zusätzlich jeweils ein Isolierelement (9a, 9b) angespritzt oder der Sicherungsleiter (1) mit dem Isolierelement (9a, 9b) umspritzt ist.

4. Stromtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Sicherungsleiter (1) zusätzlich zumindest ein Positionierelement (8a-c) angespritzt oder der Sicherungsleiter (1) mit dem Positionierelement (8a-c) umspritzt ist.

5. Stromtrenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (8aCc) zumindest eine Aussparung (10a-c) besitzt.

6. Stromtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsleiter (1) seitlich angrenzend an die Trennelemente (6a-d) Dünnstellen (5a-h) aufweist, die z.B. durch trapezförmige Ausnehmungen realisiert sind.

7. Stromtrenner nach Anspruch 6 sowie nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Sicherungsleiters (1) im Bereich des Positionierelements bzw. der Positionierelemente (8a-c) und/oder im Bereich des Trennelements bzw. der Trennelemente (6a-d) größer ist als der Querschnitt des Sicherungsleiters (1) im Bereich der Dünnstellen (5a-h).

8. Stromtrenner nach Anspruch 6 sowie nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke des Sicherungsleiters (1) im Bereich des Positionierelements bzw. der Positionierelemente (8a-c) höher ist als im Bereich der Dünnstellen (5a-d).

9. Stromtrenner nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke des Sicherungsleiters (1) im Bereich der Leiterenden (2a, 2b) und/oder im Bereich des Trennelements bzw. der Trennelemente (6a-d) höher ist als im Bereich der Dünnstellen (5a-d).

10. Stromtrenner nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsleiter (1) zumindest im Bereich der Dünnstellen (5a-h) in einem Sandbett verläuft.

11. Stromtrenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach Auslösung des Stromtrenners zumindest ein abgetrennter Teil des Sicherungsleiters (1) außerhalb des Sandbetts liegt.

12. Stromtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsleiter (1) in einem Sicherungsmodul (12) vorgesehen ist.

13. Stromtrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungsmodul (12) einen zentralen Hohlraum (24) aufweist.

14. Stromtrenner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsleiter (1) um den zentralen Hohlraum (24) herum angeordnet ist.

15. Stromtrenner nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterenden (2a, 2b) des Sicherungsleiters (1) neben dem Hauptleiter (18) aus dem Sicherungsmodul (12) austreten.

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16. Stromtrenner nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Sicherungsmoduls (12) aus Kunststoff oder einem anderen elektrisch isolierenden Material, z.B. Keramik, besteht.

17. Stromtrenner nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungsmodul (12) allseitig geschlossen ist und mindestens eine Sollbruchstelle (17) aufweist.

18. Stromtrenner nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch Belastung der Sollbruchstelle (17) mindestens ein Element (16) herausbrechbar ist.

19. Stromtrenner nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das herausbrechbare Element (16) eine im Wesentlichen zylindrische Außenfläche besitzt.

20. Stromtrenner nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsleiter (1) entweder direkt durch das herausbrechbare Element (16) oder indirekt über das zumindest eine Trennelement (6a-d) durchtrennbar ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen