DE102018119859B3 - Electrical connection device with temperature safety device and method for operating such a device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsvorrichtung (1) mit Temperatursicherungseinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung (1), wobei die Vorrichtung (1) zum Erstellen einer elektrisch leitenden Verbindung eines ersten Leiterabschnitts und eines zweiten Leiterabschnitts sowie zum sicherheitskritischen Trennen der Verbindung im Brandfall vorgesehen ist und folgendes umfasst: eine erste Anschlusskontakteinrichtung (8) zur Kontaktierung des ersten Leiterabschnitts, eine zweite Anschlusskontakteinrichtung (18) zur Kontaktierung des zweiten Leiterabschnitts und eine die erste Anschlusskontakteinrichtung (8) und die zweite Anschlusskontakteinrichtung (18) miteinander elektrisch leitend verbindende Temperatursicherungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursicherungseinrichtung wenigstens zwei in Reihe geschaltete Temperatursicherungselemente in Form eines ersten Temperatursicherungselements (27) und eines zweites Temperatursicherungselements (28) aufweist, wobei das erste Temperatursicherungselement (27) derart beschaffen ist, dass es in einem Ansprechtemperaturbereich von T1 bis T3 die elektrische Verbindung zwischen der ersten Anschlusskontakteinrichtung (8) und der zweiten Anschlusskontakteinrichtung (18, 19) sicher unterbricht und das zweite Temperatursicherungselement (28) derart beschaffen ist, dass es in einem Ansprechtemperaturbereich von T2 bis T5 die elektrische Verbindung zwischen der ersten Anschlusskontakteinrichtung (8) und der zweiten Anschlusskontakteinrichtung (18, 19) sicher unterbricht, wobei gilt T1 < T2 < T3 < T5.The invention relates to an electrical connection device (1) with a temperature protection device and a method for operating such a device (1), the device (1) for establishing an electrically conductive connection of a first conductor section and a second conductor section and for safety-critical disconnection in the event of a fire is provided and comprises the following: a first connection contact device (8) for contacting the first conductor section, a second connection contact device (18) for contacting the second conductor section and a temperature assurance device connecting the first connection contact device (8) and the second connection contact device (18) to one another in an electrically conductive manner, characterized in that the temperature assurance device has at least two temperature assurance elements connected in series in the form of a first temperature assurance element (27) and a second temperature assurance element ent (28), the first temperature securing element (27) being such that it reliably interrupts the electrical connection between the first connection contact device (8) and the second connection contact device (18, 19) in a response temperature range from T1 to T3 and the second Thermal fuse element (28) is designed such that it reliably interrupts the electrical connection between the first connection contact device (8) and the second connection contact device (18, 19) in a response temperature range from T2 to T5, T1 <T2 <T3 <T5.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erstellen einer elektrisch leitenden Verbindung eines ersten Leiterabschnitts und eines zweiten Leiterabschnitts sowie zum sicherheitskritischen Trennen der Verbindung im Brandfall, umfassend eine erste Anschlusskontakteinrichtung zur Kontaktierung des ersten Leiterabschnitts, eine zweite Anschlusskontakteinrichtung zur Kontaktierung des zweiten Leiterabschnitts und ein die erste Anschlusskontakteinrichtung und die zweite Anschlusskontakteinrichtung miteinander elektrisch verbindende Temperatursicherungseinrichtung. Sie betrifft außerdem ein Verfahren zum sicherheitskritischen Trennen einer elektrisch leitenden Verbindung eines ersten Leiterabschnitts und eines zweiten Leiterabschnitts im Brandfall, insbesondere mittels einer Vorrichtung nach der Erfindung.The present invention relates to a device for creating an electrically conductive connection of a first conductor section and a second conductor section and for safety-critical disconnection in the event of a fire, comprising a first connection contact device for contacting the first conductor section, a second connection contact device for contacting the second conductor section and the first Terminal contact device and the second terminal contact device electrically connecting temperature assurance device. It also relates to a method for safety-critical disconnection of an electrically conductive connection of a first conductor section and a second conductor section in the event of a fire, in particular by means of a device according to the invention.
Vorrichtungen zum Erstellen einer elektrisch leitenden Verbindung eines ersten elektrischen Leiterabschnitts und eines zweiten elektrischen Leiterabschnitts sowie zum sicherheitskritischen Trennen der Verbindung in einem Versagensfall, die im Nachfolgenden auch als Brandschutzsicherungen bezeichnet werden, sind allgemein bekannt. Einen Versagensfall kann insbesondere ein Kurzschluss in einem elektrischen System darstellen, der unter anderem aufgrund eines Versagens von elektrischen Bauteilen oder Leitungen in einem Brandfall auftreten kann. Die betreffenden Vorrichtungen bewirken, dass sich ein in einem Teil des Systems auftretendes Versagen nicht auf das gesamte System auswirkt und einen Gesamtsystemausfall verursacht, sondern nur auf den vom Gesamtsystem elektrisch abkoppelbaren Teil beschränkt ist, also eine Funktion des übrigen Systems - wenn auch nur in einem beschränkten Umfang - erhalten bleibt.Devices for establishing an electrically conductive connection of a first electrical conductor section and a second electrical conductor section and for safety-critical disconnection in the event of a failure, which are also referred to below as fire protection devices, are generally known. A failure can in particular be a short circuit in an electrical system, which can occur, among other things, due to a failure of electrical components or lines in a fire. The devices in question have the effect that a failure occurring in one part of the system does not affect the entire system and causes an overall system failure, but is only limited to the part that can be electrically disconnected from the overall system, i.e. a function of the rest of the system - if only in one limited scope - is retained.
