EP3555900A1 - Electrical interruption switch, in particular for interrupting high currents at high voltages - Google Patents

Electrical interruption switch, in particular for interrupting high currents at high voltages

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EP3555900A1
EP3555900A1 EP17787320.5A EP17787320A EP3555900A1 EP 3555900 A1 EP3555900 A1 EP 3555900A1 EP 17787320 A EP17787320 A EP 17787320A EP 3555900 A1 EP3555900 A1 EP 3555900A1
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EP
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region
chamber
separation
switching element
contact
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EP17787320.5A
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Peter Lell
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Publication of EP3555900B1 publication Critical patent/EP3555900B1/en
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/006Opening by severing a conductor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/0241Structural association of a fuse and another component or apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0066Auxiliary contact devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02Bases, casings, or covers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H2039/008Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current using the switch for a battery cutoff

Definitions

  • Electric circuit breaker in particular for
  • the invention relates to an electrical interrupting switching element, in particular for interrupting high currents at high voltages, having the features of the preamble of patent claim 1.
  • Such switching elements can be found, for example, in power plant and automotive engineering, as well as in general mechanical and electrical engineering in cabinets of machinery and equipment, and in the context of electromobility in electric and hybrid vehicles, but also in electrically powered helicopters and aircraft to the defined and rapid disconnection of electric power circuits in emergency use.
  • a switching element that its triggering and interruption function must be reliably guaranteed even without maintenance even after up to 20 years.
  • a switching element must not pose any additional danger potential due to hot gas, particles, throwing pieces or emerging plasma.
  • a possible field of application in motor vehicle technology is the defined irreversible disconnection of the on-board cabling from the car battery or drive battery shortly after an accident or generally after a short circuiting operation caused, for example, by a defective unit or a defective electric motor, to sources of ignition by sparks and To avoid plasma that occur when, for example, cable insulation was scoured by penetrating during the accident body panel or press loose cable ends against each other or against sheet metal parts and scrub. If gasoline runs out in an accident at the same time, such ignition sources can ignite flammable gasoline-air mixtures that collect under the bonnet, for example.
  • Disconnecting high-voltage direct currents is therefore much more difficult than disconnecting high-voltage alternating currents and, more difficultly, the higher the line inductance and the smaller the effective line resistance at the moment of the circuit.
  • pyrotechnic fuses which are actively driven to trigger.
  • DE 2 103 565 describes a circuit breaker which comprises a metallic housing, which is connected to two mutually projecting connection areas, each having a conductor end of a conductor to be protected. The current path runs over the housing.
  • a pyrotechnic element is provided, which is formed by an explosive charge.
  • the explosive charge can be activated by an electric igniter, which comprises an ignition element which is vaporized by a feed current.
  • the housing is filled with an insulating liquid.
  • the axially extending housing has a circumferential groove along which the housing ruptures upon ignition of the explosive charge.
  • the Housing is broken into two electrically separate parts, so that the relevant circuit is separated. The resulting in the separation of a circuit with a very high current plasma is extinguished in this circuit breaker by the atomized insulating liquid.
  • the triggering can be done in a car, for example, by the signal of a shock sensor.
  • a self-triggering for the separation of the circuit in an overload of the conductor to be protected is not provided in this known device, because the entire sleeve would have to be heated to the triggering temperature and then a detonati- ve implementation would not be reached safely. Because an explosive can hardly be ignited by simply heating the sleeve, i. be brought to the detonative implementation. However, this would be e.g. necessary in the housing shape described in DE 2 103 565.
  • a corresponding switching element should therefore not only have a controllable triggering possibility, but also the function of a conventional high-current fuse in the form of a melted Have safe, which is safe to handle by anyone, as is the case with conventional fuses.
  • Such high-current fuses have the disadvantage of fluctuating within a wide bandwidth turn-off after reaching the rated current level of the fuse.
  • a cable secured therewith can therefore only with regard to its current carrying capacity to a very small extent, e.g. 30%, since otherwise, for example, a cable fire may occur in the event of an overload.
  • the most serious disadvantage of fuses is the fact that they form a conductive channel internally around the fusible conductor when switching off very small overcurrents, with the result that, although the fusible conductor melts, but then the current is not switched off, because now the here Current flows over the conductive channel.
  • an emergency switch for electrical circuits which allows both a self-triggering and a triggerable triggering.
  • an electrical conductor is used, which has a pyrotechnic soul. This can for example consist of a pyrotechnic material.
  • the pyrotechnic core can be ignited by the heating of the electrical conductor when an admissible current intensity (nominal current intensity) is exceeded.
  • a controllable ignition device for example in the form of a filament.
  • Applicant's DE 100 28 168 A1 discloses an electrical switching element, in particular for switching high currents, which is active, i. by means of a controllable ignition device, as well as passive, i. can be formed activated via the current strength of the current to be disconnected.
  • the switching element has a housing, which comprises a contact unit, wherein the contact unit has two fixedly connected to the housing or integrally formed terminal contacts for supplying and discharging an electrical current to be switched, and wherein the two terminal contacts in the initial state of the switching element within the housing are electrically connected.
  • an activatable material is provided, which generates after activating a gas pressure for acting on the contact unit, wherein the electrically conductive connection is separated by the application of the gas pressure.
  • the contact unit comprises a relative to the fixed terminal contacts under the action of the gas pressure generated movable contact element which is moved by the application of the generated gas pressure in the direction of the axis of the contact unit from its initial position to an end position in which interrupted the electrical connection via the contact unit is.
  • This switching element is designed so that no movement of parts occurs to the outside. In addition, no hazardous gases or fractions escape when activated.
  • the activatable material which is provided for generating the pressure or the pressure surge (hereinafter also referred to as shock wave), introduced into a combustion chamber.
  • the volume of the combustion chamber is usually also the volume of the powder chamber and usually includes the volume, which requires the pyrotechnic material for storage in the assembly prior to its release.
