-
Die Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung für Hochvoltanwendungen mit einem Gehäuse, einer ersten Kammer und einer zweiten Kammer, die im Gehäuse ausgebildet sind, einer Stromschiene, die sich durch das Gehäuse und zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer erstreckt, einem aus der ersten Kammer gegen die Stromschiene verschiebbaren Trennkörper, durch den ein Stromschienenabschnitt zur Durchtrennung der Stromschiene in die zweite Kammer verschiebbar ist, und einem Stromsensor, der zur Bestimmung eines Stromflusses durch die Stromschiene dient, sowie einer Elektronikeinheit zur Verarbeitung der Messwerte des Stromsensors.
-
Derartige Sicherungsvorrichtungen dienen insbesondere in Fahrzeugen mit Hochvoltanwendungen, wie insbesondere Hybridfahrzeugen oder vollelektrisch betriebenen Fahrzeugen dazu, die Stromleitung zwischen der Batterie und den Verbrauchern, insbesondere dem Antrieb des Fahrzeugs, beispielsweise im Fall eines Unfalls in wenigen tausendstel Sekunden zu trennen, um bleibende Kurzschlüsse zu vermeiden. Als Auslöser wird dabei zumeist ein pyrotechnischer Anzünder verwendet. Zusätzlich ist es notwendig, den Stromfluss durch die Stromschiene kontinuierlich zu messen, wozu magnetfeldbasierte oder widerstandsbasierte Sensoren verwendet werden können. Bei detektierten Kurzschlüssen kann so rechtzeitig der Anzünder betätigt werden, um den Stromkreis zu öffnen und Personen- oder Sachschäden zu vermeiden.
-
So wird in der
DE 195 03 809 B4 ein pyrotechnischer Unterbrecher beschrieben, bei dem in einem Gehäuse ein Stromsensor und ein pyrotechnischer Anzünder zur Durchtrennung der Stromschiene angeordnet sind. Bei Überschreiten eines Schwellwerts des Stromsensors wird der pyrotechnische Anzünder über eine dem Sensor nachgeschaltete Auswerteelektronik ausgelöst. Die Elektronik, die Pyrotechnik und die Auslösemechanik sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
-
Auch die
EP 3 054 577 B1 offenbart einen solchen Unterbrecher, wobei als Stromsensor ein Hallsensor verwendet wird, der ein durch den Strom in der Stromschiene entstehendes Magnetfeld misst, dessen Magnetfeldlinien durch zusätzliche magnetische Leitelemente gebündelt werden.
-
Nachteilig daran ist jedoch, dass hohe Kräfte zum Trennen der Stromschiene aufgebracht werden müssen und bei Verwendung von magnetfeldbasierten Sensoren zusätzliche Leitelemente verbaut werden müssen. Werden Stromschienen verwendet, deren Querschnitte zur Reduzierung der Trennkraft und zur Bündelung der Magnetfeldlinien an verschiedenen Positionen geschwächt sind, entstehen zusätzliche unerwünschte Ohm'sche Verluste.
-
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Sicherungsvorrichtung zu schaffen, bei der die Ohm'schen Verluste bei gleichzeitig verringerten Trennkräften reduziert werden können, so dass die Reichweite eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges erweitert wird. Des Weiteren soll die Herstellung und Montage erleichtert und der Platzbedarf einer solchen Sicherungsvorrichtung reduziert werden.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Sicherungsvorrichtung für Hochvoltanwendungen mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.
