EP3545541A1 - Trennvorrichtung mit lichtbogenunterbrechung - Google Patents

Trennvorrichtung mit lichtbogenunterbrechung

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EP3545541A1
EP3545541A1 EP17765384.7A EP17765384A EP3545541A1 EP 3545541 A1 EP3545541 A1 EP 3545541A1 EP 17765384 A EP17765384 A EP 17765384A EP 3545541 A1 EP3545541 A1 EP 3545541A1
Authority
EP
European Patent Office
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separation point
bolt
separation
separating device
flowable medium
Prior art date
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Granted
Application number
EP17765384.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3545541B1 (de
Inventor
Markus MOSZYNSK
Wacim TAZARINE
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Auto Kabel Management GmbH
Original Assignee
Auto Kabel Management GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Auto Kabel Management GmbH filed Critical Auto Kabel Management GmbH
Publication of EP3545541A1 publication Critical patent/EP3545541A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3545541B1 publication Critical patent/EP3545541B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/32—Insulating body insertable between contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/72—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid having stationary parts for directing the flow of arc-extinguishing fluid, e.g. arc-extinguishing chamber
    • H01H33/75—Liquid-break switches, e.g. oil-break
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/006—Opening by severing a conductor
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H2039/008—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current using the switch for a battery cutoff

Definitions

  • the subject matter relates to a separating device for a power line, in particular a motor vehicle power line, comprising at least one separating point arranged spatially between a first and a second connecting part in a closed state of the separating device and a pin which enters the separating point immediately after the separation of the connecting parts.
  • the subject matter relates to a method for separating a power line.
  • the electrical protection of power conductors represents a safety-relevant area of motor vehicle technology with regard to ensuring the safety of the vehicle occupants.
  • motor vehicle power conductors which carry a high current such as the starter and generator cable, the main battery line and / or other current-carrying lines of the Motor vehicle electrical system, must be quickly separated from the vehicle battery in accidents. If this is not ensured, short-circuits with brief, very high currents can occur in the event of accidents. The high short-circuit currents lead to the formation of arcs. These must be reliably deleted so as not to endanger the safety of the vehicle occupants.
  • separation devices are frequently used in which the
  • Power lines are severed in case of impending short circuit by pyrotechnic separation devices.
  • the separation of the power lines using the pyrotechnic separation devices is usually achieved either by mechanical cutting of the power line or by the
  • a disadvantage of the pyrotechnic separation devices conventionally used is the fact that at the moment of separation of a current-carrying line arcs can form between the gap at the separation point, whereby the connection parts remain electrically connected to each other, at least temporarily. This is frequently the case, in particular, in high-voltage applications in electric or hybrid vehicles, since here the formation of electric arcs is particularly favored due to the high currents and potential differences.
  • a disadvantage of the described method is that the erasure or the suppression of arcs is reliable only with limited voltages or currents, whereby the field of application of the known method
  • the object of the object to provide a separator available that allows the most secure separation of a current-carrying line in high-voltage applications, especially over 100 V, preferably over 400 V.
  • the separation device can be designed such that the first and second connection part are current-carrying components of a motor vehicle power line. Likewise, the first and second connection part may also be current-carrying components of power lines of other vehicles, of building installations, of electrically operated machines or signal boxes.
  • Separating device in addition to the flowable medium has a bolt that suppresses the formation of arcs by entering into the separation point and / or deletes arcs resulting from retraction into the separation point.
  • the bolt may be formed from a dielectric material with a low electrical conductivity, preferably a plastic, a ceramic or a resin.
  • the insulation element may preferably be formed from an insulation material with a dielectric strength of at least more than 5 kV / mm, preferably more than 20 kV / mm, more preferably more than 50 kV / mm and / or a specific electrical conductivity of at least less than 10 "5 S-cnr 1 , preferably less than 10 " 10 S-cnr 1 , more preferably less than 10 "15 S-cnr 1 have.
  • Separating device in addition to the first pin has a counter bearing, wherein the two bolts are preferably arranged in a closed state of the separation device separated by the separation point, opposite sides of the separation point.
  • Counter bearing for example, can be fixedly arranged in the housing of the separation device, during which the bolt can be movably mounted in the housing and is accelerated by the drive in the direction of the separation point.
  • the pin and the anvil have mutually complementary, in particular precisely fitting, shapes in their contact area, the pin preferably having a V-shaped end portion while the anvil
  • bolts and abutments may also have other shapes in their contact area, such as crescent or semicircular shapes, or may be three-four or five-pronged as complementary as possible to each other, in particular accurately shaped to each other.
  • the pin and the abutment are preferably arranged on a common axis with the separation point, in particular a substantially perpendicular to the current path between the first and second connection part.
  • value and thrust bearing is placed on the most accurate possible alignment of the axis of bolt, as only when maintaining an exact alignment to each other a reliable and safe deletion and prevention of
  • Arcing can occur.
  • the bolt and thrust bearing in the closed state of the separating device are preferably in
  • the separating device advantageously has a current carrying capacity of more than 50 amperes, preferably more than 100 amperes, in particular more than 400 amperes.
  • the separating device is advantageously formed such that between the
  • a potential difference of more than 48 V, preferably of more than 100 V, in particular up to 500 V is applied.
  • connection parts and the separation point can preferably be made of an electrically conductive material, such as
  • connection parts and the separation point can also be formed of different materials be.
  • material of the connecting parts and the separation point can be adapted to the respective requirements.
  • connection parts can be formed for connection to electrical lines and cables and have cable lugs for receiving the cables. Also, the connection parts can be formed for connection to electrical lines and cables and have cable lugs for receiving the cables. Also, the connection parts can be formed for connection to electrical lines and cables and have cable lugs for receiving the cables. Also, the connection parts can be formed for connection to electrical lines and cables and have cable lugs for receiving the cables. Also, the connection parts can be formed for connection to electrical lines and cables and have cable lugs for receiving the cables. Also, the
  • Connecting parts to be integrated in a vehicle electrical system Connecting parts to be integrated in a vehicle electrical system. About the connecting parts and a separation point flows in the closed state of the separator, an electric current between a load and a power source. In order to effect a safe separation, the separation point has a lower
  • the separation point is a predetermined breaking point, in particular at least one taper or recess at the separation point or a solder joint between the connecting parts.
  • the predetermined breaking point can be, for example, a taper along a line over the surface of a connecting part.
  • connecting parts can be soldered together and thus form the separation point. It is also possible that the separation point is tapered at at least two points each with one
  • connection part and the tapers are broken by the pressure of the flowable medium and the separation point is released from the connecting parts.
  • the separation point is notched relative to a respective connection part, such that the respective recess, groove or the like runs along a predetermined bending line of the separation point.