Aus der
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Die
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Aus der US 2006 / 0 232 372 A1 ist eine Thermosicherung bekannt, aufweisend ein wärmeempfindliches Pellet, ein Metallgehäuse, ein erstes Leitungselement mit einer ersten Elektrode, die an einem Ende davon ausgebildet ist, und ein zweites Leitungselement mit einer zweiten Elektrode, die an einer Innenwandfläche des Gehäuses ausgebildet ist, und ein Schaltfunktionselement, das ein Federelement, das gegen das wärmeempfindliche Pellet drückt, sowie einen beweglichen Leiter enthält. Bei einer Betriebstemperatur, bei der das wärmeempfindliche Pellet erweicht und schmilzt, schaltet die Wärmesicherung einen Stromkreis zwischen der ersten und der zweiten Elektrode um und ist dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeempfindliche Pellet einen Prozess durchläuft, der die Aktivierung erleichtert, damit die Wärmesicherung schneller auf Veränderungen der Betriebstemperatur anspricht.A thermal fuse is known from US 2006/0 232 372 A1, comprising a heat-sensitive pellet, a metal housing, a first line element with a first electrode, which is formed at one end thereof, and a second line element with a second electrode, which is on a Is formed inner wall surface of the housing, and a switching function element, which contains a spring element that presses against the heat-sensitive pellet, and a movable conductor. At an operating temperature at which the heat sensitive pellet softens and melts, the thermal fuse switches a circuit between the first and second electrodes and is characterized in that the heat sensitive pellet goes through a process that facilitates activation, so that the thermal fuse reacts faster to changes the operating temperature responds.
In Anbetracht des vorstehend beschriebenen Stands der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die in einem Brandfall schnell und insbesondere schon vor einem Auftreten eines Kurzschlusses anspricht und einen davon betroffenen Teil eines elektrischen Systems auf besonders verlässliche Weise sicher und schnell abtrennt, wobei insbesondere sichergestellt ist, dass diese Funktion der Vorrichtung auch bei einem fortdauernden Brandfall und damit verbundenem extremen Temperaturanstieg bewahrt wird.In view of the prior art described above, the invention has for its object to provide a device that responds quickly in a fire and in particular before a short circuit occurs and disconnects an affected part of an electrical system safely and quickly in a particularly reliable manner , in particular ensuring that this function of the device is maintained even in the event of a continuing fire and the associated extreme rise in temperature.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, also durch eine Vorrichtung zum Erstellen einer elektrisch leitenden Verbindung eines ersten Leiterabschnitts und eines zweiten Leiterabschnitts sowie zum sicherheitskritischen Trennen der Verbindung im Brandfall, umfassend eine erste Anschlusskontakteinrichtung zur Kontaktierung des ersten Leiterabschnitts, eine zweite Anschlusskontakteinrichtung zur Kontaktierung des zweiten Leiterabschnitts und ein die erste Anschlusskontakteinrichtung und die zweite Anschlusskontakteinrichtung miteinander elektrisch verbindende Temperatursicherungseinrichtung, wobei die Temperatursicherungseinrichtung wenigstens zwei in Reihe geschaltete Temperatursicherungselemente in Form eines ersten Temperatursicherungselements und eines zweites Temperatursicherungselements aufweist, wobei das erste Temperatursicherungselement derart beschaffen ist, dass es in einem Ansprechtemperaturbereich von T1 bis T3 die elektrische Verbindung zwischen der ersten Anschlusskontakteinrichtung und der zweiten Anschlusskontakteinrichtung sicher unterbricht und das zweite Temperatursicherungselement derart beschaffen ist, dass es in einem Ansprechtemperaturbereich von T2 bis T5 die elektrische Verbindung zwischen der ersten Anschlusskontakteinrichtung und der zweiten Anschlusskontakteinrichtung sicher unterbricht, wobei gilt T1 < T2 < T3 < T5.According to the invention, this object is achieved by a device according to claim 1, that is to say by a device for establishing an electrically conductive connection of a first conductor section and a second conductor section and for safety-critical disconnection in the event of a fire, comprising a first connection contact device for contacting the first conductor section, a second connection contact device for contacting the second conductor section and a temperature assurance device electrically connecting the first connection contact device and the second connection contact device, the temperature assurance device having at least two temperature assurance elements connected in series in the form of a first temperature assurance element and a second temperature assurance element, the first temperature assurance element being of such a nature, that the electrical connection in a response temperature range from T1 to T3 The connection between the first connection contact device and the second connection contact device is safely interrupted and the second temperature protection element is such that it reliably interrupts the electrical connection between the first connection contact device and the second connection contact device in a response temperature range from T2 to T5, where T1 <T2 <T3 < T5.