  • the residual volume of the combustion chamber which is not claimed by the activatable material, and the air present therein or the gas present therein limits in particular the steepness of the pressure increase, which is generated after activating the activatable material, requires additional energy, the actual Aufbrechvorgang
  • the so-called separation area and then the acceleration process of the membrane or the piston is lost and also attenuates any types of shock waves that could have been used to break up the separation area with minimal use of pyrotechnic mass.
  • the residual volume filled with air or a gas reduces the transmission of a rapid mechanical impulse to the drive element of the pyrotechnic drive device (also referred to below as the sabot).
  • both the lowest possible mass of pyrotechnic material and, at the same time, the smallest possible void volume in the assembly are desirable: Every void volume can be generated by the pyrotechnic reaction be oppressed by the resulting gaseous reaction products, ie an energy reservoir to be created after the ignition, which discharges when, for example, the assembly was once overloaded and breaks. Thereafter, the thus created "high-pressure gas storage" with corresponding bang and thrown around parts would be discharged - which can not be done if there are no void volumes in the assembly or after the release of the assembly gas-filled volumes.
  • any deflagrating or detonatively converting (for example, burning off) material is referred to as an activatable material.
  • This also includes deflagrating material mixtures, such as thermite mixtures or tetrazene.
  • a deflagration-converting material generates, inter alia, gaseous reaction products and a pressure increase or a pressure wave whose propagation velocity is less than or equal to the speed of sound of the medium in question.
  • a detonatively converting material additionally generates a pressure change, referred to as a pressure surge or shock wave, in the relevant medium whose propagation velocity is greater than the speed of sound in the loaded medium.
  • the result is a relatively slow increase in pressure or a relatively slow pressure change or pressure wave in the surrounding medium in the millisecond range.
  • this relatively “slow” pressure increase causes a sabot or pipe segment to undergo deformation or is moved, both effects on the sabot or pipe segment are possible cause.
  • a detonatively implementing activatable material is used, then especially the generated pressure surge or the shock wave emanating from it should be exploited to first, for example, a module segment, here a pipe segment or the separation area, ie here the electrical conductor, quickly and violently tear and then produce the output power of the pyrotechnic material.
  • detonative materials are exploited to be able to produce a significantly higher energy density compared to deflagrating materials, the effect of which can be implemented more effectively at the desired location while at the same time using much less material.
  • the coupling of the detonative material or the shock wave generated by it to the desired Wrkungsort is exploited to be able to produce a significantly higher energy density compared to deflagrating materials, the effect of which can be implemented more effectively at the desired location while at the same time using much less material.
  • the present invention seeks to provide a pyrotechnic interruption switch, in particular for interrupting high currents at high voltages, in which also the switching off of high currents at high voltages by avoiding or at least effectively damping a safely ensured by an arc maintained current.
  • the amount of pyrotechnic material to be used should be as low as possible and still ensure shutdown.
  • a switching element is to be created, which is largely harmless to safety and can be produced in a simple and cost-effective manner.
  • a pyrotechnic material can be used in such a small amount for carrying out the switching operation, that the shock wave generated does not damage the housing of the interruption switching element, but can nevertheless interrupt high currents at high voltages. Not only deflagrating pyrotechnic materials but also detonating pyrotechnic materials generating shock waves can be used for this purpose.
  • the electrical interrupting switching element therefore has a housing which surrounds a contact unit defining the current path through the interrupting switching element.
  • a pyrotechnic material which is a gas generating and / or shockwave generating activatable material.
  • the contact unit has a first and a second connection contact and a separation region.
  • the pyrotechnic material and the contact unit are designed such that a current to be interrupted can be supplied to it via the first connection contact and can be dissipated from it via the second connection contact (or vice versa) and that when the pyrotechnic material is ignited, the separation region with a through the activatable material generated gas pressure and / or shock wave is applied, so that the separation area is torn or pressed and thereby separated.
  • At least one chamber in the interruption switching member is at least partially bounded by the separation region and substantially completely filled with a filling material, preferably with silicone oil. In this way, the separation area is in contact with the filling material.
  • substantially completely filled is meant that apart from unavoidable gas bubbles, which are present for example due to the surface tension of the filling material or due to difficulties in filling, the entire space of the respective chamber is filled with the filling material.
  • the separation region may be designed so that it surrounds a chamber, preferably a combustion chamber, at least partially, ie the wall of the separation area delimits the one chamber at least partially.
  • the separation region can separate the one chamber from another chamber.
  • This further chamber preferably surrounds the separation area annularly. If not only the one chamber filled with filling material, but also the space of the other chamber, the separation process of the separation area, takes place completely in the filling material, so that an arc forming during the first breakup is extinguished immediately to quickly and further discharge phenomena are well prevented can.
  • the separation process of the separation area takes place completely in the filling material, so that an arc forming during the first breakup is extinguished immediately to quickly and further discharge phenomena are well prevented can.
  • the separation region can thus be connected to the separation of the separation region, a chamber with the other chamber. According to one embodiment of the invention, therefore, both the one chamber, and the other chamber can be substantially completely filled with the filling material.
  • the pyrotechnic material may be located in the chamber which is filled with the filling material.
  • the shock wave can act directly on the filler material with its specific, usually very small shock wave resistance.
  • the pyrotechnic material is preferably provided with a protective layer, preferably of natural rubber and / or epoxy resin, which prevents the filling material from inactivating the pyrotechnic material before it is activated.
  • the pyrotechnic material is preferably present in the form of a so-called Minidetonators, or a primer or squib, but may also be incorporated in another form the interruption element according to the invention.
  • the pyrotechnic material is in the one chamber, that is, the one chamber is then the combustion chamber.
  • the pyrotechnic material is provided in the further chamber, for example in an outer region of the further chamber within the housing (see FIG. 11) or even outside the housing, in which case the energy generated or the pressure or the shock wave via a pressure line (see Fig.12). acting on the separation area and the sabot.
  • the filling material preferably has an electrically good insulating material. It preferably contains a material which decomposes itself again into an insulator when exposed to energy or its decomposition.
  • both properties can also be met by one material alone, as is the case with silicone oils: the well electrically insulating oil is decomposed, for example, by the influence of arcing and in this case to silicon dioxide, which is also a good electrical insulator.