  • the desired bending line defines where the connection parts are to be bent. In this way, it can be precisely defined which space the separating point occupies when opening, so that this space can be made available in the guide housing. According to an advantageous embodiment, it is proposed that the
  • a controlled by compressed air drive preferably a pyrotechnically controlled drive or a mechanical drive.
  • Guiding housing arranged flowable medium generated.
  • the triggering of the pyrotechnic drive can take place via a firing line.
  • a mechanical drive may, for example, be a foam which expands rapidly on contact with another material, for example water, and thus exerts a pressure pulse on the flowable medium for separating the separation point.
  • a strong tensioned spring can be used as a mechanical drive.
  • activation can also take place via a negative pressure generated in the guide housing.
  • imploding drives can be used.
  • the flowable medium can be arranged at least either on the side facing the drive or the side of the separation point remote from the drive.
  • the flowable medium is moved by the drive in the direction of the separation point that the flowable medium rests at the moment of separation at the separation point. This can be a between the
  • the bolt in the guide housing along the axial direction of propagation of the guide housing is slidably disposed.
  • the bolt can be accelerated by the pressure pulse of the drive in the direction of the flowable medium and exert on this a pressure sufficient to separate the separation point.
  • a gas bubble which forms, for example, before the drive in the case of activation, moves through the flowable medium in the direction of the terminal without the flowable medium is accelerated sufficiently in the direction of the separation point.
  • an overpressure which arises when the separation point is separated can escape from the space in a particularly simple manner and the gas present in the side of the separation point which is remote from the drive can not have any counter-pressure exercise on the separation point, which could prevent a safe separation.
  • the flowable medium preferably has the property of being
  • the flowable medium is pressed in the direction of the separation point, that it breaks up the separation point and surrounds the separation point.
  • the flowable medium is preferably incompressible, it is possible to make the drive as small as possible. The entire energy of the drive is exerted directly on the separation point.
  • the flowable medium is a liquid or a flowable bulk material, in particular sand and / or liquid, pasty,
  • the flowable medium is viscous enough to be located in the region of the open separation point, but on the other hand fluid enough to be moved sufficiently fast toward the separation point can.
  • Insulating material is formed, wherein the insulating material has a specific electrical conductivity of at least less than 10 "5 S-cnr 1 , preferably less than 10 " 10 S-cnr 1 , more preferably less than 10 "15 S-cnr 1 .
  • Another object is a method for separating a power line comprising the steps of receiving at least one separation signal, triggering at least one signal, in particular triggering a control signal for igniting a squib, disconnecting a connection between a disposed at a separation point first and second connector part by one of a Drive driven flowable medium, moving a bolt in the separation point, immediately after separation of the separation point by the flowable medium.
  • the method for separating a power line can preferably be carried out such that the movement of the bolt in the separation point can suppress the formation of arcs and / or arcs can be erased by moving the bolt into the separation point.
  • the method for separating a power line in particular the disconnect signal, may preferably be coupled to the triggering of an airbag control signal.
  • the method may also be responsive to the behavior of others
  • Vehicle components such as coupled to the behavior of the belt tensioner, the Gurtkraftbegrenzers or the roll bar.
  • the subject method can also be coupled to signals from crash or impact sensors.
  • the separation signal be received by a sensor, preferably a reed sensor, a Hall sensor or an induction sensor.
  • Isolation signal preferably be transmitted galvanically separated from the circuit. This can be achieved, in particular, by arranging the sensor in an electrically insulated manner, for example, on a housing of the separating device.
  • FIG. 1 shows a first separating device according to a first embodiment in the non-activated state.
  • FIG. 2 shows the separating device according to FIG. 1 in the activated state
  • Fig. 3 shows a second separating device according to a second
  • FIG. 4 shows the separating device according to FIG. 3 in the activated state
  • FIG. 5 shows a third separating device according to a third embodiment in a non-activated state.
  • FIG. 6 shows the separating device according to FIG. 5 in the activated state
  • Fig. 7 is an electric vehicle with a subject separation device.
  • Fig. 1 shows a separator 2 with a housing 14.
  • the connection parts 4a, b may preferably be formed from an electrically conductive material, such as a copper material or an aluminum material.
  • the connection parts 4a, b may also be formed of different materials.
  • a pyrotechnic drive 8b which can be activated via an ignition wire 8a is arranged on the housing 14. Between the pyrotechnic drive 8b and the
  • Separation region 6 is also a piston 12 is arranged, which is movable along the axial direction of the guide housing 14 in a channel of the guide housing 14 and a seal 12 ', with the aid of a penetration of gaseous or liquid particles is prevented in the channel.
  • the arranged between the piston 12 and the separation region 6 gap 16 is completely filled with a flowable medium 10.
  • the flowable medium 10 may be a liquid, a gel or a free-flowing bulk material.
  • the flowable medium 10 may be a silicone or sand.
  • the bolt 20a is preferably formed from an electrical insulation material, in particular a plastic or a ceramic.
  • a space 18 is also provided, in addition to an opening 22 may be arranged. It can be seen that at the separation region 6 in the region of the inner circumference of the
  • Guide housing 14 notches 6b may be provided which define predetermined bending lines along which the connecting parts 4a, b are to be bent.
  • the space 18 has a radially increasing volume into which the connection parts 4a, b can be bent.
  • the separator has a projecting into the space 18 further bolt 20b as an abutment, which is arranged substantially on a common to the first pin 20a and the separation point 6a axis, according to Figure 1 substantially perpendicular to the connecting axis of the first and second Connecting part 4a, b runs.
  • the bolt 20b has on its front side a V-shaped projection, which is preferably complementary to the frontal, V-shaped recess on the bolt 20a.
  • the end faces of the bolts 20a, 20b are preferably complementary to one another.
  • the end faces of the bolts 20a, 20b preferably have mutually corresponding cross-sectional profiles.
  • the first and the second pin on the front side complementary to each other, in particular accurately fitting shapes.
  • Fig. 2 shows the separation device 2 of FIG. 1 in the tripped state.
  • an ignition pulse has been conducted via the ignition wire 8a to the drive 8b, which then explodes.
  • the explosion energy acts as
  • the piston 12 thereby accelerates a part of the flowable medium arranged between the piston and the separation point 6a in the direction of the separation point 6a.
  • the pressure and the momentum of the flowable medium 10 are sufficient to break up the separation point 6a, so that a gap is created between the connection parts 4a, 4b. In this gap, the flowable medium 10 penetrates.
  • an arc is formed across the gap. This arc can already over the the Separation point 6a immediately when separating surrounding flowable medium 10 are deleted.
