DE102010061110A1

DE102010061110A1 - Thermische Abtrennvorrichtung

Info

Publication number: DE102010061110A1
Application number: DE102010061110A
Authority: DE
Inventors: Martin Striewe; Christian DEPPING; Sven Behnke
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-06-14
Also published as: US20130337691A1; CN103270570B; ES2522867T3; EP2649631B2; EP2649631B1; CN103270570A; WO2012076613A1; EP2649631A1; BR112013014020A2

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Thermische Abtrennvorrichtung (1) mit einem ersten Leiterabschnitt (L1) und einem zweiten Leiterabschnitt (L2), wobei der erste Leiterabschnitt (L1) zumindest abschnittsweise in einem umgebenden Isolierkörper (4, 5) geführt ist, wobei der erste Leiterabschnitt (L1) und zweite Leiterabschnitt (L2) an einer lösbaren Kontaktstelle (3) miteinander verbunden sind, wobei der erste Leiterabschnitt (L1) mit einer Kraft beaufschlagt ist, so dass, wenn die Kontaktstelle gelöst ist, der erste Leiterabschnitt in dem umgebenden Isolierkörper (4, 5) verbracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine thermische Abtrennvorrichtung.
Aus dem Stand der Technik ist die US 6430019 bekannt. Bei der dort aufgefundenen Lösung wird ein schildartiger Körper in einen entstehenden Zwischenraum verfahren. Dennoch vermag die Lösung Lichtbogen nicht sicher zu unterdrücken, da konstruktionsbedingt große leitende Abschnitte vorhanden sind, die die Ausbildung von Lichtbogen im Schaltfall begünstigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine thermische Abtrennvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die bekannten Probleme in erfinderischer Weise löst.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß eine Thermische Abtrennvorrichtung mit einem ersten Leiterabschnitt und einem zweiten Leiterabschnitt, wobei der erste Leiterabschnitt zumindest abschnittsweise in einem umgebenden Isolierkörper geführt ist, wobei der erste Leiterabschnitt und zweite Leiterabschnitt an einer lösbaren Kontaktstelle miteinander verbunden sind, wobei der erste Leiterabschnitt mit einer Kraft beaufschlagt ist, so dass, wenn die Kontaktstelle gelöst ist, der erste Leiterabschnitt in den umgebenden Isolierkörper verbracht wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist der umgebenden Isolierkörper einen bewegbaren Abschnitt auf, wobei der bewegbare Abschnitt dergestalt ist, dass er, in einer ersten Position, wenn die Kontaktstelle nicht gelöst ist, der Leiterabschnitt abschnittsweise überdeckt wird, und in einer zweiten Position, wenn die Kontaktstelle gelöst ist, der Leiterabschnitt hinter den bewegbaren Abschnitt in den Isolierkörper verbracht ist, der bewegbare Abschnitt den vom Leiterabschnitt zuvor eingenommenen Raum füllt.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist der bewegbare Abschnitt mit einer Kraft beaufschlagt ist, so dass der bewegbare Abschnitt, wenn der Leiterabschnitt in den Isolierkörper gezogen ist, von der Kraft aus der ersten Position in die zweite Position verbringbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht der bewegbare Abschnitt zumindest abschnittsweise aus einem ausgasenden Material besteht, um einen eventuell auftretenden Lichtbogen ausblasen zu können.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform weist der umgebenden Isolierkörper zumindest abschnittsweise ein ausgasendes Material auf, um einen eventuell auftretenden Lichtbogen ausblasen zu können.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Kontaktstelle eine Lötstelle auf.
In noch einer weiteren Ausführungsform weist der erste Leiterabschnitt im Wesentlichen einen rechteckigen Durchmesser auf.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist der erste Leiterabschnitt mit einer Federkraft beaufschlagt, so dass, wenn die Kontaktstelle gelöst ist, der erste Leiterabschnitt in dem umgebenden Isolierkörper hineingezogen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der der bewegbare Abschnitt mit einer Federkraft beaufschlagt, so dass der bewegbare Abschnitt, wenn der Leiterabschnitt in den Isolierkörper gezogen ist, von der Kraft aus der ersten Position in die zweite Position verbringbar ist.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist der erste Leiterabschnitt im Betrieb am Neutralleiter oder an Masse oder am Schutzleiter angeschlossen.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