  • the pyrotechnic material is usually accommodated in one chamber, but embodiments are also conceivable which include the pyrotechnic material in the outer region of the further chamber within the housing (see FIG. 11) or even outside the housing via a pressure line (see FIG ) and supplies the pressure or the shock wave in this way the separation area.
  • all void volumes can successfully be filled with fluid, as can be seen in the two figures. In both latter cases, the web material in the separation area would be either pushed inwards after separation or simply torn longitudinally.
  • the presence of a filling material in at least one of the chambers also has the advantage that the surface of, for example, the mini-dictator is electrically well insulated against the inner or outer wall of the separation region.
  • the presence of a filling material in the one chamber or the other chamber also has the advantage that the gas content can be greatly reduced therein, so that with little generated by the Minidetonator amount of gas already a high pressure on the separation area and a possible sabot can be exercised. This can be very effective, ie with little gas or reacted pyrotechnic mass, so much pressure generated that even a running with thick material separation area of the contact unit well ruptures and then also oppressed any existing sabot and thus compresses any existing compression area or is folded up.
  • the filling material gas volume in the chamber and / or the other chamber can also be achieved that little pressure energy is stored and so occurs when bursting the housing of the interruption switching element after overloading of the assembly no major undesirable effect to the outside. Only in one gas volume could be significantly energy stored, which could then explode when the housing of the breaker switch.
  • the shock wave resistance in the one chamber or the further chamber is greatly reduced by the filling material, or the separation region is acoustically coupled to the mini-detonator as it were. In this case, pressures of far more than 1 kbar are achieved in the shockwave front. The migration of this pressure disturbance or the pressure energy in the direction of the wall of the separation region would be impeded, attenuated or damped by a gas volume.
  • the energy generated, for example, by the mini-detonator can be used as unimpaired as possible for the destruction of the separation area and for the application of a possible sabot, and not for the heating and depression of the gas.
  • silicone oils there is an improvement or enhancement of the shock wave against air between 1000x to 4000x.
  • the interruption switching element according to the invention can switch much more efficiently and faster compared to a switching element which has a gaseous filling material. It has also been found that by using a filling material according to the invention, the thickness of the separating region can be greatly increased, without the need to use a conventional higher amount of pyrotechnic material for successful separation. In this way, the interruption switching element according to the invention can be used for much higher currents at higher voltages, without resulting in an impermissible heating of the separation region.
  • the contact unit may have an upsetting region.
  • the swage area can be designed such that it surrounds a still further chamber.
  • the swage area can be designed so that it is compressed during the separation process of the separation area. It is preferred that the material of the swaged area is a readily deformable, possibly also annealed material in order to to improve the folding behavior of the compression area.
  • the still further chamber of the compression area can be completely filled with the filling material.
  • the volume of the still further chamber is reduced such that the vaporizable medium is injected through the at least one channel between the at least two parts of the separation region.
  • the still further chamber is connected via a bore (channel) with the one chamber.
  • the extinguishing agent which may have already been partially decomposed in one chamber, is diluted by the newly flowing medium and thus likewise improves the insulating properties of the "stressed" extinguishing agent.
  • the further chamber contains no filling material.
  • the swage area can be designed with regard to the material and the geometry such that the wall of the swaged area is folded, preferably meander-shaped, as a result of the swaging movement.
  • the swaged portion may have at least one perforation, which allows a connection between the still further chamber with a volume surrounding the still further chamber. In this way, additional filling material can be made available during the swaging operation, and the volume of the one and the further chambers becoming larger by moving the sabot can be refilled with filling material.
  • the filling time of the still further chamber lengthens the extinguishing time by delaying the upsetting process. This ensures that the power shutdown works even with larger time constants of circular inductance and circuit resistance:
  • the compression time determines the time in which the filler is injected into the one chamber and another chamber and thus the arc standing there particularly effectively cools, bothers and passes Material conversion or evaporation can work. If the time constant of load resistance and the circular inductance is greater than the time that is available during or through the upsetting, the interruption switching element can no longer cool the then still flowing at the end of the separation process and thus the then still standing arc , As a result, the internal pressure increases due to vaporized filling material, and it can lead to the unwanted destruction or explosion of the interruption switching element.
  • the magnetic energy stored in the circular inductance at the time of the disconnection or the tripping of the interruption switching element must be converted into other forms of energy.
  • the introduction of a perforation in the swaged area has the advantage that the size of the flow resistance of the overflowing here during compression of the swaged area fluid is large enough or can be optimally adjusted for the switching operation.
  • the filling material can better absorb the magnetic energy stored in the Kreisinduktiviffer at the time of separation or convert it into other forms of energy.
  • the filler Thermite may be introduced into the filler Thermite.
  • all embodiments are conceivable: admixture of thermites in the filling material of a chamber, the other chamber and / or the still further chamber.
  • the further chamber may also contain thermite in powder form.
  • the at least one channel may be formed like a nozzle.
  • the channel may be oriented so that it is directed in its direction of extension to the stationary separated end of the separation area.
  • the separation region may be hollow-cylindrical and preferably annular in cross-section.
  • the one chamber is located in the interior of the hollow cylinder and is thus partially limited by this.
  • the further chamber surrounds the compression region preferably annular.
  • the compression region can also be hollow-cylindrical and preferably annular in cross-section. Inside the hollow cylinder, the filling material can thus be inserted. be brought. An annular cross-section favors, over the circumference, uniform folding of the hollow cylinder wall during the upsetting process.
  • the length of the hollow cylinder in the separation area / the length of the switching land is preferably in the range of 3 mm to 15 mm, more preferably in the range of 5 mm to 10 mm, and even more preferably in the range of 6 mm to 8 mm.
  • web widths of 1 mm are also an advantage, especially if switching is to be particularly fast.
  • the wall thickness of the hollow cylindrical separation area / the material thickness of the switching bridge can be up to 1000 ⁇ , preferably here is the range of 400 ⁇ to 700 ⁇ .
  • the wall thickness had to be reduced here to up to 150 ⁇ , since only then separation in the separation area could be ensured without the amount of pyrotechnic material had to be increased undesirable.