  • Arcs using a flowable medium is not sufficiently safe and reliable, the arrangement of the bolt 20a is additionally provided in the subject separating device 2, which safely and reliably separates an arc by moving immediately after the separation of the connecting parts in the separation point 6a Moving into the separation point 6a according to FIG. 2 takes place in such a way that the first bolt 20a is arranged as accurately as possible on the second bolt 20b. In addition, by moving the bolt 20a into the separation point 6a, a final erasure of an arc is effected.
  • the opening 22 can be so small that the flowable medium arranged in the space 18 can not escape from the opening in the inactivated state of the separating device 2.
  • the opening can also be closed with a rupture disk, not shown here, which only bursts above a certain pressure and then allows the escape of flowable medium 10.
  • Arc takes place only over the bolt 20 a, wherein the bolt 20 a then
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a separating device 2, in which the flowable medium 10 is likewise arranged in the space 18 on the side of the separating point 6a facing away from the drive 8b. It can also be seen that unlike the embodiment of FIG. 1, the separation point 6a is not soldered, but only tapers.
  • Cross-sectional profile sickle or semicircular whereas the second arranged in the space 18 bolt 20b frontally has a complementary cross-sectional profile.
  • FIG. 4 shows the separating device 2 according to FIG. 3 in the tripped state. It can be seen that the drive 8b has been ignited and the flowable medium 10 has been accelerated onto the separation point 6a in such a way that it separates the separation point 6a and there forms a gap between the first and the second connection part 4a, b into which the flowable medium 10 penetrates.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a separating device 2, in which the flowable medium 10 is arranged exclusively on the side of the separating point 6a facing away from the drive 8b.
  • the second pin 20b is disposed on the piston 12.
  • the second pin 20b on the front side a serrated cross-sectional profile, while the first fixed to the housing bolt 20a frontally a complementary Has cross-sectional profile. Also in the example shown in Fig. 5, the
  • Separation point 6 designed as a tapered breaking point 6a.
  • the drive 8b is such that it implodes upon activation and causes a negative pressure in the space 16.
  • FIG. 5 An activated separating device according to FIG. 5 is shown in FIG. It can be seen that, due to the negative pressure arising in the space 16, the separation point 6 breaks open and a gap arises between the connection parts 4a, 4b. At the moment of separation, the flowable medium 10 penetrates into this gap, and immediately thereafter the bolt 20b. Via the opening 22, gas can reach the interior of the space 18, so that the negative pressure in the space 16 causes the separation point 6 breaks open and forms a gap. Again, it can be seen that both the flowable
  • Fig. 7 shows an electric vehicle 30 with a drive battery 32 and a
  • the separator 2 Between the drive battery 32 and the electric drive 34, the separator 2 is arranged. In the case of an accident of the vehicle 30, the electric disconnecting device 2 may be driven and the current path between the battery 32 and the driver 34 may be disconnected.
  • Separator 2 can be placed particularly close to the battery 32, for example, directly to the battery terminals. This ensures that the risk to occupants and rescue personnel is minimized.

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Abstract

Trennvorrichtung für eine Energieleitung umfassend zumindest ein erstes Anschlussteil, zumindest ein zweites Anschlussteil, zumindest eine zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil angeordnete Trennstelle, wobei die Trennstelle in einem geschlossenen Zustand einen Strompfad zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil bildet und in einem geöffneten Zustand einen Strompfad zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil trennt, wobei die Trennvorrichtung ein in einem Führungsgehäuse angeordnetes fließfähiges Medium aufweist, das die Trennstelle durch einen Antrieb angetrieben trennt, wobei das fließfähige Medium die Trennstelle im Moment des Trennens zumindest teilweise umgibt und wobei die Trennvorrichtung einen Bolzen aufweist, der unmittelbar nach der Trennung der Trennstelle durch das fließfähige Medium, in die Trennstelle bewegt ist.

Description

Trennvorrichtung mit Lichtbogenunterbrechung
Der Gegenstand betrifft eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung, insbesondere eine Kraftfahrzeugenergieleitung, umfassend zumindest eine in einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung räumlich zwischen einem ersten und einem zweiten Anschlussteil angeordnete Trennstelle sowie einen unmittelbar nach der Trennung der Anschlussteile in die Trennstelle einfahrenden Bolzen. Darüber hinaus betrifft der Gegenstand ein Verfahren zur Trennung einer Energieleitung.
Die elektrische Absicherung von Energieleitern, insbesondere Kraftfahrzeugenergie- leitern, stellt hinsichtlich der Gewährleistung der Sicherheit der Fahrzeuginsassen einen sicherheitsrelevanten Bereich der Kraftfahrzeugtechnologie dar. Insbesondere Kraftfahrzeugenergieleiter die einen hohen Strom führen, wie das Starter - und Generatorkabel, die Hauptbatterieleitung und/oder weitere stromführende Leitungen des Kraftfahrzeugbordnetzes, müssen bei Unfällen schnell von der Fahrzeugbatterie getrennt werden. Wird dies nicht sichergestellt, so können bei Unfällen Kurzschlüsse mit kurzzeitig sehr hohen Strömen auftreten. Die hohen Kurzschlussströme führen zur Bildung von Lichtbögen. Diese müssen zuverlässig gelöscht werden, um die Sicherheit der Fahrzeuginsassen nicht zu gefährden. Heutzutage werden häufig Trennvorrichtungen verwendet, bei denen die
Energieleitungen im Falle eines drohenden Kurzschlusses durch pyrotechnische Trennvorrichtungen durchtrennt werden. Die Trennung der Energieleitungen mit Hilfe der pyrotechnischen Trennvorrichtungen wird in der Regel entweder durch mechanisches Durchtrennen der Energieleitung erreicht oder durch das
Herausbeschleunigen eines Bolzens aus einem Zylinder, wobei im geschlossenen
Zustand ein Strompfad zwischen dem Bolzen und dem Zylinder gebildet ist, der durch die Trennvorrichtung, z.B. den Bolzen durchtrennt wird. Nachteilig an den herkömmlich verwendeten pyrotechnischen Trennvorrichtungen ist die Tatsache, dass sich im Moment der Trennung einer stromführenden Leitung Lichtbögen zwischen dem Spalt an der Trennstelle ausbilden können, wodurch die Anschlussteile zumindest zeitweilig elektrisch miteinander verbunden bleiben. Dies ist insbesondere bei Hochvoltanwendungen in Elektro - oder Hybridfahrzeugen häufig der Fall, da hier die Entstehung von Lichtbögen aufgrund der hohen Ströme und Potentialdifferenzen besonders begünstigt ist.
Zur Unterdrückung bzw. Löschung von Lichtbögen sind aus dem Stand der Technik Anwendungen bekannt, bei denen die Trennstelle aufgebrochen wird, indem ein fließfähiges Medium durch einen Antrieb in Richtung der Trennstelle gedrückt wird. Dadurch, dass das fließfähige Medium die Trennstelle im Moment des Trennens zumindest teilweise umfließt, soll sichergestellt werden, dass sich das fließfähige Medium in dem sich zwischen den beiden Anschlussteilen bildenden Luftspalt ausbreitet, wodurch die Entstehung eines Lichtbogens unterdrückt oder ein entstandener Lichtbogen gelöscht werden kann.