Erfindungswesentlich ist unter anderem die Erkenntnis, dass bei bekannten Thermosicherungen oder Temperatursicherungselementen ein sicheres Abschalten bei beliebigen Temperaturen oberhalb einer bestimmten Ansprechtemperatur der jeweiligen Sicherung in der Regel nicht mehr sicher garantiert werden kann. Zum Beispiel kann es bei sehr hohen Temperaturen, zu denen es bei einem Brand kommen kann und für die bekannte Thermosicherungen nicht ausgelegt sind, zu einem Aufschmelzen bestimmter Bestandteile der Sicherung kommen, so dass Leiterbrücken entstehen können, womit eine elektrische Trennung nicht sicher garantiert werden kann. Bei Brandschutzsicherungen wie die der Erfindung ist es aber besonders wichtig, dass die Sicherungsfunktion, also das Trennen der elektrischen Verbindung im Brandfall, nicht nur bei Überschreiten einer Ansprechtemperatur ausgelöst wird, sondern außerdem darüber hinaus unabhängig von den an der Brandschutzsicherung vorliegenden Temperaturen dauerhaft bewirkt wird. Es soll also ausgeschlossen werden, dass die Brandschutzsicherung zwar bei der Ansprechtemperatur auslöst und die elektrische Verbindung trennt, jedoch bei weiter ansteigenden Temperaturen (z.B. einem fortdauernden Brand) später ihre Sicherungsfunktion verliert, zum Beispiel weil ein in der Brandschutzsicherung enthaltenes Temperatursicherungselement seine Trennfunktion verliert. z.B. es schmilzt.Essential to the invention is, among other things, the knowledge that, in the case of known thermal fuses or thermal fuse elements, a safe disconnection at any temperature above a certain response temperature of the respective fuse can generally no longer be guaranteed. For example, at very high temperatures, which can occur in the event of a fire and for which known thermal fuses are not designed, certain components of the fuse may melt, so that conductor bridges can occur, with which an electrical separation cannot be guaranteed with certainty , In the case of fire protection devices such as that of the invention, it is particularly important that the safety function, i.e. the disconnection of the electrical connection in the event of a fire, is not only triggered when a response temperature is exceeded, but also, in addition, regardless of the temperatures present on the fire protection device. It should therefore be ruled out that the fire protection device triggers at the response temperature and disconnects the electrical connection, but later loses its safety function if the temperature continues to rise (e.g. a continuing fire), for example because a temperature protection element contained in the fire protection device loses its separation function. e.g. it melts.
Im Hinblick auf ein Verfahren wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum sicherheitskritischen Trennen einer elektrisch leitenden Verbindung eines ersten Leiterabschnitts und eines zweiten Leiterabschnitts im Brandfall, insbesondere mittels einer Vorrichtung nach der Erfindung, insbesondere mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine elektrische Temperatursicherungseinrichtung eine erste Anschlusskontakteinrichtung und eine zweite Anschlusskontakteinrichtung elektrisch miteinander verbindet, wobei die Temperatursicherungseinrichtung wenigstens zwei in Reihe geschaltete Temperatursicherungselemente in Form eines ersten Temperatursicherungselements und eines zweites Temperatursicherungselements aufweist, wobei das erste Temperatursicherungselement in einem Ansprechtemperaturbereich von T1 bis T3 die elektrische Verbindung zwischen der ersten Anschlusskontakteinrichtung und der zweiten Anschlusskontakteinrichtung sicher unter-bricht und das zweite Temperatursicherungselement in einem Ansprechtemperaturbereich von T2 bis T5 die elektrische Verbindung zwischen der ersten Anschlusskontakteinrichtung und der zweiten Anschlusskontakteinrichtung sicher unterbricht, wobei gilt T1 <T2<T3<T5.With regard to a method, the above-mentioned object is achieved by a method for safety-critical disconnection of an electrically conductive connection of a first conductor section and a second conductor section in the event of a fire, in particular by means of a device according to the invention, in particular by means of a device according to one of claims 1 to 7 , wherein an electrical temperature protection device electrically connects a first connection contact device and a second connection contact device to one another, the temperature protection device connected at least two in series Has temperature fuse elements in the form of a first temperature fuse element and a second temperature fuse element, the first temperature fuse element reliably interrupting the electrical connection between the first connection contact device and the second connection contact device in a response temperature range from T1 to T3 and the second temperature protection element in a response temperature range from T2 to T5 electrical connection between the first connection contact device and the second connection contact device is reliably interrupted, T1 <T2 <T3 <T5.