  • the amount of pyrotechnic material can be kept very low.
  • the separation region may be formed from a metal which can form an alloy with a soft solder material.
  • an alloy has a much lower melting point compared to the metal in the non-alloy state.
  • a temperature can be reached at which, in combination with the duration of action of this temperature, alloying begins, with the effect that the melting temperature of the separation region at this point is drastically reduced.
  • the soft solder material is preferably disposed on the surface of the metal of the separation region.
  • the soft solder material may also be applied to one or more limited surfaces.
  • the soft solder material can also completely wet the separation area.
  • the application of the soft solder material may take place thermally, by pressing or other suitable methods.
  • the base material of the separation region can consist for example of copper.
  • tin can be used as soft solder material.
  • all combinations of materials from which an alloy can be formed are conceivable for the base material and the soft solder material. Two or more different soft solder materials may also be used in combination.
  • the solder atoms Upon reaching the threshold current intensity, the solder atoms can penetrate into the base material and produce there an intercrystalline region in which the melting temperature is lowered. For example, this can be during the heating of the contact unit by the current flowing through them, the melting temperature of a copper used for the contact unit of 1075 ° C to only 175 ° C lowered. This effect is known, it is already in some way
  • the separation region is preferably designed so that it has predetermined breaking points, for example in the form of constrictions, notches, holes or cross-sectional jumps.
  • the separation region can be configured so that it is more easily separated into at least two parts, and as a result the interruption switching element faster and cleaner, ie with release as less and, if not avoidable, then at least the smallest possible particles separates the circuit and turns off.
  • the one chamber can be connected to the other chamber. In this case, it is preferred that both the one chamber and the other chamber are filled with the filling material.
  • the further chamber may also contain a medium which is powdery or in the form of an oil-moist powder.
  • a medium which is powdery or in the form of an oil-moist powder.
  • the powder from all conceivable rock types (preferably as rock flour), cements, chamottes, clays, ground or sintered silicates or corundum be. Is it a oil-moist powder, so preferably silicone oil is used here.
  • the hollow cylindrical separation region may have one or more grooves, which are preferably circumferential grooves.
  • the separating area may, for example, have a circumferential groove at the outside in order to ensure, at or shortly after the tripping of the interrupting switching element, that it breaks open early even here with a very thick wall thickness through the use of relatively little pyrotechnic material and the two separated ends roll up / flake up pretty well. This ensures that no larger material shreds occur.
  • both resulting contact ends are reinforced by flaring and thus prevents the resulting arc too much material evaporates the relatively thin web of the separation area and is fed on.
  • the hollow cylindrical separation area may also have two circumferential grooves, preferably one near the geometric beginning of the separation area (e.g., at the end of the radius of the cross-sectional crack) and one near the end of the separation area (e.g., at the end of the radius of the cross-sectional crack).
  • the hollow cylindrical separation region can also have further circumferential grooves. Wrd the width of the grooves chosen sufficiently narrow relative to the length of the hollow cylindrical separation area in the direction of extension of the hollow cylinder, then these grooves will not increase the Einschleifwiderstand, but they affect only mechanically as desired.
  • the hollow cylindrical separation region can also have a circumferential thickening, for example in the form of a cuddle. Such a cuddle acts as a heat sink and as a stiffener.
  • the hollow cylindrical separation region has two circumferential grooves on both sides of the cuddle. In such an arrangement, it is ensured that the separation area is separated at the grooves, and form two smaller arcs, which can be cooled or deleted more easily.
  • a wall of the combustion chamber opposite the pyrotechnic material preferably a mini-fan, can be shaped such that shockwave steering occurs, as can be seen above and below in FIG.
  • explosives in particular detonating substances, e.g. in particular silver azide, which can be brought to implementation by heating or electrical discharge.
  • Silver azide is particularly preferably used, it reacts detonatively and is heavy metal-free.
  • flammable gases in particular liquefied gases or other fuels, may also be used together with liquid, solid or gaseous oxidizers which can be reacted by igniters, electrical discharges, heat wires or explosion wires.
  • pyrotechnic material in the sense of the present description is understood to include below all substances or mixtures that produce after activation in any way gases or vapors or shockwaves that break up the separation area and on a possibly existing sabot the desired Pressure or the desired shock wave can exercise.
  • the filler material having a lower shock wave resistance than a gas is preferably a liquid, gelatinous, pasty, soft rubbery or granular material.
  • the filler material is a liquid material, for example an oil, in particular silicone oil, or silanes, in particular hexasilane.
  • the choice of silicone oil has the advantage over many other oils that this in contact with the hot, the molecules of the oil decomposing arc is converted into solid silicon dioxide. In this way, the formation of mostly electrically conductive smoke or torn molecular chains of carbonaceous liquid or solid materials can be avoided.
  • the silicone oil is preferably a low-viscosity silicone oil having a dynamic toughness of less than 150 cp, preferably less than or equal to 100 cp.
  • the filler material for capturing or oxidizing elemental carbon or possibly even by the direct contact of the arc with the filler or else evaporate here - be added or admixed.
  • fumed silica For capturing elemental carbon, for example, fumed silica (HDK) can be added.
  • materials for the oxidation of elemental carbon for example perchlorates or better permanganates, such as KMn0 4 , KCl0 4 , KCl0 3 or zirconium potassium perchlorate (ZPP) can be used.
  • ZPP zirconium potassium perchlorate
  • all substances mentioned have the property that they react exothermically during the oxidation. In this way, the distance between the two separated parts of the separation area can be increased faster, resulting in faster extinguishment of the arc.
  • a filler can be added to the filler material, which reacts exothermically in the formation of the arc or releases additional energy for additional heating and vaporization of the filler.
  • a substance can be added to the filling material, which increases the capacity for absorbing mechanical energy of the filling material. In this way, the energy which can be penetrated into the liquid can be effectively dissipatively converted.
  • one or more substances can be added to the filling material, which increase the insulation strength between the two separated parts of the separation region, in that they can dissipatively absorb very large amounts of energy by their heating, melting and evaporation, without simultaneously - as in the case of silicone oil - to release electrically conductive substances.