Nachteilig an dem beschriebenen Verfahren ist jedoch, dass die Löschung bzw. die Unterdrückung von Lichtbögen nur bei begrenzten Spannungen bzw. Strömen verlässlich verläuft, wodurch der Einsatzbereich des bekannten Verfahrens
beschränkt ist, insbesondere auf 48 V Bordnetze.
Aus diesem Grunde lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, eine Trennvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein möglichst sicheres Trennen einer stromführenden Leitung auch in Hochvoltanwendungen, insbesondere über 100 V, vorzugsweise über 400 V ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gegenständlich durch eine Trennvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die Trennvorrichtung kann dabei derart ausgebildet sein, dass das erste und zweite Anschlussteil stromführende Komponenten einer Kraftfahrzeugenergieleitung sind. Ebenso können das erste und zweite Anschlussteil auch stromführende Komponenten von Energieleitungen anderer Fahrzeuge, von Gebäudeinstallationen, von elektrisch betriebenen Maschinen oder Stellwerken sein.
Es ist erkannt worden, dass die Löschung bzw. die Unterdrückung von Lichtbögen mit Hilfe eines fließfähigen Mediums nicht genügend sicher und verlässlich verläuft, wodurch es im Kraftfahrzeugbereich noch zu einer Gefährdung der Sicherheit von Fahrzeuginsassen kommt, wird vorgeschlagen, dass die gegenständliche
Trennvorrichtung zusätzlich zu dem fließfähigen Medium einen Bolzen aufweist, der die Entstehung von Lichtbögen durch das Einfahren in die Trennstelle unterdrückt und/oder entstandene Lichtbögen durch das Einfahren in die Trennstelle löscht. Um ein ausreichend schnelles und sicheres Löschen eines Lichtbogens nach der
Trennung einer stromführenden Leitung zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass der Bolzen aus einem durchschlagsfesten Isolationsmaterial mit einer geringen elektrischen Leitfähigkeit, vorzugsweise einem Kunststoff, einer Keramik oder einem Harz gebildet sein kann. Hierbei kann das Isolationselement vorzugsweise aus einem Isolationsmaterial mit einer Durchschlagsfestigkeit von zumindest mehr als 5 kV/mm, bevorzugt mehr als 20 kV/mm, besonders bevorzugt mehr als 50 kV/mm gebildet sein und/oder eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von zumindest weniger als 10"5 S-cnr1, bevorzugt weniger als 10"10 S-cnr1, besonders bevorzugt weniger als 10"15 S-cnr1 aufweisen.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die
Trennvorrichtung neben dem ersten Bolzen ein Gegenlager aufweist, wobei die beiden Bolzen in einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung vorzugsweise auf durch die Trennstelle getrennten, gegenüberliegenden Seiten der Trennstelle angeordnet sind. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, dass sich der Bolzen und das
Gegenlager nach einer Trennung der Anschlussteile relativ zueinander bewegen, insbesondere dass sich der Bolzen auf das Gegenlager zu bewegt, wogegen das Gegenlager ortsstabil ist. Vorteilhafterweise bewegt sich zumindest der Bolzen nach einer Trennung der Anschlussteile derart in die Trennstelle ein, dass der Bolzen möglichst passgenau an dem Gegenlager angeordnet ist und somit ein sich im Bereich der Trennstelle bildender Lichtbogen sicher und verlässlich„abgeschnürt" werden kann. Wenn sich nach Trennung der Anschlussteile nur der Bolzen bewegt, hat das den Vorteil, dass die Trennvorrichtung nur einen Antrieb aufweisen muss, da das
Gegenlager beispielsweise in dem Gehäuse der Trennvorrichtung fest angeordnet sein kann, während der der Bolzen beweglich in dem Gehäuse gelagert sein kann und durch den Antrieb in Richtung der Trennstelle beschleunigt wird.
Um einen sich im Bereich der Trennstelle bildenden Lichtbogen möglichst effizient „Abschnüren" zu können wird vorgeschlagen, dass der Bolzen und das Gegenlager in ihrem Kontaktbereich zueinander komplementäre, insbesondere passgenaue Formen aufweisen, wobei der Bolzen vorzugsweise einen V-förmiges Endabschnitt aufweist, während das Gegenlager einen komplementären V-förmigen Endabschnitt aufweist. Es versteht sich, dass Bolzen und Gegenlager in ihrem Kontaktbereich ebenso andere Formen aufweisen können, wie beispielsweise Sichel - oder Halbkreisformen, oder auch drei - vier oder fünfzackig geformt sein können. Die Kontaktbereiche von Bolzen und Gegenlager sollten möglichst komplementär zueinander, insbesondere passgenau zueinander geformt sind.
Um einen sich im Bereich der Trennstelle bildenden Lichtbogen möglichst effizient „Abschnüren" zu können wird zudem vorgeschlagen, dass Bolzen und Gegenlager vorzugsweise auf einer gemeinsamen Achse mit der Trennstelle angeordnet sind, insbesondere einer im Wesentlichen senkrecht zum Strompfad zwischen ersten und zweiten Anschlussteil. Vorzugsweise wird dabei auf eine möglichst exakte Ausrichtung der Achse von Bolzen Wert und Gegenlager gelegt, da nur bei Einhaltung einer exakten Ausrichtung zueinander eine zuverlässige und sichere Löschung sowie Unterbindung der
Entstehung von Lichtbögen erfolgen kann.
In einer Ausführungsform, in der sich nicht nur der Bolzen, sondern bei Trennung der Anschlussteile Bolzen und Gegenlager aufeinander zu bewegen, sind der Bolzen und Gegenlager im geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung vorzugsweise im
Wesentlichen äquidistant zur Trennstelle angeordnet. Dies ermöglicht eine möglichst schnelle passgenaue Anordnung von Bolzen und Gegenlager an der Trennstelle, wodurch ein Lichtbogen zwischen den Anschlussteilen bereits kurz nach der
Trennung gelöscht werden kann.
Insbesondere dort, wo hohe Ströme fließen, ist eine gegenständliche Absicherung der Stromkreise sinnvoll. Vorteilhafterweise weist die Trennvorrichtung dazu im geschlossenen Zustand eine Stromtragfähigkeit von über 50 Ampere, vorzugsweise von über 100 Ampere, insbesondere von über 400 Ampere auf.