Die Erfindung bewirkt also den besonderen Vorteil, dass durch eine geeignete Kombination und Reihenschaltung von wenigstens zwei Temperatursicherungselementen, die in unterschiedlichen Temperaturabschnitten ansprechen und insbesondere die elektrische Verbindung in unterschiedlichen Temperaturabschnitten sicher getrennt halten, ein insgesamt relativ großer Temperaturbereich zur Verfügung gestellt wird, in dem die elektrische Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Anschlusskontakteinrichtung nicht nur sicher getrennt wird, sondern darüber hinaus außerdem sicher getrennt gehalten wird. Darunter ist zu verstehen, dass nach einem bestimmungsgemäßen Ansprechen der Temperatursicherungen und damit der Vorrichtung auch bei länger andauernden hohen Temperaturen und/oder weiter ansteigenden Temperaturen eine sichere Auftrennung der elektrischen Schaltung garantiert ist. Dadurch können gängige Temperaturabschaltelemente, die in einem bestimmten Temperaturbereich oberhalb einer Ansprechtemperatur unterbrechen und jedoch bei Temperaturen oberhalb dieses Bereiches diese Funktion verlieren, verringern oder einbüßen, verwendet werden. Man kann auch sagen, dass das erste Temperatursicherungselement eine elektrische Trennung in einem ersten Temperaturbereich zwischen T1 und T3 garantiert, allerdings nicht sicher oberhalb der Temperatur T3. Die Trennungsfunktion bei Temperaturen oberhalb von T3 wird vom zweiten Temperatursicherungselement übernommen, das eine elektrische Trennung in einem zweiten Temperaturbereich zwischen T2 und T5 garantiert. Kann das zweite Temperatursicherungselement eine sichere Trennung oberhalb von T5 nicht garantieren, kann dazu ein weiteres Temperatursicherungselement oder können dazu weitere Temperatursicherungselemente in entsprechender Weise verwendet werden.The invention thus has the particular advantage that a suitable combination and series connection of at least two temperature protection elements that respond in different temperature sections and in particular keep the electrical connection safely separate in different temperature sections, a relatively large temperature range is provided in which the electrical connection between the first and the second connection contact device is not only safely disconnected, but moreover is also kept securely separated. This is to be understood to mean that after the temperature fuses and thus the device have responded as intended, a safe disconnection of the electrical circuit is guaranteed even at prolonged high temperatures and / or further increasing temperatures. As a result, common temperature switch-off elements which interrupt in a certain temperature range above a response temperature and which lose, reduce or lose this function at temperatures above this range can be used. It can also be said that the first temperature assurance element guarantees electrical isolation in a first temperature range between T1 and T3, but not reliably above the temperature T3. The separation function at temperatures above T3 is taken over by the second temperature protection element, which guarantees electrical separation in a second temperature range between T2 and T5. If the second temperature fuse element cannot guarantee a safe separation above T5, another temperature fuse element can be used for this purpose, or further temperature fuse elements can be used in a corresponding manner.
Völlig unbenommen ist natürlich, dass es bei einem Brand letztlich zu so hohen Temperaturen kommen kann, bei denen sämtliche dem Brand ausgesetzte Einrichtungen in nicht mehr vorhersagbarer Weise reagieren und sich völlig unvorhersehbar und völlig undefiniert verhalten, indem sie sich z.B. zersetzen und ggf. zu gänzlichen anderen Strukturen führen, von denen vorab nicht bekannt sein kann, wie sich hinsichtlich der in Rede stehenden elektrischen Leitfähigkeiten verhalten. Auch hier findet natürlich die Erfindung trotz der Kombination der in Rede stehenden Temperatursicherungselemente ab gewissen sehr hohen Temperaturen ihre Grenze.It is of course completely uninhibited that a fire can ultimately lead to such high temperatures that all of the facilities exposed to the fire react in an unpredictable manner and behave completely unpredictably and completely undefined, e.g. by decompose and possibly lead to completely different structures, of which it cannot be known in advance how the electrical conductors in question behave. Here too, of course, the invention finds its limit from certain very high temperatures, despite the combination of the temperature assurance elements in question.
Der erste und der zweite Leiterabschnitt sind im Sinne der Erfindung elektrische Leiterabschnitte und dienen einer Übertragung von elektrischem Strom. Insbesondere kann der erste Leiterabschnitt eine Durchgangsleitung und der zweite Leiterabschnitt eine Abzweigungsleitung sein, wobei eine Mehrzahl von Verbrauchern mit jeweils einer Abzweigleitung unter Zwischenschaltung einer Vorrichtung nach der Erfindung an eine Durchgangsleitung angeschlossen werden kann. Die Leiterabschnitte können insbesondere mehradrig sein, wobei in der Vorrichtung für jede Ader eigene Anschlusskontakteinrichtungen vorgesehen sind. Außerdem kann für jede Ader ein eigenes Temperatursicherungselement vorgesehen sein, die Vorrichtung also eine der Anzahl der Adern entsprechende Anzahl von Temperatursicherungselementen aufweisen. Die Temperatursicherungseinrichtung der Vorrichtung ist schaltungstechnisch zwischen der ersten Anschlusskontakteinrichtung und der zweiten Anschlusskontakteinrichtung angeordnet und bewirkt im Normalfall, also wenn kein Störfall vorliegt, eine Übertragung elektrischen Stroms von dem ersten Leiterabschnitt über die erste Anschlusskontakteinrichtung auf die zweite Anschlusskontakteinrichtung und den zweiten Leiterabschnitt. Bei einem Störfall, hier zum Beispiel in Form eines Brands, kommt es bestimmungsgemäß zu einem Ansprechen oder Auslösen der Temperatursicherungseinrichtung, wodurch es zu einer Unterbrechung oder Trennung der elektrischen Verbindung zwischen der ersten Anschlusskontakteinrichtung und der zweiten Anschlusskontakteinrichtung kommt.For the purposes of the invention, the first and the second conductor section are electrical conductor sections and serve to transmit electrical current. In particular, the first conductor section can be a through line and the second conductor section can be a branch line, it being possible for a plurality of consumers, each with a branch line, to be connected to a through line with the interposition of a device according to the invention. The conductor sections can in particular be multi-core, separate connection contact devices being provided for each core in the device. In addition, a separate temperature protection element can be provided for each wire, ie the device has a number of temperature protection elements corresponding to the number of wires. In terms of circuitry, the temperature protection device of the device is arranged between the first connection contact device and the second connection contact device and, in the normal case, that is to say when there is no malfunction, causes a transmission of electrical current from the first conductor section via the first connection contact device to the second connection contact device and the second conductor section. In the event of a malfunction, here in the form of a fire, for example, the temperature protection device is triggered or triggered, as a result of which there is an interruption or disconnection of the electrical connection between the first connection contact device and the second connection contact device.