  • rock types, cements, clays, chamotte, ground or sintered silicates or corundum, preferably dispersed in powder form (rock flour) in the extinguishing medium are used or mixed.
  • a material may be added in one of the chambers of the interruption switching element, for example in the still further chamber, which locally attenuates the influence of the resulting in the triggering of the interruption switching element shock waves, so as to prevent and locally prevent damage to the materials used .
  • a material may for example be a rubber, preferably in the form of a rubber ball.
  • this rubber is mounted inside the contact unit on the side of the swaging area to prevent the swaging of the swaging area shortly after initiation of the pyrotechnic material.
  • a rubber ball can be inserted or placed inside in a on the said side the interruption switching element occluding hollow screw.
  • the at least one channel can be closed by a destructible during the triggering operation of the interruption switching member membrane. This is at least necessary if the filler is to be present only in one chamber, but not in the still further chamber, or vice versa.
  • the interruption switching member may comprise a sabot that is acted upon in an ignition of the pyrotechnic material with a gas pressure and / or shock wave generated by the activatable material such that the sabot moves in the housing in a direction of movement from an initial position to an end position and while the compression area is plastically deformed, wherein the separation area is completely separated and in the end position of the sabot an insulation distance between the separated ends of the separation area is reached.
  • the contact unit may have a straight longitudinal axis, along which the sabot is displaceable.
  • the separation area may then be provided adjacent to the sabot and lying in the longitudinal axis.
  • the at least one channel - if present - lie in the longitudinal axis.
  • the contact unit is preferably constructed so that it has a flange between the swage area and the separation area, in which the sabot engage and by the movement of the swaged area can be upset.
  • the contact unit may be made of an electrically conductive material, preferably copper or aluminum or brass, with copper or aluminum being preferred.
  • switching elements are also conceivable in which the sabot of the contact unit can move in a more or less curved housing, so that switching elements are manufacturable, in which both power connections are at an angle between 1 ° and 300 °, preferably below 30 ° , 45 °, 90 °, 120 ° or 180 °.
  • the sabot would therefore move in a 180 ° bent housing after triggering and breaking the separation area in a semicircle in the housing, so that both power connections come to rest on the same side.
  • the separation region and the pyrotechnic material may be formed so that the separation region is torn open during ignition of the pyrotechnic material or at least partially ruptured and completely and further separated by a sliding movement of the sabot.
  • the pyrotechnic material may be at least partially disposed within the separation area.
  • the separation area Upon ignition of the pyrotechnic material, the separation area is torn over the circumference completely or at least partially. In a partial tearing the complete separation is carried out by the sliding movement of the sabot and thus still connected after the separation part of the separation area, whereby at the same time the compression area is upset.
  • the separation region can also be designed so that when igniting the pyrotechnic material two non-destructively separable parts of the separation area are pulled apart by a sliding movement of the sabot.
  • concentric copper bands or be embedded in the sabot copper fins or copper discs.
  • the arc can deliver good and fast energy on this heat conduction and here heat / energy caching.
  • the resulting arc is extremely strongly cooled in contact or energy quickly withdrawn from the arc or the circular inductance.
  • This effect can be amplified if the arc is pushed by an external magnetic field in the direction of these copper strips or copper lamellae.
  • the strong magnetic fields required here are the strong permanent magnets available today as well as coils that are traversed in series by the current to be switched itself - but here again with the disadvantage that they increase the line inductance, which is actually undesirable.
  • the one chamber, the further chamber and the still further chamber are filled with a filling material, wherein the filling material in the different chambers may be the same or different. It is preferred that the filling material in the other chamber different from the filling material in the one chamber and the still further chamber.
  • “Different” should also be understood to mean filling materials whose base material is the same but which may contain one or more identical or different substances in different concentrations Preferably, a medium having a higher viscosity is used in the further chamber than in the other two chambers.
  • the silicone oil in the further chamber has a higher concentration of said substance than the silicone oil in one and the other
  • the concentration be at least 5 times higher, more preferably at least 10 times higher, preferably using fumed silica (HDK), and in a highly preferred embodiment the concentration at HDK in the other chamber in an area 30 g / L up to 70 g / L silicic acid, stronger 45 g / L to 55 g / L silicic acid.
  • the interruption switching member may also comprise a magnet.
  • a magnet should be designed so that the arc is deflected. Due to the deflection of the arc, the unwanted current flow between the two separated ends of the separation region can at least be reduced.
  • a magnet can be arranged outside or inside the housing of the interruption switching element.
  • permanent magnets or coils can be used. In the arrangement of a magnet outside the housing, a permanent magnet is preferred. If the magnet is a coil, it is preferably arranged in series with the current flow through the interruption switching element. The latter would have the advantage that with increasing overcurrent, the magnetic field would be larger and the arc would deflect more.
  • such a magnet also has the advantage that the effect of a U-shaped conductor loop could be compensated for the connection of the interruption switching element. If the interruption switch member is part of such a U-shaped conductor loop, then the resulting arc in the breaker switching member would be pushed away by the self-field of the current loop of this. In order not to destroy the internal insulation of the interrupting switching element, such a magnet can be used against this pushing away. However, such a coil or coil arrangement would also increase the circular inductance, which is undesirable in principle.
  • the interruption switching element according to the invention can be connected in an arrangement parallel to a fuse.
  • the present invention also relates to a device in which an interruption switching element according to the invention is connected in an arrangement parallel to one or more fuses.
  • the interrupting circuit member only has the task of turning off the partial current by itself at the then very low switching voltages (on the interruption switch is here only the voltage that is due to the flow of current through the parallel connected to him fuse (s) through which their internal resistance drops), so that then a corresponding overcurrent flows through the fuse and switches it off.
  • the breaker must then hold after switching the fuses only the applied source voltage, but this is not a problem, because here does not have to be switched under current flow.
  • the switching capacity of the arrangement can be drastically increased, especially in the direction of medium voltage applications up to 10kV and currents up to 50kADC and above and is then especially for line protection with very high Kreisinduktterrorismen used.