Ebenso ist überall dort, wo vergleichsweise hohe Spannungen anliegen, eine gegenständliche Absicherung der Stromkreise sinnvoll. Um ein sicheres Trennen beispielsweise auch von Leitungen in Hochspannungsbordnetzen zu gewährleisten, ist die Trennvorrichtung vorteilhafterweise derart gebildet, dass zwischen den
Anschlussteilen im geöffneten Zustand eine Potentialdifferenz von über 48 V, vorzugsweise von über 100 V, insbesondere bis 500 V anliegt.
Um in einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung eine möglichst
verlustarme Energieversorgung zu realisieren, können die Anschlussteile sowie die Trennstelle vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie einem
Kupferwerkstoff oder einem Aluminiumwerkstoff gebildet sein. Hierbei können die Anschlussteile und die Trennstelle auch aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Vorteilhafterweise kann das Material der Anschlussteile sowie der Trennstelle an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden.
Die Anschlussteile können zum Anschluss an elektrische Leitungen und Kabel geformt sein und Kabelschuhe zur Aufnahme der Kabel aufweisen. Auch können die
Anschlussteile in ein Bordnetz integriert sein. Über die Anschlussteile und eine Trennstelle fließt im geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung ein elektrischer Strom zwischen einem Verbraucher und einer Stromquelle. Um ein sicheres Trennen zu bewirken, muss die Trennstelle eine geringere
Bruchfestigkeit aufweisen, als das Gehäuse oder die Anschlussteile. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, dass die Trennstelle eine Sollbruchstelle, insbesondere zumindest eine Verjüngung beziehungsweise Ausnehmung an der Trennstelle oder eine Lötstelle zwischen den Anschlussteilen ist. Entlang der Trennstelle soll die Trennlinie zwischen den Anschlussteilen verlaufen und sich der Spalt zwischen den Anschlussteilen bilden, der den Strompfad trennt. Dieser Spalt läuft entlang der Trennstelle. Die Sollbruchstelle kann beispielsweise eine Verjüngung entlang einer Linie über die Oberfläche eines Anschlussteils sein. Auch können Anschlussteile miteinander verlötet sein und so die Trennstelle bilden. Auch ist es möglich, dass die Trennstelle an zumindest zwei Punkten jeweils verjüngt mit jeweils einem
Anschlussteil verbunden ist und die Verjüngungen durch den Druck des fließfähigen Mediums aufgebrochen werden und die Trennstelle von den Anschlussteilen gelöst wird. Um eine saubere Biegelinie an der Trennstelle zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Trennstelle gegenüber einem jeweiligen Anschlussteil gekerbt ist, derart, dass die jeweilige Ausnehmung, Nut oder dergleichen entlang einer Sollbiegelinie der Trennstelle verläuft. Die Sollbiegelinie definiert, wo die Anschlussteile gebogen werden sollen. Hierdurch kann genau definiert werden, welchen Raum die Trennstelle beim Öffnen einnimmt, so dass dieser Raum in dem Führungsgehäuse zur Verfügung gestellt werden kann. Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der
Antrieb, mit dem das fließfähige Medium angetrieben wird, ein mit Druckluft gesteuerter Antrieb, vorzugsweise ein pyrotechnisch gesteuerter Antrieb oder ein mechanischer Antrieb ist.
Ein pyrotechnischer Antrieb ist gekennzeichnet durch eine pyrotechnische
Treibladung, die bei Auslösung einen Druckimpuls zum Antrieb des in einem
Führungsgehäuse angeordneten fließfähigen Mediums erzeugt. Das Auslösen des pyrotechnischen Antriebs kann über eine Zündleitung erfolgen.
Ein mechanischer Antrieb kann beispielsweise ein Schaum sein, der bei Kontakt mit einem anderen Material, beispielsweise Wasser, schnell expandiert und somit einen Druckimpuls auf das fließfähige Medium zum Trennen der Trennstelle ausübt. Auch kann eine starke gespannte Feder als mechanischer Antrieb verwendet werden.
Andere mechanische Antriebe sind ebenfalls möglich.
Ebenso wie eine Aktivierung durch Überdruck in dem Führungsgehäuse kann eine Aktivierung auch über einen in dem Führungsgehäuse erzeugten Unterdruck erfolgen. In diesem Fall können beispielsweise implodierende Antriebe verwendet werden. Je nachdem, ob ein Überdruck oder Unterdruck ausgeübt wird, kann das fließfähige Medium zumindest entweder auf der dem Antrieb zugewandten Seite oder der dem Antrieb abgewandten Seite der Trennstelle angeordnet sein.
Da es bei der Trennung der Anschlussteile zu der Entstehung von Lichtbögen kommen kann, wird vorgeschlagen, dass das fließfähige Medium durch den Antrieb derart in Richtung der Trennstelle bewegt wird, dass das fließfähige Medium im Moment des Trennens an der Trennstelle anliegt. Hierdurch kann ein zwischen den
Anschlussteilen gebildeter Lichtbogen bereits durch das fließfähige Medium gelöscht werden. Um die von dem Antrieb im Aktivierungsfall abgegebene Energie besonders effizient auf das fließfähige Medium zu lenken, wird vorgeschlagen, dass der Bolzen in dem Führungsgehäuse entlang der axialen Ausbreitungsrichtung des Führungsgehäuses verschiebbar angeordnet ist. Der Bolzen kann durch den Druckimpuls des Antriebs in Richtung des fließfähigen Mediums beschleunigt werden und auf dieses einen Druck ausüben, der ausreicht, die Trennstelle zu trennen. Außerdem kann durch den Bolzen verhindert werden, dass eine Gasblase, welche sich beispielsweise vor dem Antrieb im Fall der Aktivierung bildet, durch das fließfähige Medium hindurch in Richtung der Endstelle bewegt, ohne dass das fließfähige Medium ausreichend in Richtung der Trennstelle beschleunigt ist.
Ist die Öffnung auf der dem Antrieb abgewandten Seite der Trennstelle angeordnet, so kann ein Überdruck, der entsteht, wenn die Trennstelle getrennt wird, besonders einfach aus dem Raum entweichen und das in dem auf der dem Antrieb abgewandten Seite der Trennstelle vorhandene Gas kann keinen Gegendruck auf die Trennstelle ausüben, welcher ein sicheres Trennen verhindern könnte.
Das fließfähige Medium weist vorzugsweise die Eigenschaft auf, dass es
inkompressibel ist. Durch den Antrieb wird das fließfähige Medium so in Richtung der Trennstelle gedrückt, dass es die Trennstelle aufbricht und die Trennstelle umgibt.