Nach der Erfindung wird das Ansprechen oder Auslösen der Temperatursicherungseinrichtung durch die im Brandfall in der Nähe eines Brandherdes auftretende Hitzeentwicklung bewirkt. Zum Beispiel kann das Temperatursicherungselement einen Schmelzloteinsatz aufweisen, der in dem jeweiligen Ansprechtemperaturbereich schmilzt und derart eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung bewirkt. Alternativ oder zusätzlich kann die Temperatursicherungseinrichtung einen im Wesentlichen zylinderförmigen und hermetisch dichten Hohlkörper aus einem spröden Material aufweisen (Soffitentemperatursicherung). Dieser ist mit einem sich bei Erwärmung ausdehnendem Medium gefüllt. Bei Überschreiten einer vorbestimmten Grenztemperatur zerbricht der Hohlkörper und die elektrische Verbindung zwischen der ersten Anschlusskontakteinrichtung und der zweiten Anschlusskontakteinrichtung wird unterbrochen.According to the invention, the response or triggering of the temperature safety device is brought about by the heat that occurs in the vicinity of a source of fire in the event of a fire. For example, the temperature fuse element can have a fusible link insert that melts in the respective response temperature range and thus interrupts the electrical connection. Alternatively or additionally, the temperature securing device can have an essentially cylindrical and hermetically sealed hollow body made of a brittle material (softening temperature securing). This is filled with a medium that expands when heated. When a predetermined limit temperature is exceeded, the hollow body breaks and the electrical connection between the first connection contact device and the second connection contact device is interrupted.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert. Advantageous embodiments of the invention are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Temperatursicherungselement und das zweite Temperatursicherungselement bei einer Temperatur kleiner oder gleich T1 elektrisch leitend sind und derart die erste Anschlusskontakteinrichtung elektrisch mit der zweiten Anschlusskontakteinrichtung verbunden ist.An embodiment of the invention is characterized in that the first temperature assurance element and the second temperature assurance element are electrically conductive at a temperature less than or equal to T1, and in this way the first connection contact device is electrically connected to the second connection contact device.
Nach einer weiteren Ausführungsform, die ermöglicht, einen noch größeren Temperaturbereich abzudecken, weist die Temperatursicherungseinrichtung ein drittes Temperatursicherungselement auf. Diese ist derart beschaffen, dass es in einem Ansprechtemperaturbereich von T4 bis T6 die elektrische Verbindung zwischen der ersten Anschlusskontakteinrichtung und der zweiten Anschlusskontakteinrichtung sicher unterbricht, wobei gilt T4 < T5 < T6. Durch Vorsehen weiterer Temperatursicherungselemente mit entsprechenden Ansprechtemperaturbereichen kann der Gesamttemperaturbereich, in dem die Vorrichtung sicher operiert, weiter ausgedehnt werden.According to a further embodiment, which makes it possible to cover an even larger temperature range, the temperature securing device has a third temperature securing element. This is such that it reliably interrupts the electrical connection between the first connection contact device and the second connection contact device in a response temperature range from T4 to T6, with T4 <T5 <T6. The overall temperature range in which the device operates safely can be expanded further by providing additional temperature protection elements with corresponding response temperature ranges.
Wenn die Temperatursicherungseinrichtung einen im Wesentlichen zylinderförmigen und hermetisch dichten Hohlkörper aus einem spröden Material aufweist, wie vorstehend bereits erwähnt, kann auf die Außenseite des Hohlkörpers eine elektrisch leitende Beschichtung aufgebracht sein. Diese kann insbesondere in Form einer vollflächigen Beschichtung oder wenigstens einer elektrischen Leiterbahn vorliegen. Alternativ oder zusätzlich kann die Beschichtung ein Leitlack oder eine Metallisierung sein, insbesondere aufgedampft sein. Der Hohlkörper kann ein Glashohlkörper sein oder er kann eine Sollbruchstelle aufweisen, die ein Zerbrechen des Hohlkörpers zwischen den elektrisch voneinander zu isolierenden Anschlusskontakteinrichtungen sicherstellt.If the temperature assurance device has a substantially cylindrical and hermetically sealed hollow body made of a brittle material, as already mentioned above, an electrically conductive coating can be applied to the outside of the hollow body. This can be in the form of a full-surface coating or at least one electrical conductor track. Alternatively or additionally, the coating can be a conductive lacquer or a metallization, in particular it can be vapor-deposited. The hollow body can be a hollow glass body or it can have a predetermined breaking point which ensures that the hollow body breaks between the connection contact devices to be electrically insulated from one another.