  • the interruption switching element according to the invention can be connected in an arrangement in series with one or two fuses.
  • the present invention also relates to a device in which an interruption switching element according to the invention is connected in an arrangement in series with one or two fuses.
  • two fuses are used.
  • the two fuses are in this case preferably before and after the interruption switching element, that is connected to the negative and positive terminal of the interruption switching element, switched to protect both terminal poles, as a short circuit can occur in both the negative and the plus circuit loop.
  • the fuses have the task of forming a series resistor in heavy overload for the interruption switching element and thus, above all, the voltage applied to the separation area by the voltage in the Si limit the voltage dropping down to the arc voltage. In this way, the shutdown of the interruption switching element can be ensured more secure.
  • the interruption switching element according to the invention can be connected in an arrangement in series with one or two relays.
  • the present invention also relates to a device in which an interruption switching element according to the invention is connected in an arrangement in series with one or two relays.
  • two relays are used in these embodiments. In this way, the switching capacity of the interruption switching element can be increased.
  • the relays have the task, in addition to their function as ordinary operating switch, in the overload range to limit the overcurrent so far that the current can be safely switched off by the interruption switch.
  • the relays preferably have electrodynamically lifting contacts (levitating contacts) when overloaded.
  • the measured at the moment of separation of the separation area voltage increase is lowered to just above the operating voltage and thus similar to the fuses described in series with the breaker circuit at the moment of separation on the module voltage applied or effective reduced. Without such contacts, the voltage increases by discharging the inductance on the load side up to three times the operating voltage. This would ignite a powerful arc that would be much harder to extinguish.
  • line hanger or line angle are electrically and mechanically connected to one or both contacts of the interruption switching element so that the interruption switch can thus be easily screwed or placed on a flat plate and no contact blocks to be used until then must be used more. This is particularly important in the aerospace and automotive sectors because it can save a lot of weight.
  • this is formed as part of a slide with or without handle, which is so easy in a best- existing circuit can be inserted or withdrawn.
  • Can be integrated here also simple safety measures, such as switching off the circuit when pulling the slide by a closed circuit, the fall when pulling before the final separation of the switching element from the circuit when it pulls out, for example, a contactor, so as to safely pull out the assembly to force a de-energized state.
  • the inner insulation can be formed as Harteloxal Mrs in a housing made of aluminum or as a ceramic or AVC coating of a steel housing.
  • Most O-rings can be injected or sprayed into the plastic parts and then no longer have to be individually wound up and can then no longer be forgotten.
  • All non-movable electrically insulating parts, i. all but the housing and the sabot, the contact unit can also be encapsulated.
  • the number of parts and the assembly steps, and consequently the manufacturing cost of the assembly can be drastically reduced.
  • the interruption switching element may comprise one or more heat sinks.
  • Heat sinks may be applied in the further chamber, for example on the sabot, and / or on the inner insulation of the housing.
  • the contact element may have a first terminal contact region with the first terminal contact and a second terminal contact region with the second terminal contact, wherein the first terminal contact region lying in the longitudinal axis adjacent to the compression region and the second terminal contact region lying in the longitudinal axis adjacent to the separation region can be.
  • the first terminal contact region may be configured as a hollow cylinder and preferably annular in cross section.
  • there may be a third terminal contact or a sensor which is mechanically and / or electrically actuated while the sabot is being moved towards the end position.
  • the third connection contact or sensor can serve as a detection means for a successful triggering of the interruption switching element.
  • the third connection contact can be brought into electrical connection with the first connection contact. In this way, voltages can be reduced via the third terminal contact, see Fig.9.
  • the third terminal contact (also called center electrode) is preferably formed as a wire, rod or spring, preferably as a copper or brass wire / rod or copper spring, which preferably extends in the interior formed by the first terminal contact area along the longitudinal direction of the contact unit, and preferably extends from the outside of the interruption switching element into the chamber surrounded by the compression area.
  • a spring has the advantage that it counteracts the upsetting process less than a stiff wire or rod. If the third connection contact is designed as a rod or wire, it is therefore preferred that its end protruding into the interruption switching element is split into at least two parts.
  • This so-called center electrode can be used to short-circuit the magnetic energy stored after the separation of the connecting element in the inductance of the load circuit at the moment of switching outside the separation point and thus relieve the separation point energieus, see Fig.9.
  • this center electrode can only serve to give the higher-level system feedback about a once triggered assembly or a once opened connection element.
  • Another embodiment of the present invention is also directed to an electrical circuit breaker according to the invention as described above having the third terminal contact.
  • the interruption switching element according to the invention may have no filling material in the combustion chamber or the further chamber.
  • the present invention is also directed to an electrical circuit breaker according to claim 16, which does not have the feature (g) of claim 1. All (preferred) features in connection with the embodiments of the invention with a filling material may also be features of this further embodiment in which no filling material is present.
  • the swage area may also be designed as an area that is solid, i. has no further chamber, i. in this case, the sabot is indeed pressurized, but is stationary even after the ignition of the pyrotechnic material.
  • the sabot is referred to as Beaufschlagungselement. All (preferred) features in connection with the embodiments of the invention with an upset region may also be features of this further embodiment (with the exception of the third connection contact), in which this region is present as a solid region.
  • All of the embodiments of the breaker switch of the invention having a third terminal contact may be used by grounded energy stored in the load (eg, electric motor).
  • the interruption switching element is installed via the first and the second terminal contact in a circuit having a power source and any consumer.
  • the first connection contact with the arbitrary consumer and the second connection contact with the power source are preferably connected. If the circuit is interrupted by the switching of the interruption switch member, it may be due to the stored energy in the consumer to form an arc between the separate parts of the separation region of the interruption switching member.
  • the third connection contact is connected to the other side of the arbitrary consumer as the first connection contact, then, when the interruption switching element according to the invention is switched, the resulting connection of the first and the second connection can be made third terminal contact the stored energy in the consumer are dissipated to ground. In this way, the resulting arc can be quasi "starved", because thereafter, the energy is short-circuited outside the separation point. That is, the third terminal contact or the so-called center electrode is used in this case as a short-circuiting electrode.