-
Die erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung für Hochvoltanwendungen weist ein Gehäuse auf, in dem eine erste Kammer und eine zweite Kammer ausgebildet sind. Diese beiden Kammern sind gegenüberliegend zueinander angeordnet und im nicht ausgelösten Zustand der Sicherungsvorrichtung durch eine Stromschiene zumindest teilweise voneinander getrennt. Diese Stromschiene ist beispielsweise Teil des Stromnetzes eines Elektrofahrzeuges und kann sich zwischen dem Pluspol der Batterie und dem Inverter des Antriebsmotors befinden. Die Stromschiene erstreckt sich entsprechend durch das Gehäuse. In der ersten Kammer, welche üblicherweise als Druckkammer ausgebildet ist, und die beispielsweise mit einem pyrotechnischen Anzünder in Verbindung steht, ist ein Trennkörper verschiebbar angeordnet, der üblicherweise elektrisch isolierend ausgebildet ist. Zur Durchtrennung der Stromschiene wird dieser Trennkörper beispielsweise mittels einer pyrotechnischen Ladung aus der ersten Kammer gegen und durch die Stromschiene in die zweite Kammer verschoben, wobei ein Stromschienenabschnitt entweder ganz von der Stromschiene getrennt und mit dem Trennkörper in die zweite Kammer verschoben wird oder zumindest an einer Seite getrennt und um die gegenüberliegende Seite in die zweite Kammer geschwenkt wird. Des Weiteren weist die Sicherungsvorrichtung einen Stromsensor auf, der den Stromfluss in der Stromschiene misst und mit einer Elektronikeinheit verbunden ist, über welche die Messwerte des Stromsensors verarbeitet werden und die gegebenenfalls gleichzeitig zur Auslösung des pyrotechnischen Aktors und damit des Trennkolbens bei entsprechender Überschreitung eines Schwellwertes des gemessenen Stromes genutzt werden kann. Erfindungsgemäß misst der Stromsensor einen Stromfluss an einer Sollbruch- oder -biegestelle der Stromschiene, an der der durch den Trennkörper in die zweite Kammer verschiebbare Stromschienenabschnitt von der übrigen Stromschiene trennbar oder biegbar ist, so dass dieser Stromsensor bei der Auslösung der Sicherungsvorrichtung möglicherweise mit zerstört wird, was jedoch unkritisch ist, da eine Strommessung nach Auslösung der Sicherungsvorrichtung nicht mehr erforderlich ist. Diese Anordnung bietet jedoch die Möglichkeit, eine Einschnürung an der Stromschiene sowohl zur Verbesserung der Strommessung bei Verwendung eines magnetfeldbasierten Sensors zu nutzen als auch zur Verringerung der benötigten Trennkräfte, so dass diese Position der Stromschiene sowohl der als Sollbruch- oder -biegestelle als auch als Strommessstelle dient.
-
Unter der Sollbruch- oder -biegestelle der Stromschiene wird die Stelle der Stromschiene verstanden, an der bei Auslösung des Trennkörpers die Stromschiene zerschnitten beziehungsweise umgebogen wird. Dies sind üblicherweise die Abschnitte der Stromschiene, die sich an den Enden der beiden Kammern befinden und somit nicht vom Gehäuse unmittelbar begrenzt werden. Bei Auslösen der Sicherungsvorrichtung wird der über der zweiten Kammer angeordnete Stromschienenabschnitt in die zweite Kammer entweder komplett verschoben, wenn diese Stellen als Sollbruchstellen ausgebildet sind, oder in die zweite Kammer gedreht, wenn es sich um eine Sollbiegestelle und eine Sollbruchstelle handelt. Da die entsprechend ausgebildete Sollbruch- oder -biegestelle sowohl zur Strommessung als auch zur erleichterten Trennung genutzt wird, können entsprechend der gesamte ohmsche Verlust der Sicherungsvorrichtung und/oder die benötigten Trennkräfte reduziert werden. Zusätzlich ist diese Sicherungsvorrichtung sehr kompakt und einfach herzustellen.
-
Vorzugsweise weist die Stromschiene an der Sollbruch- oder -biegestelle eine Querschnittsveränderung, insbesondere eine Querschnittsverengung auf, die sowohl zur Bündelung der entstehenden Magnetfeldlinien und somit zur verbesserten Messung der Stromstärke genutzt werden kann als auch zur Reduzierung der Trennkraft und somit beispielsweise auch Verringerung der verwendeten Sprengstoffmenge eines Pyrozünders. Aufgrund des geringen Gasdrucks des pyrotechnischen Anzünders kann dann auch das Gehäuse schwächer und damit kosteneffizienter und leichter ausgelegt werden.
-
Alternativ oder zusätzlich kann die Stromschiene an der Sollbruch- oder -biegestelle poröser ausgebildet sein als die übrige Stromschiene. Bei Verwendung eines widerstandsbasierten Stromsensors kann dies durch Nutzung einer hochohmigeren Legierung erfolgen, so dass diese Stelle erneut sowohl eine bessere Messung als auch eine einfachere Trennung ermöglicht.
-
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist der Stromsensor ein Strommesswiderstand, der in die Stromschiene eingefügt ist. Dieser wird auch als Messshunt bezeichnet und misst den Spannungsabfall über den Widerstand der Sollbruchstelle. Diese Messung ist weitestgehend temperaturunabhängig und sehr genau, so dass dies auch genutzt werden kann, um den Ladungszustand beziehungsweise Gesundheitszustand der Batterie zu bestimmen. Der Stromfluss wird dann über den bekannten Widerstand und den Spannungsabfall berechnet. Diese Berechnung bewirkt jedoch eine geringe zeitliche Verzögerung der Messwerte.