Es zeigen
1 eine schematisierte erfindungsgemäße thermische Abtrennvorrichtung im Betriebsfall,
2 ein schematisiertes Detail einer erfindungsgemäßen thermischen Abtrennvorrichtung im Betriebsfall,
3 eine andere Ausführungsform einer schematisierte erfindungsgemäße thermische Abtrennvorrichtung im Betriebsfall,
4 ein schematisiertes Detail einer andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen thermischen Abtrennvorrichtung im Betriebsfall,
5 eine schematisierte erfindungsgemäße thermische Abtrennvorrichtung im ausgelösten Zustand,
6 einen Querschnitt eine schematisiertes Detail einer erfindungsgemäßen thermischen Abtrennvorrichtung im Betriebsfall, und
7 einen Querschnitt eine schematisiertes Detail einer erfindungsgemäßen thermischen Abtrennvorrichtung im ausgelösten Zustand.
In 1 ist eine schematisierte thermische Abtrennvorrichtung 1 im Längsschnitt zu sehen. Diese thermische Abtrennvorrichtung 1 weist einen ersten Leiterabschnitt L1 und einen zweiten Leiterabschnitt L2 auf. Der erste Leiterabschnitt L1 und der zweite Leiterabschnitt L2 sind mittels eines thermisch lösbaren Kontaktes 3 verbunden und befinden sich in elektrischem Kontakt zueinander.
Leiterabschnitt L1 befindet sich zumindest abschnittsweise in einem umgebenden Isolierkörper, hier dargestellt durch Abschnitte 4 und 5. Abschnitt 4 als auch Abschnitt 5 sind aus isolierendem Material hergestellt. Dabei kann das Material für Abschnitt 4 sich von dem verwendeten Material für Abschnitt 5 unterscheiden. Abschnitt 4 und Abschnitt 5 umgeben in einem gewiesen Abschnitt den Leiterabschnitt L1 und bilden einen umgebenden Isolierkörper.
Der erste Leiterabschnitt L1 ist mit einer Kraft F1 beaufschlagt ist, so dass, wenn die Kontaktstelle gelöst ist, der ersten Leiterabschnitt L1 in dem umgebenden Isolierkörper 4, 5 verbracht wird.
Die Kontaktstelle 3 kann dabei durch unterschiedliche Mechanismen gelöst werden, z. B. thermisch oder durch mechanische Auftrennung.
Weiterhin ist z. B. möglich wie in 1 dargestellt eine Zugkraft F1 vorzusehen, die den ersten Leiterabschnitt L1 in den umgebenden Isolierkörper 4, 5 hineinzieht, oder aber wie in 3 dargestellt eine Schubkraft F1 vorzusehen, den ersten Leiterabschnitt L1 in den umgebenden Isolierkörper 4, 5 hineinschiebt. Alternativ ist auch eine magnetische Kraft denkbar.
Ohne dies näher zu beschreiben versteht es sich von selbst, dass in gleicher Weise natürlich auch der umgebende Isolierkörper 4, 5 relativ zum ersten Leiterabschnitt L1 verbringbar sein kann. Dann würde eine Schubkraft oder Zugkraft den umgebenden Isolierkörper 4, 5 über den Leiterabschnitt L1 schieben bzw. ziehen. In diesem Falle wird vorteilhafterweise auch der Leiterabschnitt L2 vom Leiterabschnitt L1 weg bewegt. Dabei kann die Bewegung in Leiterrichtung und/oder normal zur Leiterrichtung verfolgen. Es kommt dabei im Wesentlichen darauf an, den Abstand der Leiterenden zu vergrößern.
Die Vergrößerung des Abstandes beim Auslösen führt insbesondere bei Wechselstromanwendungen zu einem Abreisen eines eventuell entstehenden Lichtbogens zwischen den nun getrennten Leiterabschnitt L1 und Leiterabschnitt L2. Dies ist möglich, da bei Wechselstromanwendungen innerhalb einer Periode immer ein Nulldurchgang auftritt, so dass der Lichtbogen abreist.
Dieser Effekt wird durch das Verbringen in den umgebenden Isolierkörper 4, 5 unterstützt.
Für Gleichstromanwendungen kann dies unter Umständen nicht ausreichend sein.
Um auch hier einen zuverlässigen Abschaltvorgang zu erreichen kann vorgesehen sein, dass der umgebenden Isolierkörper 4, 5 einen bewegbaren Abschnitt 5 aufweist.
Der bewegbare Abschnitt 5 ist dergestalt, dass er, in einer ersten Position wie in 1 und 3 dargestellt, wenn die Kontaktstelle 3 nicht gelöst ist, der Leiterabschnitt L1 bedeckt wird.
In einer zweiten Position – wie in 5 dargestellt –, wenn die Kontaktstelle 3 gelöst ist und der Leiterabschnitt L1 hinter den bewegbaren Abschnitt 5 in den Isolierkörper 4 verbracht ist, füllt der bewegbare Abschnitt 5 den vom Leiterabschnitt L1 zuvor eingenommenen Raum.
Somit wird eine effektive Möglichkeit geschaffen, den Lichtbogen durch Ausfüllen des vom Leiterabschnitt L1 zuvor eingenommen Raumes durch den bewegbaren Abschnitt 5 zum Verlöschen zu bringen.