Die Hitzeentwicklung führt bei dieser Ausführungsform zu einer Erwärmung und damit thermischen Ausdehnung des in dem Hohlkörper hermetisch eingeschlossenen Mediums führt. Der Hohlkörper und das darin eingeschlossene Medium sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei Überschreiten einer vorgewählten / vorbestimmten Grenztemperatur die Ausdehnung des Mediums so groß ist, dass der Hohlkörper dem durch das Medium ausgeübten Innendruck nicht mehr widerstehen kann und versagt, insbesondere bricht, platzt oder zerspringt. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass es in einem Brandfall nicht erst bei Auftreten eines Kurzschlusses, sondern allein schon durch eine Erwärmung des Mediums auf die Schwelltemperatur zu einem Ansprechen der Vorrichtung kommt. Dies kann besonders relevant in explosionsgefährdeter Umgebung sein, wo Kurzschlüsse und dadurch ggf. entstehende Funken zu vermeiden sind.In this embodiment, the heat development leads to heating and thus thermal expansion of the medium hermetically enclosed in the hollow body. The hollow body and the medium enclosed therein are matched to one another such that when a preselected / predetermined limit temperature is exceeded, the expansion of the medium is so great that the hollow body can no longer withstand the internal pressure exerted by the medium and fails, in particular breaks, bursts or bursts , A particular advantage of the invention is that, in the event of a fire, the device does not respond only when a short circuit occurs, but only if the medium is heated to the threshold temperature. This can be particularly relevant in potentially explosive atmospheres, where short circuits and any sparks that may arise are to be avoided.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann eine elektrische Verbindung bewirkt werden, indem der Hohlkörper ein die erste Anschlusskontakteinrichtung elektrisch mit der zweiten Anschlusskontakteinrichtung verbindendes Leiterelement trägt. Dieses kann innerhalb oder außerhalb des Hohlkörpers angeordnet sein. Außerdem kann der Hohlkörper selbst elektrisch leitendend sein. Nach einer Ausführungsform kann auf eine Außenseite des Hohlkörpers eine elektrisch leitende Beschichtung aufgebracht sein, beispielswiese in Form einer vollflächigen Beschichtung oder wenigstens einer elektrischen Leiterbahn. Die Beschichtung kann insbesondere ein Leitlack oder eine Metallisierung sein. Sie kann außerdem aufgedampft sein. Durch das Zerspringen des Hohlkörpers im Brandfall wird entweder die elektrische Verbindung selbst zerstört (zum Beispiel zerspringt auch eine auf den Hohlkörper aufgebrachte elektrisch leitende Beschichtung) oder der Hohlköper löst sich durch seine Zerstörung von der ersten und/oder zweiten Anschlusskontakteinrichtung, wodurch auch das vom Hohlkörper getragene Leiterelement gelöst und die elektrische Verbindung unterbrochen wird.According to one embodiment of the invention, an electrical connection can be brought about by the hollow body carrying a conductor element which electrically connects the first connection contact device to the second connection contact device. This can be arranged inside or outside the hollow body. In addition, the hollow body itself can be electrically conductive. According to one embodiment, an electrically conductive coating can be applied to an outside of the hollow body, for example in the form of a full-surface coating or at least one electrical conductor track. The coating can in particular be a conductive lacquer or a metallization. It can also be vapor-deposited. Cracking of the hollow body in the event of a fire either destroys the electrical connection itself (for example, an electrically conductive coating applied to the hollow body also cracks) or the hollow body detaches itself from the first and / or second connection contact device due to its destruction, which also causes the hollow body worn conductor element released and the electrical connection is interrupted.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Hohlkörper ein Glashohlkörper. Dies ist im Hinblick auf die besonders geeigneten Eigenschaften von Glas wie hohe Sprödigkeit und Härte sowie die Art des Versagens (schlagartig, plötzlich) des Glashohlkörpers in Folge eines überhöhten Innendrucks (Zerplatzen oder Zerspringen) von Vorteil. Der Hohlkörper kann allerdings auch aus einem anderen Material mit entsprechenden mechanischen Eigenschaften bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann der Hohlkörper eine Sollbruchstelle aufweisen. Diese ist derart ausgebildet, dass ein bestimmungsgemäßes Versagen zum Beispiel in Form von Zerbrechen des Hohlkörpers zwischen den elektrisch voneinander zu isolierenden Anschlusskontakteinrichtungen sichergestellt ist.According to one embodiment of the invention, the hollow body is a hollow glass body. This is advantageous in view of the particularly suitable properties of glass such as high brittleness and hardness as well as the type of failure (suddenly, suddenly) due to excessive internal pressure (bursting or cracking). However, the hollow body can also consist of another material with corresponding mechanical properties. Alternatively or additionally, the hollow body can have a predetermined breaking point. This is designed in such a way that a proper failure is ensured, for example in the form of the hollow body breaking between the connection contact devices to be electrically insulated from one another.