-
In einer hierzu weiterführenden Ausführungsform ist der Strommesswiderstand an seinem Messabschnitt als zur übrigen Stromschiene hochohmigere Kupferlegierung ausgebildet, welche die Sollbruch- oder -biegestelle bildet. Dieser Stromschienenabschnitt wird entsprechend in die übrige Stromschiene geschweißt. Die Genauigkeit der Messung wird durch die höherohmige Ausführung des Stromschienenabschnitts verbessert. Des Weiteren stellt die Schweißstelle eine Schwachstelle dar und erleichtert das Durchtrennen der Stromschiene.
-
Alternativ oder zusätzlich kann erfindungsgemäß auch ein magnetoresistiver Sensor, insbesondere ein Hall-Sensor, als Stromsensor verwendet werden, der ein durch den Stromfluss induziertes, magnetisches Feld an der als Sollbruch- oder -biegestelle dienenden Querschnittsveränderung, insbesondere Querschnittsverengung misst und in eine korrespondierende Spannung wandelt, die direkt proportional zur zu messenden Stromstärke ist. Durch die Querschnittsveränderung beziehungsweise Querschnittsverengung erfolgt eine Bündelung der durch den Stromfluss entstehenden Magnetfeldlinien, was zu genaueren Messwerten führt, da der Sensor im exakten Winkel zur Stromschiene ausgerichtet werden kann. Die so gemessene Stromstärke steht sehr schnell zur Verfügung, so dass ein solcher Sensor insbesondere zur Detektierung von Kurzschlüssen genutzt werden kann, auf die schnell reagiert werden muss, und zwar insbesondere durch Auslösen des Trennkörpers.
-
Der magnetoresistive Sensor ist dabei vorzugsweise unmittelbar gegenüberliegend zur Sollbruch- oder -biegestelle angeordnet, wodurch besonders genaue Messwerte erreicht werden können.
-
In einer hierzu weiterführenden Ausführungsform ist am Trennkörper eine Ausnehmung ausgebildet, in die der magnetoresistive Sensor ragt, wobei der axiale Abstand des Trennkörpers zum magnetoresistiven Sensor im Wesentlichen dem axialen Abstand des Trennkörpers zur Stromschiene im nicht ausgenommenen Bereich des Trennkörpers entspricht. So kann der Trennkörper trotz der Anordnung des Sensors in unmittelbarer Nähe zur Stromschiene angeordnet werden, wodurch die Trennzeit aufgrund des geringen zurückzulegenden Weges des Trennkörpers klein bleibt. Zusätzlicher Platzbedarf ist entsprechend für den Stromsensor nicht erforderlich.
-
In einer besonders bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist die Stromschiene zwei Sollbruch- oder -biegestellen auf, welche den Stromschienenabschnitt, der in die zweite Kammer verschiebbar ist, begrenzen. Entsprechend wird die benötigte Trenn- beziehungsweise Biegekraft an beiden Seiten reduziert, wodurch die Sprengstoffmenge verringert werden kann.
-
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn an beiden Sollbruch- oder -biegestellen eine Strommessung mittels eines Stromsensors erfolgt, da auf diese Weise ein redundantes System geschaffen wird, durch welches Messfehler oder defekte Sensoren detektiert und eliminiert werden können.
-
In einer hierzu weiterführenden Ausbildung ist eine Sollbruch- oder -biegestelle als Strommesswiderstand ausgebildet und an einer Sollbruch- oder -biegestelle ein als magnetoresistiver Sensor ausgebildeter Stromsensor angeordnet ist. So können gleichzeitig zur Herstellung der Redundanz auch die Vorteile beider Sensoren genutzt werden, da der magnetfeldbasierte Sensor eine besonders kurze Reaktionszeit aufweist und der Messshunt sehr genau misst.
-
Vorzugswiese weist die Stromschiene entweder eine Sollbruchstelle und eine Sollbiegestelle auf, so dass ein zur Sollbruchstelle gegenüberliegendes Abschnittsende des verschiebbaren Stromschienenabschnitts als Schwenkachse und somit Biegestelle für den durch die Bewegung des Trennkörpers in die zweite Kammer bewegten Stromschienenabschnitt dient oder die Stromschiene weist zwei Sollbruchstellen auf. In dem ersten Fall kann ein Lichtbogen zu einer Seite begrenzt werden, so dass dessen Löschung erleichtert wird, während im zweiten Fall auch die Trennung sicher und redundant erfolgt.