Weiterhin kann der die thermische Abtrennvorrichtung auch so ausgeführt sein, dass der der bewegbare Abschnitt 5 mit einer Kraft beaufschlagt ist, so dass der bewegbare Abschnitt 5, wenn der Leiterabschnitt L1 in den Isolierkörper 4 verbracht ist, von der Kraft F2 aus der ersten Position in die zweite Position verbringbar ist.
Weiterhin ist es z. B. möglich, wie in 1 und 3 dargestellt, eine Schubkraft F2 vorzusehen, die den bewegbaren Abschnitt 5 in den Isolierkörper 4 verbringt.
Die Kraft F2 kann beispielsweise mittels einer Feder aufgebracht werden. Alternativ ist auch eine abstoßende magnetische Kraft denkbar.
Alternativ kann natürlich auch vorgesehen sein, dass der Isolierkörper 4 mit dem Leiterabschnitt L1 relativ zum Abschnitt 5 bewegt wird.
Weiterhin ist es natürlich auch denkbar, die Verbringung des beweglichen Abschnitts allein durch Schwerkraft herbeizuführen. Es ist jedoch dann auf entsprechende Montage zu achten.
Alternativ oder zusätzlich kann in allen Ausführungsformen vorgesehen sein, dass der bewegbare Abschnitt 5 zumindest abschnittsweise aus einem ausgasenden Material besteht, um einen eventuell auftretenden Lichtbogen ausblasen zu können.
Alternativ oder zusätzlich kann in allen Ausführungsformen vorgesehen sein, dass der umgebenden Isolierkörper 4 zumindest abschnittsweise aus einem ausgasenden Material besteht, um einen eventuell auftretenden Lichtbogen ausblasen zu können.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die lösbare Kontaktstelle 3 eine Lötstelle ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Kontaktstelle auch einen thermisch lösbaren Kleber aufweist. Weiterhin stellt die Kontaktstelle 3 eine elektrische Verbindung der Leiterabschnitt L1 und L2 im Betriebszustand zur Verfügung.
Um eine Auftrennung der lösbaren Kontaktstelle zu bewirken kann vorgesehen sein, dass diese entweder durch Eigenerwärmung oder aber durch Erwärmung seitens anderer Bauteile, z. B. eines Varistors oder dergleichen, selbst erwärmt wird. Alternativ kann natürlich auch vorgesehen sein um eine schnellere Schaltzeit zu gewährleisten eine Erwärmung z. B. mittels eines Heizelementes, vorzusehen.
Ohne auf einen bestimmten Leiterquerschnitt beschränkt zu sein, erweist sich ein im Wesentlichen reckeckiger Querschnitt als Vorteilhaft, da hierdurch der frei werdende Raum am besten ausgefüllt werden kann. Dies ist für die Löschwirkung von besonderem Vorteil. Es versteht sich von selbst, dass damit auch einhergeht, dass der umgebenden Isolierkörper 4 als auch der bewegbare Abschnitt 5 entsprechend geformt sind.
In 6 ist einen Querschnitt eine schematisiertes Detail einer erfindungsgemäßen thermischen Abtrennvorrichtung im Betriebsfall, und in 7 einen Querschnitt eine schematisiertes Detail einer erfindungsgemäßen thermischen Abtrennvorrichtung im ausgelösten Zustand gezeigt.
Klar zu erkenne ist der bevorzugt rechteckig ausgeführter Querschnitt des Leiterabschnittes L1. Diesem entsprechend ist der Isolierkörper 4 im Bereich des bewegbaren Abschnittes 5 als ein Kanal ausgeführt in dem der bewegbare Abschnitt deckelartig platziert ist.
Wird der Leiterabschnittes L1 in den Isolierkörper 4 verbracht so kann wie in 7 dargestellt, der Kanal verschlossen werden.
Wie aus den 1 und 3 ersichtlich ist, kann die Kontaktstelle 3 geeignet angebracht sein.
In 1 ist die Kontaktstelle 3 in der Weise angebracht, dass die Leiterabschnitte L1 und L2 stoßartig verbunden sind.
In 3 ist die Kontaktstelle 3 in der Weise angebracht, dass die Leiterabschnitte L1 und L2 abschnittsweise überlappend verbunden sind.
Es versteht sich jedoch von selbst, dass die Form der Kontaktstelle 3 und ihre Anordnung bezüglich der Leiterabschnitte L1 und L2 auch andere Formen annehmen kann.
Im Betrieb kann die thermische Abtrennvorrichtung so 1 angeschlossen sein, dass der erste Leiterabschnitt (L1) im Betrieb am Neutralleiter oder an Masse oder am Schutzleiter – also an dem sogenannten kalten Ende – angeschlossen ist.
Soweit die Erfindung auf eine magnetische Kraft verweist kann diese magnetische Kraft sowohl permanent vorhanden sein, z. B. durch Einbringung magnetischer Bauteile oder aber temporärer Natur sein, z. B. durch Einbringung von elektromagnetischen Bauteilen.
Weiterhin versteht sich von selbst, dass bei magnetischen Kräften sowohl eine abstoßende als auch anziehende Kräfte vorgesehen sein können.
Bezugszeichenliste