Dadurch, dass das fließfähige Medium vorzugsweise inkompressibel ist, ist es möglich, den Antrieb möglichst klein zu gestalten. Die gesamte Energie des Antriebs wird unmittelbar auf die Trennstelle ausgeübt. Um eine optimale Ausbreitung des fließfähigen Mediums in dem Führungsgehäuse zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass das fließfähige Medium eine Flüssigkeit oder ein rieselfähiges Schüttgut, insbesondere Sand ist und/oder flüssig, pastös,
schaumförmig, gelförmig oder gekörnt ist. Vorzugsweise ist das fließfähige Medium viskos genug, um sich im Bereich der geöffneten Trennstelle anzuordnen, jedoch andererseits fluid genug, um genügend schnell in Richtung der Trennstelle bewegt werden zu können. Um die Entstehung von Lichtbögen bereits über das fließfähige Medium löschen zu können, wird vorgeschlagen, dass das fließfähige Medium aus einem
Isolationsmaterial gebildet ist, wobei das Isolationsmaterial eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von zumindest weniger als 10"5 S-cnr1, bevorzugt weniger als 10"10 S-cnr1, besonders bevorzugt weniger als 10"15 S-cnr1 aufweist.
Ein weiterer Gegenstand ist ein Verfahren zur Trennung einer Energieleitung umfassend die Schritte, Empfangen zumindest eines Trennsignals, Auslösen zumindest eines Signals, insbesondere Auslösen eines Steuersignals zum Zünden einer Zündpille, Trennen einer Verbindung zwischen einem an einer Trennstelle angeordneten ersten und zweiten Anschlussteil durch ein von einem Antrieb angetriebenen fließfähigen Medium, Bewegen eines Bolzens in die Trennstelle, unmittelbar nach Trennung der Trennstelle durch das fließfähige Medium.
Das Verfahren zur Trennung einer Energieleitung kann dabei vorzugsweise derart ausgeführt werden, dass durch das Bewegen des Bolzens in die Trennstelle eine Entstehung von Lichtbögen unterdrückt und/oder entstandene Lichtbögen durch das Bewegen des Bolzens in die Trennstelle gelöscht werden können.
Um die Fahrzeuginsassen eines Kraftfahrzeugs bei einem Unfall zuverlässig und auf zugleich einfache Art und Weise vor einem Kurzschluss einer stromführenden Leitung zu schützen, kann das Verfahren zur Trennung einer Energieleitung, insbesondere das Trennsignal vorzugsweise an das Auslösen eines Airbag-Steuersignals gekoppelt sein.
Alternativ oder Kumulativ zur Kopplung des gegenständlichen Verfahrens an ein Airbag-Steuersignal, kann das Verfahren auch an das Verhalten anderer
Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise an das Verhalten des Gurtstraffers, des Gurtkraftbegrenzers oder des Überrollbügels gekoppelt sein. Insbesondere kann das gegenständliche Verfahren auch an Signale von Crash - oder Aufprallsensoren gekoppelt sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Trennsignal von einem Sensor, vorzugsweise einem Reed-Sensor, einem Hall-Sensor oder einem Induktionssensor empfangen wird.
Um das Trennsignal störungsfrei und sicher übertragen zu können, kann das
Trennsignal vorzugsweise galvanisch von dem Stromkreis getrennt übertragen werden. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der Sensor elektrisch isoliert beispielsweise an einem Gehäuse der Trennvorrichtung angeordnet ist.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine erste Trennvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im nicht aktivierten Zustand;
Fig. 2 die Trennvorrichtung gemäß Fig. 1 im aktivierten Zustand;
Fig. 3 eine zweite Trennvorrichtung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel im nicht aktivierten Zustand;
Fig. 4 die Trennvorrichtung gemäß Fig. 3 im aktivierten Zustand;
Fig. 5 eine dritte Trennvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einem nicht aktivierten Zustand;
Fig. 6 die Trennvorrichtung gemäß Fig. 5 im aktivierten Zustand;
Fig. 7 ein Elektrofahrzeug mit einer gegenständlichen Trennvorrichtung. Fig. 1 zeigt eine Trennvorrichtung 2 mit einem Gehäuse 14. In das Gehäuse 14 ragen zwei Anschlussteile 4a und 4b hinein, die an einer Trennstelle 6a - die hier als Lötstelle gebildet ist - miteinander verbunden sind. Die Anschlussteile 4a, b können vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie einem Kupferwerkstoff oder einem Aluminiumwerkstoff gebildet sein. Hierbei können die Anschlussteile 4a, b auch aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein.
An dem Gehäuse 14 ist ein über einen Zünddraht 8a ansteuerbarer pyrotechnischer Antrieb 8b angeordnet. Zwischen dem pyrotechnischen Antrieb 8b und dem
Trennbereich 6 ist zudem ein Kolben 12 angeordnet, der entlang der axialen Richtung des Führungsgehäuses 14 in einem Kanal des Führungsgehäuses 14 beweglich ist und eine Abdichtung 12' aufweist, mit deren Hilfe ein Eindringen von gasförmigen oder flüssigen Partikeln in den Kanal verhindert wird. Der zwischen dem Kolben 12 und dem Trennbereich 6 angeordnete Zwischenraum 16 ist vollständig mit einem fließfähigen Medium 10 befüllt.
Das fließfähige Medium 10 kann eine Flüssigkeit, ein Gel oder ein rieselfähiges Schüttgut sein. Beispielsweise kann das fließfähige Medium 10 ein Silikon oder Sand sein.
An dem Kolben 12 ist ferner ein in das fließfähige Medium hineinragender, an seinem vorderen Ende eine V-förmige Ausnehmung aufweisender Bolzen 20a befestigt. Der Bolzen 20a ist dabei vorzugsweise aus einem elektrischen Isolationsmaterial, insbesondere einem Kunststoff oder einer Keramik gebildet.
Auf der dem Antrieb 8b abgewandten Seite der Trennstelle 6a ist ebenfalls ein Raum 18 vorgesehen, in dem zusätzlich auch eine Öffnung 22 angeordnet sein kann. Zu erkennen ist, dass an dem Trennbereich 6 im Bereich des Innenumfangs des
Führungsgehäuses 14 Einkerbungen 6b vorgesehen sein können, die Sollbiegelinien definieren, entlang denen die Anschlussteile 4a, b gebogen werden sollen. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass der Raum 18 ein sich radial vergrößerndes Volumen aufweist, in das die Anschlussteile 4a, b verbogen werden können. Ferner weist die Trennvorrichtung einen in den Raum 18 hineinragenden weiteren Bolzen 20b als Gegenlager auf, der im Wesentlichen auf einer mit dem ersten Bolzen 20a sowie der Trennstelle 6a gemeinsam verlaufenden Achse angeordnet ist, die gemäß Figur 1 im Wesentlichen senkrecht zur Verbindungsachse des ersten und zweiten Anschlussteils 4a, b verläuft. Auch hat der Bolzen 20b an seiner Stirnseite einen V-förmigen Vorsprung, der vorzugsweise komplementär zu der stirnseitigen, V- förmigen Ausnehmung am Bolzen 20a ist.