-
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn in der ersten Kammer eine Druckkammer ausgebildet ist, die fluidisch mit einem pyrotechnischen Anzünder verbunden ist, wobei der Trennkörper eine Begrenzungsfläche der Druckkammer bildet und die zweite Kammer eine Löschkammer ist, in der ein entstehender Lichtbogen gelöscht wird, um den entstehenden Kurzschluss zu verkürzen. Durch den pyrotechnischen Anzünder kann eine sehr kurze Trennzeit und somit schnelle Reaktionszeit beispielsweise im Falle eines Unfalls erreicht werden.
-
Die erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung vereint zwei oder sogar drei Funktionen auf engstem Bauraum und in einem Gehäuse. Es können schnelle und genaue Strommessungen direkt am Unterbrecher durchgeführt werden, wodurch Bauteile eingespart und ohmsche Verluste reduziert werden können. Gleichzeitig werden die Trennkräfte zuverlässig reduziert und so Kosten und Bauraum eingespart, da Aktoren, insbesondere pyrotechnische Anzünder mit weniger Explosivstoff verwendet werden können.
-
Drei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Sicherungsvorrichtungen sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
- Die 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen pyrotechnischen Sicherungsvorrichtung in geschnittener Darstellung vor der Auslösung.
- 2 zeigt eine Draufsicht auf die Stromschiene der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung aus 1.
- 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Stromschiene aus 2 mit darüber angeordnetem Trennkörper.
- Die 4 zeigt eine Seitenansicht einer alternativen erfindungsgemäßen pyrotechnischen Sicherungsvorrichtung in geschnittener Darstellung jedoch nach der Auslösung.
- 5 zeigt eine Draufsicht auf die Stromschiene der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung aus 4.
- Die 6 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren alternativen erfindungsgemäßen pyrotechnischen Sicherungsvorrichtung in geschnittener Darstellung vor der Auslösung.
- 7 zeigt eine perspektivische Ansicht der Stromschiene aus 6 mit darüber angeordnetem Trennkörper.
-
Die erfindungsgemäße in der 1 dargestellte pyrotechnische Sicherungsvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 10 mit einem ersten Gehäuseteil 12 und einem zweiten Gehäuseteil 14, zwischen denen eine Stromschiene 16 geklemmt ist.
-
Im Innern des oberen, ersten Gehäuseteils 12 ist ein drittes separates Gehäuseteil 18 in einer Aufnahme 20 angeordnet. Dieses separate Gehäuseteil 18 liegt an der einen Seite axial gegen einen radialen Vorsprung 22 am ersten Gehäuseteil 12 an und endet an der gegenüberliegenden Seite vor der Stromschiene 16 oder liegt gegen diese an. Das dritte Gehäuseteil 18 nimmt in seinem radialen Innenraum eine Trenneinheit 24 auf, die aus einem pyrotechnischen Anzünder 26 in Form einer Kapsel besteht, die über ein Kabel 28 elektrisch gezündet werden kann, welches aus einer zentralen Öffnung 30 des separaten Gehäuseteils 18 nach außen ragt, und aus einem Trennkörper 32 besteht.
-
Der Trennkörper 32 ist in vorliegendem Ausführungsbeispiel als Trennkolben mit einem hohlzylindrischen Vorsprung 34 am radial äußeren Rand ausgebildet, in den ein Abschnitt des pyrotechnischen Anzünders 26 ragt. Dieser axiale Vorsprung 34 wird in einer ersten Kammer 36, die durch das dritte Gehäuseteil 18 und die Stromschiene 16 begrenzt wird, axial geführt. Zwischen einer inneren axialen Begrenzungsfläche 38 des Trennkörpers 32 und einer zu dieser Begrenzungsfläche 38 weisenden Wand und dem pyrotechnischen Anzünder 26 wird eine Druckkammer 40 gebildet, die radial durch den hohlzylindrischen Vorsprung 34 des Trennkörpers 32 begrenzt wird.