Das Sicherungselement kann insbesondere von einem ersten und einem zweiten Klammerelement, insbesondere metallischen Klammerelement gehalten sein. Das erste Klammerelement ist elektrisch mit der ersten Anschlusskontakteinrichtung und das zweite Klammerelement elektrisch mit der zweiten Anschlusskontakteinrichtung verbunden. Wenigstens eines der Klammerelemente kann derart ausgebildet sein, dass es im Brandfall und bei einem Ansprechen des Sicherungselements zu einem Lösen des Hohlkörpers aus dem entsprechenden Klammerelement kommt. Zum Beispiel kann bzw. können das erste Klammerelement und/oder das zweite Klammerelement jeweils einen ersten Klemmarm und einen zweiten Klemmarm aufweisen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind diese zueinander im Wesentlichen parallel und auf in radialer Richtung einander gegenüberliegenden Seiten des Sicherungselements angeordnet. Man kann auch sagen, dass dabei der Hohlkörper in radialer Richtung gehalten ist. Bei einer anderen Ausführungsform weist jedes Klammerelement nur einen Klemmarm auf. Diese sind zueinander im Wesentlichen parallel und auf in axialer Richtung einander gegenüberliegenden Seiten des Sicherungselements angeordnet und der Hohlkörper ist in axialer Richtung gehalten, was ein besonders sicheres Versagen des Hohlkörpers im Schadensfall bewirkt, da die Stelle, an der der Hohlköper versagt, in jedem Fall zwischen den diesen haltenden Klemmarmen liegt. Die Lagebezeichnungen radial und axial werden hier mit Bezug auf die Längsachse des Sicherungselements verwendet.The securing element can in particular be held by a first and a second clamp element, in particular a metallic clamp element. The first clamp element is electrically connected to the first connection contact device and the second clamp element is electrically connected to the second connection contact device. At least one of the clamp elements can be designed in such a way that, in the event of fire and when the securing element responds, the hollow body is released from the corresponding clamp element. For example, the first clamp element and / or the second clamp element can each have a first clamp arm and have a second clamp arm. In this embodiment of the invention, these are arranged essentially parallel to one another and on sides of the securing element that are opposite one another in the radial direction. One can also say that the hollow body is held in the radial direction. In another embodiment, each clamp element has only one clamp arm. These are arranged essentially parallel to one another and on the axially opposite sides of the securing element and the hollow body is held in the axial direction, which causes a particularly safe failure of the hollow body in the event of damage, since the point at which the hollow body fails in any case lies between the clamp arms holding these. The radial and axial position designations are used here with reference to the longitudinal axis of the securing element.
Wenn nach einer Weiterbildung der Erfindung ein Spalt zwischen dem ersten Klemmarm und dem zweiten Klemmarm zu wenigstens einer Seite hin offen ausgebildet ist, sind ein Anordnen des Sicherungselements zwischen den beiden Klemmarmen sowie ein Entfernen oder Austreten von Bruchstücken des Hohlkörpers im Versagensfall besonders einfach und sicher möglich. Die Klemmarme sind vorzugsweise derart ausgebildet und ausgerichtet, dass die Öffnung zwischen ihnen bei einer bestimmungsgemäßen Montage der Vorrichtung nach unten offen ist, so dass Bruchstücke des Hohlkörpers besonders einfach und sicher aus dem Klemmraum zwischen den Klemmarmen herausfallen können.If, according to a development of the invention, a gap between the first clamping arm and the second clamping arm is designed to be open to at least one side, arranging the securing element between the two clamping arms and removing or escaping fragments of the hollow body in the event of failure are particularly simple and safe , The clamping arms are preferably designed and aligned such that the opening between them is open at the bottom when the device is installed as intended, so that fragments of the hollow body can fall out of the clamping space between the clamping arms particularly easily and safely.
Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper soffittenartig ausgebildet ist und zum Beispiel beiderseits zylinderendseitig jeweils eine Kontaktkappe aufweist, die jeweils mit einem innerhalb oder außerhalb des Hohlkörpers angeordneten Leiter elektrisch leitend verbunden sind. Der Leiter kann separat von Hohlkörper oder einteilig damit ausgebildet sein. Die Kontaktkappen können jeweils als Metallkappe ausgebildet sein, insbesondere derart, dass sie sich endseitig am zylinderförmigen Hohlkörper befinden und eine Kontaktierung in axialer Richtung ermöglichen. Derartige Kontaktkappen sind für eine endseitige Klemmung des Hohlkörpers in axialer Richtung von Vorteil.One embodiment is characterized in that the hollow body is designed like a festoon and, for example, has a contact cap on both sides of the cylinder end, each of which is electrically conductively connected to a conductor arranged inside or outside the hollow body. The conductor can be formed separately from the hollow body or in one piece with it. The contact caps can each be designed as a metal cap, in particular in such a way that they are located at the end on the cylindrical hollow body and allow contacting in the axial direction. Such contact caps are advantageous for an end clamping of the hollow body in the axial direction.