Die Stirnseiten der Bolzen 20a, 20b sind vorzugsweise komplementär zueinander. Die Stirnseiten der Bolzen 20a, 20b haben vorzugsweise zueinander korrespondierende Querschnittsprofile. Vorzugsweise weisen der erste und der zweite Bolzen stirnseitig zueinander komplementäre, insbesondere passgenaue Formen auf.
Fig. 2 zeigt die Trennvorrichtung 2 gemäß Fig. 1 im ausgelösten Zustand. Im ausgelösten Zustand ist über den Zünddraht 8a ein Zündimpuls an den Antrieb 8b geleitet worden, der daraufhin explodiert. Die Explosionsenergie wirkt als
Druckimpuls auf den in dem Gehäuse angeordneten Kolben 12. Der Kolben 12 wird daraufhin samt dem Bolzen 20a in Richtung der Trennstelle 6a beschleunigt.
Der Kolben 12 beschleunigt dabei einen Teil des zwischen dem Kolben und der Trennstelle 6a angeordneten fließfähigen Mediums in Richtung der Trennstelle 6a. Wie zu erkennen ist, reicht der Druck und der Impuls des fließfähigen Mediums 10 aus, die Trennstelle 6a aufzubrechen, so dass ein Spalt zwischen den Anschlussteilen 4a, 4b entsteht. In diesen Spalt dringt das fließfähige Medium 10 ein. Im Moment des Trennens der Anschlussteile 4a, 4b über die Trennstelle 6a entsteht ein Lichtbogen über den Spalt. Dieser Lichtbogen kann bereits über das die Trennstelle 6a unmittelbar beim Trennen umgebende fließfähige Medium 10 gelöscht werden. Da jedoch erkannt worden ist, dass ein zuverlässiges Löschen eines
Lichtbogens mit Hilfe eines fließfähigen Mediums nicht hinreichend sicher und zuverlässig erfolgt, ist in der gegenständlichen Trennvorrichtung 2 zusätzlich die Anordnung des Bolzens 20a vorgesehen, der einen Lichtbogen durch ein unmittelbar nach der Trennung der Anschlussteile erfolgendes Bewegen in die Trennstelle 6a sicher und zuverlässig trennt, wobei das Bewegen in die Trennstelle 6a gemäß Figur 2 derart erfolgt, dass der erste Bolzen 20a möglichst passgenau an dem zweiten Bolzen 20b angeordnet ist. Darüber hinaus wird durch das Bewegen des Bolzens 20a in die Trennstelle 6a eine endgültige Löschung eines Lichtbogens bewirkt.
Der in dem Gehäuse 18 entstehende Überdruck, der durch das Verbiegen der
Anschlussteile 4a, b sowie den Eintritt des zuvor in dem Zwischenraum 16
angeordneten fließfähigen Mediums 10 entsteht, kann über die Öffnung 22
entweichen. Die Öffnung 22 kann dabei so klein sein, dass das in dem Raum 18 angeordnete fließfähige Medium im inaktivierten Zustand der Trennvorrichtung 2 nicht aus der Öffnung austreten kann. Alternativ kann die Öffnung auch noch mit einer hier nicht dargestellten Berstscheibe verschlossen sein, die erst ab einem bestimmten Druck zerbirst und dann den Austritt von fließfähigem Medium 10 erlaubt.
Mit Hilfe des Bolzens 22a sowie des Bolzens 22b ist es möglich, einen entstandenen Lichtbogen zu löschen. Für das Löschen eines Lichtbogens muss dabei nicht notwendigerweise auch der zweite Bolzen 20b vorhanden sein. Es ist ebenso vorstellbar, dass das Unterbinden der Entstehung bzw. die Löschung eines
Lichtbogens nur über den Bolzen 20a erfolgt, wobei der Bolzen 20a dann
vorzugsweise noch weiter durch die Trennstelle hinweg bewegt wird, so dass ein entstandener Lichtbogen„abreißt".
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Trennvorrichtung 2, bei der das fließfähige Medium 10 ebenfalls auch auf der dem Antrieb 8b abgewandten Seite der Trennstelle 6a im Raum 18 angeordnet ist. Zudem ist zu erkennen, dass anders als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Trennstelle 6a nicht verlötet ist, sondern lediglich verjüngt.
Ferner ist der an dem Kolben 12 befestigte Bolzen 20a im stirnseitigen
Querschnittsprofil sichel- bzw. halbkreisförmig, wohingegen der zweite im Raum 18 angeordnete Bolzen 20b stirnseitig ein komplementäres Querschnittsprofil aufweist.
Beim Auslösen der Trennvorrichtung 2 gemäß Fig. 3 wird die Trennstelle 6a, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, ebenfalls getrennt.
Fig. 4 zeigt die Trennvorrichtung 2 gemäß Fig. 3 im ausgelösten Zustand. Zu erkennen ist, dass der Antrieb 8b gezündet wurde und das fließfähige Medium 10 derart auf die Trennstelle 6a beschleunigt wurde, dass es die Trennstelle 6a trennt und dort ein Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil 4a, b entsteht in den das fließfähige Medium 10 eindringt.
Im Moment des Trennens der Anschlussteile 4a, b kann es auch hier zu der Bildung eines Lichtbogens kommen, der entweder bereits über das die Trennstelle 6a unmittelbar beim Trennen umgebende fließfähige Medium 10 oder dann schließlich sicher und verlässlich durch das unmittelbar darauffolgende Einfahren des ersten Bolzens 20a in die Trennstelle 6a gelöscht werden kann. Auch gemäß dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt das Bewegen des Bolzens 20a in die Trennstelle derart, dass der Bolzen 20a an dem Bolzen 20b stirnseitig anliegt. Somit kann ein Lichtbogen sicher und zuverlässig„abgeschnürt" werden.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Trennvorrichtung 2, bei der das fließfähige Medium 10 ausschließlich auf der dem Antrieb 8b abgewandten Seite der Trennstelle 6a angeordnet ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist nicht der erste 20a, sondern der zweite Bolzen 20b an dem Kolben 12 angeordnet. Zudem weist der zweite Bolzen 20b stirnseitig ein gezacktes Querschnittsprofil auf, während der erste fest an dem Gehäuse befestigte Bolzen 20a stirnseitig ein komplementäres Querschnittsprofil aufweist. Auch in dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel weist die
Trennstelle 6 eine als Verjüngung ausgebildete Sollbruchstelle 6a auf. Der Antrieb 8b ist derart, dass er bei einer Aktivierung implodiert und einen Unterdruck in dem Raum 16 bewirkt.