-
An der zur Trenneinheit 24 entgegengesetzten Seite der Stromschiene 16 ist im zweiten Gehäuseteil 14 eine als Löschkammer dienende zweite Kammer 42 ausgebildet, in die der Trennkörper 32 bei Auslösen des pyrotechnischen Anzünders 26 verfahren wird. In dieser wird ein Lichtbogen, der bei Auslösen des pyrotechnischen Anzünders 26 und daraus folgender Trennung der Stromschiene 16 aufgrund der hohen Spannungen entsteht, gelöscht beziehungsweise abgeführt, wofür Löschbleche oder entsprechend ausgebildete Bohrungen vorgesehen werden können.
-
Um diese Trennung zu vereinfachen, weist die Stromschiene im Ausführungsbeispiel gemäß 1 eine Sollbruch- oder -biegestelle 44 und eine Sollbruch- oder -biegestelle 46 auf. An der Sollbruch- oder -biegestelle 46 ist die Stromschiene 16 etwas dünner ausgeführt, während an der Sollbruch- oder -biegestelle 44 die Breite der Stromschiene 16 deutlich eingeschränkt ist. Die Sollbruch- oder -biegestellen 44, 46 sind jeweils in Verlängerung eines Endes 48 einer die zweite Kammer 42 begrenzenden Wand 50 ausgebildet, wobei der Abstand dieser zueinander gerichteten Enden 48 der Wände 50 einer Breite eines Trennabschnitts 52 des Trennkörpers 32 entspricht, der sich axial an den hohlzylindrischen Vorsprung 34 des Trennkörpers 32 anschließt und mit dem der Trennkörper 32 gegen die Stromschiene 16 verfahrbar ist.
-
Wird nun ein Aufprall des Fahrzeugs, in dem die Sicherungsvorrichtung zwischen einem Verbraucher und einer Batterie angeordnet ist, beispielsweise aufgrund eines Unfalls detektiert, wird der pyrotechnische Anzünder 26 mit Strom versorgt und zündet, wodurch das darin enthaltene chemische Gemisch exotherm reagiert, was eine Expansion zur Folge hat. Diese Expansion des Gases erfolgt in der Druckkammer 40, wodurch auf die Begrenzungsfläche 38 und damit auf den Trennkörper 32 eine Kraft in Richtung der Stromschiene 16 wirkt, auf der der Trennkörper 32 aufliegt. Entsprechend wird beim Auslösen des pyrotechnischen Anzünders 26 der Druck in der Druckkammer 40 so weit erhöht, dass der Trennkörper 32 mit seinem Trennabschnitt 52 mit hoher Geschwindigkeit gegen einen Stromschienenabschnitt 54 zwischen der Sollbruch- oder -biegestelle 46 und der Sollbruch- oder -biegestelle 44 bewegt wird. Durch die Kraft bricht die Stromschiene an der dünnen Sollbruch- oder -biegestelle 44. Am zur Sollbruch- oder -biegestelle 44 entfernten Abschnittsende 56 wird die Stromschiene 16 entweder ebenfalls gebrochen oder gebogen, so dass diese Stelle als Schwenkachse dient, um die der getrennte Stromschienenabschnitt 54 gedreht wird.
-
Neben diesem rein sicherungstechnischen Aufbau ist im Gehäuse 10 zusätzlich ein Stromsensor 58 zur Messung des durch die Stromschiene 16 strömenden Stroms und somit auch zur Identifizierung von Kurzschlüssen angeordnet, der elektrisch mit einer Elektronikeinheit 60 verbunden ist, die ebenfalls im Gehäuse 10 angeordnet ist und die dazu dient die Messwerte des Stromsensors 58 zu verarbeiten und gegebenenfalls auch den pyrotechnischen Anzünder 26 auszulösen.
-
Der Stromsensor 58 ist im ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 3 als magnetoresistiver Sensor 58.1, insbesondere als Hall-Sensor ausgebildet. Dieser misst ein durch den Stromfluss entstehendes magnetisches Feld und gibt die aufgrund der Induktion im Hall-Sensor 58.1 entstehende Spannung als Signal aus, welche ein Maß für den Stromfluss ist. Diese Messungen erfolgen entsprechend sehr schnell, so dass insbesondere Kurzschlüsse sofort ermittelt werden können. Um auch die Messwerte in ihrer Genauigkeit zu verbessern, wird der Hall-Sensor 58.1 unmittelbar gegenüberliegend zu der Querschnittsverengung an der Sollbruch- oder -biegestelle 44 auf einer mit der Elektronikeinheit 60 verbundenen Platine 61 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass durch den engen Querschnitt eine Bündelung der Magnetfeldlinien entsteht, da eine deutlich höhere Anzahl an Magnetfeldlinien den Hall-Sensor 58.1 durchdringen. Der Hall-Sensor 58.1 wird beim Auslösen des Trennkörpers 32 mit zerstört, da er in der Bewegungsbahn des Trennkörpers 32 angeordnet ist, was jedoch irrelevant ist, da nach dem Auslösen keine Strommessung mehr erforderlich ist. Somit werden die Ohm'schen Verluste durch die Querschnittsverengungen eingeschränkt, da nur eine Querschnittsverengung sowohl als Sollbruch- oder -biegestelle 44 als auch als Messposition für den Stromsensor 58 dient. Alternativ wäre jedoch auch eine Querschnittsveränderung denkbar, durch die beispielsweise die Querschnittshöhe verringert, jedoch die Querschnittsbreite erweitert wird.