Die Vorrichtung kann besonders einfach auf unterschiedliche Ansprechtemperaturbereiche (Schwelltemperaturen) angepasst werden. Dies kann im Rahmen der Erfindung erfolgen, indem für die Vorrichtung mehrere unterschiedliche Temperatursicherungselemente zur Verfügung gestellt werden. Dabei ist jedes auf einen bestimmten Temperaturbereich und eine bestimmte Schwelltemperatur eingestellt, zum Beispiel durch eine entsprechende Auswahl eines Schmelzlots oder im Falle von Soffitentemperatursicherungen des jeweils im Hohlköper befindlichen Mediums und/oder durch Vorsehen mehr oder weniger großer Gasblasen in dem Medium, die eine Art kompressiblen Dämpfer bilden und damit die thermische Ausdehnung des Mediums beeinflussen, und/oder durch eine entsprechende Ausbildung und/oder Schwächung des Hohlkörpers selbst. Zusammenfassend kann die Vorrichtung mit einer Anzahl unterschiedlicher Sicherungselemente betrieben werden, wobei jedes für einen bestimmten Ansprechbereich und eine bestimmte Schwelltemperatur ausgelegt und insbesondere für einen Nutzer entsprechend gekennzeichnet ist, zum Beispiel durch einen Farbkodierung.The device can be adapted particularly easily to different response temperature ranges (threshold temperatures). This can be done within the scope of the invention by providing several different temperature protection elements for the device. Each is set to a certain temperature range and a certain threshold temperature, for example by a corresponding selection of a fusible link or in the case of safety fuses for the medium in the hollow body and / or by the provision of more or less large gas bubbles in the medium, which are a kind of compressible Form dampers and thus influence the thermal expansion of the medium, and / or by appropriate training and / or weakening of the hollow body itself. In summary, the device can be operated with a number of different securing elements, each designed for a specific response range and a specific threshold temperature and is marked accordingly, in particular for a user, for example by color coding.
Die Vorrichtung kann als Abzweigungsbuchse oder Verteilerbuchse mit einem Gehäuse ausgebildet sein. Das Gehäuse kann insbesondere ein mit einem Deckel verschließbares Gehäuseteil umfassen, in dem die Anschlusskontakteinrichtungen und das Sicherungselement bzw. die Sicherungselementen angeordnet sind. Vorzugsweise weist das Gehäuse ein Sockelelement auf, das die Anschlusskontakteinrichtungen und die Sicherungselemente trägt. Das Gehäuse und das Sockelelement sind vorzugsweise aus einem isolierenden und/oder feuerbeständigen Material wie Kunststoff oder Keramik gebildet. Die erste und die zweite Anschlusskontakteinrichtung sind durch das Sockelelement und das Gehäuse elektrisch voneinander isoliert.The device can be designed as a branch socket or distributor socket with a housing. The housing can in particular comprise a housing part which can be closed with a cover and in which the connection contact devices and the securing element or the securing elements are arranged. The housing preferably has a base element which carries the connection contact devices and the securing elements. The housing and the base element are preferably formed from an insulating and / or fire-resistant material such as plastic or ceramic. The first and the second connection contact device are electrically insulated from one another by the base element and the housing.
Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften und nicht beschränkenden Beschreibung der Erfindung anhand von Figuren. Diese sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Dabei zeigen:
-
1 eine teilgeschnittene Ansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, -
2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Temperatursicherungselements und -
3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsformen eines Temperatursicherungselements.
-
1 2 shows a partially sectioned view of an embodiment of the device according to the invention, -
2 is a schematic representation of an embodiment of a temperature control element and -
3 is a schematic representation of another embodiment of a temperature control element.
Die in
In dem Gehäuse
Jeder ersten Anschlusskontakteinrichtung
Ein erstes Temperatursicherungselement
Zum Beispiel kann das erste Temperatursicherungselement
Bei dem ersten und/oder zweiten Temperatursicherungselement kann es sich zum Beispiel um eine Schmelzsicherung (Thermal Cut Off) oder Ähnliches handeln. Außerdem kann es sich bei dem Temperatursicherungselement sich um eine soffitenartige Sicherung handeln, die einen im Wesentlichen zylinderförmigen und hermetisch dichten Hohlkörper
Im dem hermetisch dichten Innenvolumen
Kommt es in einem Brandfall zu einem Ansteigen der Temperatur, dehnt sich das Medium in dem Hohlkörper
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Gehäusecasing
- 55
- Sockelelementbase element
- 66
- Trennwandpartition wall
- 77
- Aufnahmeraumaccommodation space
- 88th
- erste Anschlusskontakteinrichtungfirst connection contact device
- 99
- Sockelbase
- 1010
- Klemmelementclamping element
- 1111
- Gewindethread
- 1212
- Trägerelementcarrier element
- 1313
- Isolationskappeinsulation cap
- 1414
- Federfeather
- 1515
- Kontaktierungselementcontacting
- 1717
- Klemmarmeclamping arms
- 1818
- zweite Anschlusskontakteinrichtungsecond connection contact device
- 1919
- Kontakteinrichtungcontactor
- 2020
- Kontaktierungselementcontacting
- 2121
- Klemmeinrichtungclamper
- 2222
- Anschlusskontaktconnection contact
- 2323
- Kontaktierungselementcontacting
- 27,2827.28
- TemperatursicherungselementTemperature fuse element
- 2929
- Hohlkörperhollow body
- 3030
- Innenvolumeninternal volume
- 3131
- Beschichtungcoating
- 3232
- KontaktkappeContact cap
- 3333
- Leiterladder
- 3434
- SollbruchstelleBreaking point
Claims (8)
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-
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- 2018-08-15 DE DE102018119859.0A patent/DE102018119859B3/en active Active
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R020 | Patent grant now final |