1: Thermische Abtrennvorrichtung
L1: Erster Leiterabschnitt
L2: Zweiter Leiterabschnitt
3: Lösbare Kontaktstelle
4: Umgebender Isolierkörper
5: Beweglicher Abschnitt
F1: Kraft
F2: Kraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6430019 [0002]

Claims

Thermische Abtrennvorrichtung (1) mit einem ersten Leiterabschnitt (L1) und einem zweiten Leiterabschnitt (L2), wobei der erste Leiterabschnitt (L1) zumindest abschnittsweise in einem umgebenden Isolierkörper (4, 5) geführt ist, wobei der erste Leiterabschnitt (L1) und zweite Leiterabschnitt (L2) an einer lösbaren Kontaktstelle (3) miteinander verbunden sind, wobei der erste Leiterabschnitt (L1) mit einer Kraft (F1) beaufschlagt ist, so dass, wenn die Kontaktstelle gelöst ist, der erste Leiterabschnitt in den umgebenden Isolierkörper (4, 5) verbracht wird.
Thermische Abtrennvorrichtung nach Anspruch 1, wobei umgebenden Isolierkörper (4, 5) einen bewegbaren Abschnitt (5) aufweist, wobei der bewegbare Abschnitt (5) dergestalt ist, dass er, in einer ersten Position, wenn die Kontaktstelle (3) nicht gelöst ist, der Leiterabschnitt (L1) abschnittsweise überdeckt wird, und in einer zweiten Position, wenn die Kontaktstelle (3) gelöst ist, der Leiterabschnitt (L1) hinter den bewegbaren Abschnitt (5) in den Isolierkörper (4) gezogen ist, der bewegbare Abschnitt (5) den vom Leiterabschnitt (L1) zuvor eingenommenen Raum füllt.
Thermische Abtrennvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der bewegbare Abschnitt (5) mit einer Kraft (F2) beaufschlagt ist, so dass der bewegbare Abschnitt (5) wenn der Leiterabschnitt (L1) in den Isolierkörper (4) gezogen ist, von der Kraft (F2) aus der ersten Position in die zweite Position verbringbar ist.
Thermische Abtrennvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der bewegbare Abschnitt (5) zumindest abschnittsweise aus einem ausgasenden Material besteht, um einen eventuell auftretenden Lichtbogen ausblasen zu können.
Thermische Abtrennvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der umgebenden Isolierkörper (4) zumindest abschnittsweise aus einem ausgasenden Material besteht, um einen eventuell auftretenden Lichtbogen ausblasen zu können.
Thermische Abtrennvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktstelle eine Lötstelle aufweist.
Thermische Abtrennvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Leiterabschnitt im Wesentlichen einen rechteckigen Durchmesser aufweist.
Thermische Abtrennvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Leiterabschnitt (L1) mit einer Federkraft (E1) beaufschlagt ist, so dass, wenn die Kontaktstelle gelöst ist, der erste Leiterabschnitt in dem umgebenden Isolierkörper (4, 5) hineingezogen wird.
Thermische Abtrennvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 8, wobei der bewegbare Abschnitt (5) mit einer Federkraft (F2) beaufschlagt ist, so dass der bewegbare Abschnitt (5) wenn der Leiterabschnitt (L1) in den Isolierkörper (4) gezogen ist, von der Kraft (F2) aus der ersten Position in die zweite Position verbringbar ist.
Thermische Abtrennvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Leiterabschnitt (L1) im Betrieb am Neutralleiter oder an Masse oder am Schutzleiter angeschlossen ist.