  • the interrupt contactor according to the invention with a third connection contact can also be used as a sensor for an already triggered disconnection switching element. For this only the resistance between the second connection contact and the third connection contact needs to be measured. If the resistance is zero ohms then the breaker has already trip.
  • stylus designs sensors may also be used here, e.g. electrically isolated to allow a feedback.
  • the contact unit can have at least two partial contact units, each of which has an upsetting area, a separating area and a sabot.
  • the partial contact units can then each be designed such that upon ignition of the pyrotechnic material, each sabot is acted upon by a gas pressure or shock wave generated by the gas generating or shock wave generating activatable material that the sabot in question in the housing in a direction of movement from a starting position in moves an end position and thereby the associated compression area is plastically deformed, wherein the respective separation area is completely separated and in the end position of the respective sabot an isolation distance between the separated ends of the respective separation area is reached.
  • Such a serial multiple interruption has the advantage that during a simultaneously occurring interruption process only a proportionate voltage between the réellet Marieden ends of the separation regions and thus the energy converted in a partial arc energy is respectively reduced accordingly and so the partial arcs can be damped more effectively and faster.
  • two partial contact units are provided and the contact unit and the housing are mirror-symmetrical with respect to a central plane, wherein the separation areas and the sabot are preferably provided outside of the upsetting areas arranged therebetween.
  • the mechanical movements run in opposite directions and thus at least largely compensate outwards.
  • each partial contact unit can be assigned a separate pyrotechnic material and a controllable device can be provided for the active and substantially simultaneous ignition of the separate pyrotechnic materials.
  • a controllable device can be provided for the active and substantially simultaneous ignition of the separate pyrotechnic materials.
  • the interruption switching element according to the invention is free of feedback. There are no exhaust fumes, no light and no plasma, the tripping noise can only be heard as a soft click and the two electrical connections of the interruption switch can be firmly clamped, since no movement of one or the other connection is necessary for the function of the switching element.
  • the housing itself may be provided as a tube with screwed or crimped on both sides lids, preferably from a cup-like part into which a lid is screwed together with the entire contact unit.
  • the housing may also be formed in one piece, provided that its material is well formed, for example by crimping or bending.
  • the housing can also be composed of several parts to a one-piece housing, for example by gluing or welding of the individual parts. An integral arrangement of one or more contact units in a higher-level collecting housing or in a higher-level payload module is also possible.
  • the example Minidetonator or the triggering element can be completely screwed as a fuse plug, or even only inserted and then connected by rollers, clinching or flanging at the end of the contact unit with the contact unit.
  • the interruption switching elements according to the invention are preferably coated with a so-called shrink tube, which is insulated to the outside and sits above the housing of the interruption switching element.
  • the heat-shrinkable tube may preferably consist of a well-insulating, preferably transparent, material, for example polyolefin.
  • the housing / assembly is protected from corrosion and at the same time prevents the metal housing here in the examples from short-circuiting, voltage-carrying parts short-circuiting.
  • labels or labels can be durably and permanently protected against aggressive media.
  • the housing may also be made of a non-conductive material, such as ceramic, POM, PA6 or ABS. In all these cases, the use of a shrink tube is unnecessary.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through an inventive interruption switching element in the initial state, wherein the connecting element has no channel, and one chamber and the further chamber are filled with the filling material
  • Fig. 2 shows a longitudinal section through an inventive interruption switching element in the initial state as in Figure 1, wherein a third terminal contact, the so-called center electrode, is provided in the first contact area.
  • Fig. 3 shows a longitudinal section through an inventive interruption switch in the initial state with a third terminal contact, wherein the connecting element has no channel, and only the combustion chamber is filled with the filling material;
  • Fig. 4 shows a longitudinal section through an inventive interruption switch in the initial state with a third terminal contact, wherein the connecting element has no channel, and only the other chamber is filled with the filling material;
  • Fig. 5 shows a longitudinal section through an inventive interrupting switch in the initial state with a third terminal contact, wherein the connecting element here has a channel, and both the one chamber, the other chamber, the channel and the tube of the compression area (the still further chamber) with the Filling material are filled;
  • Fig. 6 shows a longitudinal section through the embodiment in Fig. 5 in the triggered
  • the separation area is torn open, the sabot has pushed the tube of the compression area meandering and thus significantly increases the separation distance between the two contact points of the separation area;
  • Fig. 7 shows a longitudinal section through another embodiment of a breaker circuit according to the invention in the initial state, wherein the sabot is installed as a fixed biasing element, there is no upsetting area;
  • Fig. 8 shows a longitudinal section through an inventive interruption switch in the initial state as in Figure 1, wherein a third terminal contact is provided, and in which none of the chambers is filled with a filler.
  • Minidetonator opposed combustion chamber wall for shock wave steering concave shaped at the top, convex at the bottom; Cooling or curves are possible and useful instead of the drawn conical tips;
  • Fig. 1 1 shows the introduction of the pyrotechnic material in the space above the former so designated combustion chamber or the switching bridge, both volumes are filled here again with filling material;
  • Fig. 12 shows the pressing of the sabot or the separation area by the
  • Fig. 13 shows an inventive interrupting switch before the release of the pyrotechnic material, which is constructed mirror-symmetrically, and thus has two separation areas and two compression areas on opposite sides;
  • Fig. 14 shows the breaker switch of Fig. 13 after the firing of the firing device.
  • Fig. 15 shows an arrangement in which an interruption switching element according to the invention is connected in parallel with a fuse.
  • Fig. 16 shows an arrangement in which a breaker switch according to the invention is connected in series with two fuses.
  • Fig. 17A shows a separation area of a circuit breaker according to the invention having two circumferential grooves.
  • FIG. 17B shows an interruption switching element according to the invention with a separation region according to FIG. 17A.
  • Fig. 18A shows a separation area of a circuit breaker according to the invention with a circumferential thickening (cuddle).
  • FIG. 18B shows an interruption switching element according to the invention with a separation region according to FIG. 18A.
  • an interruption switching element 1 comprises a housing 3, in which a contact unit 5, also called connecting element, is arranged.