Eine aktivierte Trennvorrichtung gemäß Fig. 5 ist in Fig. 6 dargestellt. Zu erkennen ist, dass durch den in dem Raum 16 entstehenden Unterdruck die Trennstelle 6 aufbricht und ein Spalt zwischen den Anschlussteilen 4a, 4b entsteht. In diesen Spalt dringt im Moment des Trennens das fließfähige Medium 10 ein und unmittelbar darauf der Bolzen 20b. Über die Öffnung 22 kann Gas in das Innere des Raums 18 gelangen, so dass der Unterdruck in dem Raum 16 dazu führt, dass die Trennstelle 6 aufbricht und sich ein Spalt ausbildet. Auch hier ist zu erkennen, dass sowohl das fließfähige
Medium 10, als auch der Bolzen 20b in dem Bereich des Spalts angeordnet sind, so dass ein entstehender Lichtbogen wenn nicht bereits über das fließfähige Medium 10, dann sicher und verlässlich durch den Bolzen 20b gelöscht werden kann. Auch gemäß dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt das Bewegen des Bolzens 20b in die Trennstelle derart, dass der Bolzen 20b möglichst passgenau an dem Bolzen 20a angeordnet ist. Fig. 7 zeigt ein Elektrofahrzeug 30 mit einer Antriebsbatterie 32 und einem
elektrischen Antrieb 34. Zwischen der Antriebsbatterie 32 und dem elektrischen Antrieb 34 ist die Trennvorrichtung 2 angeordnet. Im Fall eines Unfalls des Fahrzeugs 30 kann die elektrische Trennvorrichtung 2 angesteuert werden und der Strompfad zwischen der Batterie 32 und dem Antrieb 34 kann getrennt werden. Die
Trennvorrichtung 2 kann dabei besonders nah an der Batterie 32 angeordnet werden, beispielsweise unmittelbar an den Batteriepolen. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Gefährdung für Insassen und Rettungspersonen minimiert ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Trennvorrichtung für eine Energieleitung umfassend
zumindest ein erstes Anschlussteil,
zumindest ein zweites Anschlussteil,
zumindest eine zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil
angeordnete Trennstelle,
wobei die Trennstelle in einem geschlossenen Zustand einen Strompfad zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil bildet und in einem geöffneten Zustand einen Strompfad zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil trennt,
wobei die Trennvorrichtung ein in einem Führungsgehäuse angeordnetes fließfähiges Medium aufweist, das die Trennstelle durch einen Antrieb
angetrieben trennt, wobei das fließfähige Medium die Trennstelle im Moment des Trennens zumindest teilweise umgibt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trennvorrichtung einen Bolzen aufweist, der sich unmittelbar nach der Trennung der Trennstelle durch das fließfähige Medium in die Trennstelle bewegt.
Trennvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der die Trennvorrichtung aufweisende Bolzen die Entstehung von
Lichtbögen durch das Bewegen in die Trennstelle unterdrückt und/oder entstandene Lichtbögen durch das Bewegen in die Trennstelle löscht.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen aus einem elektrischen Isolationsmaterial, vorzugsweise einem Kunststoff oder einer Keramik gebildet ist, wobei das Isolationsmaterial eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von zumindest weniger als 10 5 S-cnr1, bevorzugt weniger als 10"10 S-cnr1, besonders bevorzugt weniger als 10"15 S-cnr1 aufweist, insbesondere dass das Isolationsmaterial mit einer
Durchschlagsfestigkeit von zumindest mehr als 5 kV/mm, bevorzugt mehr als 20 kV/mm, besonders bevorzugt mehr als 50 kV/mm gebildet ist.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Trennvorrichtung neben dem Bolzen ein Gegenlager aufweist, wobei der Bolzen und das Gegenlager in einem geschlossenen Zustand der
Trennvorrichtung vorzugsweise auf durch die Trennstelle getrennten, gegenüberliegenden Seiten der Trennstelle angeordnet sind.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die der Bolzen und das Gegenlager vorzugsweise auf einer gemeinsamen Achse mit der Trennstelle angeordnet sind, insbesondere im Wesentlichen einer senkrecht zum Strompfad zwischen dem ersten und zweiten Anschlussteil.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der erste Bolzen und das Gegenlager im geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung äquidistant zur Trennstelle angeordnet sind.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass sich der Bolzen und das Gegenlager beim Öffnen der Trennvorrichtung relativ zueinander bewegen, wobei sich insbesondere der Bolzen auf das Gegenlager zu bewegt. Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Bolzen und das Gegenlager in ihrem Kontaktbereich zueinander komplementäre, insbesondere passgenaue Querschnittsprofile aufweisen, wobei der Bolzen vorzugsweise ein V-förmiges Querschnittsprofil aufweist, während das Gegenlager ein komplementäres, V-förmiges
Querschnittsprofil aufweist.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das fließfähiges Medium durch den Antrieb in Richtung der Trennstelle bewegt wird und einen die Trennung bewirkenden Druck ausübt und/oder das fließfähige Medium im Moment des Trennens an der Trennstelle anliegt.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bolzen entlang der axialen Ausbreitungsrichtung des Führungsgehäuses verschiebbarer angeordnet ist, wobei der Bolzen angetrieben durch den Antrieb, das fließfähige Medium in Richtung der Trennstelle beschleunigt und/oder den Druck innerhalb des fließfähigen Mediums erhöht.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das fließfähiges Medium eine Flüssigkeit oder ein rieselfähiges Schüttgut, insbesondere Sand ist und/oder flüssig, pastös, schaumförmig, gelförmig oder gekörnt ist.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das fließfähige Medium aus einem Isolationsmaterial gebildet ist, wobei das Isolationsmaterial eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von zumindest weniger als 10 5 S-cnr1, bevorzugt weniger als 10-10 S-cnr1, besonders bevorzugt weniger als 10-15 S-cnr1 aufweist.
13. Verfahren zur Trennung einer Energieleitung umfassend die Schritte:
Empfangen zumindest eines Trennsignals,
Auslösen zumindest eines Signals, insbesondere Auslösen eines Steuersignals zum Zünden einer Zündpille,
Trennen einer Verbindung zwischen einem an einer Trennstelle angeordneten ersten und zweiten Anschlussteil durch ein von einem Antrieb angetriebenen fließfähigen Medium,
Bewegen eines Bolzens in die Trennstelle, unmittelbar nach Trennung der Trennstelle durch das fließfähige Medium.
14. Verfahren zur Trennung einer Energieleitung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Entstehung von Lichtbögen durch das Bewegen des Bolzens in die Trennstelle unterdrückt und/oder entstandene Lichtbögen durch das Bewegen des Bolzens in die Trennstelle gelöscht werden.
15. Verfahren zur Trennung einer Energieleitung nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Auslösen der Trennvorrichtung an das Auslösen eines Airbags gekoppelt ist.
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