-
Am Trennkörper 32 ist am Trennabschnitt 52 eine zusätzliche Ausnehmung 62 ausgebildet. Diese dient als Raum, in der der Hall-Sensor 58.1 aufgenommen werden kann, ohne dass der Abstand des Trennabschnitts vom Stromschienenabschnitt 54 geändert werden muss. Stattdessen ist in der Ausnehmung 62 am Trennabschnitt 52 der Hall-Sensor 58.1 vor dem Auslösen zumindest teilweise angeordnet, wobei der axiale Abstand des Trennabschnitts 52 zum Hall-Sensor 58.1 etwa genau so groß ist, wie der Abstand des Trennabschnitts 52 zum Stromschienenabschnitt 54.
-
Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß den 4 und 5 unterscheidet sich vom ersten dadurch, dass statt des Hall-Sensors 58.1 ein Strommesswiderstand 58.2 als Stromsensor 58 dient. In der 4 ist die Sicherungsvorrichtung nach dem Auslösen des Trennkörpers 32 dargestellt. Der Strommesswiderstand 58.2 misst den über einen Messabschnitt 64 entstehenden Spannungsabfall zwischen zwei Messanschlüssen 66. Der Messabschnitt 64 ist in diesem Bereich als hochohmigere Kupferlegierung ausgebildet, um einen ausreichenden Spannungsabfall zur Messung zu kreieren. Dieser Messabschnitt 64 wird an die angrenzenden Enden der Stromschiene 16 geschweißt und ist an der Schweißstelle oder im Shuntmaterial deutlich poröser als die Stromschiene 16 selbst, wodurch die notwendigen Trennkräfte ebenfalls deutlich reduziert werden und die Querschnittsverengung geringer ausgeführt werden kann. Diese Art der Strommessung mit dem Strommesswiderstand 58.2 ist zwar sehr genau, jedoch aufgrund der notwendigen Umrechnung vom Spannungsabfall auf den Stromfluss etwas langsamer als die Messung mit dem Hall-Sensor 58.1.
-
Um die Vorteile beider Messmethoden zu vereinen und gleichzeitig ein redundantes System zu schaffen, ist im dritten Ausführungsbeispiel an der einen Sollbruch- oder -biegestelle 44 ein Hall-Sensor 58.1 und an der Sollbruch- oder -biegestelle 46 ein Strommesswiderstand 58.2 angeordnet.
-
Es werden somit in dem Gehäuse die Funktionen der Sicherung und Strommessung vereint. Auch eine redundante Strommessung mit zwei verschiedenen Arten der Strommessung kann auf kleinstem Raum verwirklicht werden. So werden wahlweise oder gemeinsam schnelle und/oder genaue Strommessungen direkt an der Sicherungsvorrichtung ausgeführt. Durch die Verwendung der geschwächten Stellen als Mess- und Trennstelle können die ohmschen Verluste reduziert werden. Gleichzeitig werden durch die Querschnittsveränderungen oder poröseren Abschnitte gleichzeitig die notwendigen Trennkräfte reduziert und die Messergebnisse verbessert. Entsprechend können kleinere Aktoren verwendet werden.
-
Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt ist, sondern verschiedene Modifikationen möglich sind. So können insbesondere auch zwei Hall-Sensoren oder zwei Strommesswiderstände an den Sollbruch- oder -biegestellen verwendet werden oder andere Gehäuseteilungen oder Formen der verwendeten Bauteile vorgesehen werden. Auch können verschiedene Löschvorrichtungen zum Löschen des Lichtbogens Verwendung finden.
-
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
-
- DE 19503809 B4 [0003]
- EP 3054577 B1 [0004]