  • the housing 3 is designed such that it withstands a pressure generated within the housing, which is generated during a pyrotechnic activation of the interruption switching element 1, without the risk of damage or even bursting.
  • the housing 3 may in particular consist of a suitable metal, preferably steel.
  • an insulating layer 7 may be provided on the inner wall of the housing 3, which consists of a suitable insulating material, for example a plastic.
  • a plastic for this example polyoxymethylene (POM) can be used.
  • the wall thickness of the housing 3 will usually be thicker than in the case of a metallic housing.
  • the protective cap 85 shown in FIG. 1 is only present when the housing 3 is closed by a closing nut 21. If the housing is tripped after tripping, the housing tube 3 would rise in diameter (the force flow is interrupted here) and the thread will be disengaged here, causing the assembly to burst open. The protective cap 85 prevents this rising and is eliminated if the housing 3 is in one piece or is welded on both sides to the annular disk 21 and the closure 31 then present here.
  • the contact unit 5 is formed in the illustrated embodiment as a depressed by the sabot 25 b in the compression region switching tube 9, so that it is formed only in the separation 27 and the compression region 23 as a tube.
  • the switching tube 9 has in the illustrated embodiment, a first terminal contact 1 1 with a larger diameter and a second terminal contact 13 with a smaller diameter.
  • the first terminal 11 is followed by a radially outwardly extending flange 15, which is supported on an annular insulator element A 17, which consists of an insulating material, such as a plastic, such that the switching tube 9 is not in the axial direction the housing 3 can be moved out.
  • the plastic used for this purpose can be polyoxymethylene, ABS or nylon, but ceramics are also possible and, in special cases, useful.
  • the insulator element A 17 has for this purpose an annular shoulder on which the flange 15 of the switching tube 9 is supported. In addition, the insulator element A 17 isolates the housing 3 with respect to the switching tube 9.
  • the annular insulator element A 17 has an inner diameter in an axially outer region which essentially corresponds to the outer diameter of the switching tube 9 in the region of the first connection contact 11. As a result, a sealing effect is achieved which is reinforced by an additional, annular sealing element 19, for example an O-ring becomes.
  • the insulator element A 17 may also be connected to the switching tube 9 via a press fit or be sprayed onto this.
  • the insulator element A 17 and thus the switching tube 9 and the contact unit 5 is held on the relevant end face of the interruption switching element 1 by means of a lock nut 21 or a welded-in annular disc 21 in the housing 3 or fixed in this way in the housing 3.
  • the lock nut 21 or the annular disc 21 may be made of metal, preferably steel. This also ensures that the switching tube can not escape from the housing 3 in the event of softening or burning of the plastic parts of the interrupting switching element 1, even if triggering of the interrupting switching element 1 is still effected in this state. Because the outer diameter of the flange 15 is selected to be larger than the inner diameter of the closure nut 21st
  • the housing 3 can also be formed on the left-hand side shown in FIG. 1 during the assembly of the interrupting switching element 1 in such a way that a part of the housing 3 extending radially inwardly fixes the insulator element 17. If the housing 3 is made of plastic, the insulator element 17 can also be dispensed with.
  • the switching tube 9 has an adjoining the flange 15 in the axis of the switching tube 9 compression region 23.
  • the wall thickness of the switching tube 9 is in the compression region 23, which has a predetermined axial extent, selected and matched to the material that at a triggering of the interruption switching element 1 due to a plastic deformation of the switching tube 9 in the compression region 23, a shortening of the compression region 23 in the axial Direction by a predetermined distance results.
  • the compression region 23 is adjoined in the axial direction of the switching tube 9 by a flange 25a on which a sabot 25b is seated in the embodiment shown.
  • the sabot 25b which in the illustrated embodiment consists of an insulating material, such as a suitable plastic, surrounds the switching tube 9 with its part 25b such that between the outer periphery of the flange 25a and the inner wall of the housing 3, an insulating region of the sabot 25b engages.
  • the sabot part 25b can be selected such that its outer diameter essentially corresponds to the inner diameter of the housing 3, so that an axial guidance of the flange 25a and thus also an axially guided compression movement is achieved during the switching operation.
  • the noses of the insulator 17 and the sabot 25b lying close to the housing 3 fully engage one over the other, so that the swaged area 23 pushed together in a meandering manner after the triggering and the upsetting process is completely enclosed by electrically insulating materials.
  • a separation region 27 connects, which in turn preferably in the axial direction to a flange 29 of the switching tube 9 is adjacent.
  • the second connection contact 13 of the switching tube 9 then adjoins the flange 29.
  • the flange 29 in turn serves to securely fix the switching tube 9 or the contact unit 5 in the axial direction in the housing 3.
  • a radially inwardly extending annular region of the housing 3 (not provided with reference numerals) and a closure 31, which is provided between a corresponding abutment surface of the flange 29, the inner wall of the frontal annular portion 3a of the housing 3 and the axial inner wall of the housing 3 and which surrounds the second terminal contact of the switching tube 9 annular.
  • the flange 29 can engage in the closure 31 in the axial direction.
  • it can also be mounted in the axial direction on the closure 31 (see Figures 3 to 6).
  • the closure 31 may be made of metal, in particular steel.
  • the shutter 31 is not made of a metal or a ceramic, but of a plastic, after the flange 29, a metal disc with a diameter larger than the right opening of the housing must be introduced to prevent fire - in case of fire Yes, the plastic parts are no longer there - that parts escape from the housing.
  • the housing 3, the closure 31 and the lock nut / washer 21 are made of steel, it is possible to connect these parts to each other by electron beam or ultrasonic welding. Also a connection by laser beam is possible.
  • the sabot 25 b is pushed during the assembly of the interruption switching element 1 from the side of the terminal 13 forth on the switching tube 9 and must therefore be dimensioned so that its inner diameter is greater than or equal to the outer diameter of the flange 29.
  • the shutter 31 is configured as an annular member having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the housing 3 and an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the flange 29 and the second terminal contact 13, respectively.
  • an ignition device 35 is provided with pyrotechnic material, often referred to here as Minidetonator or ignition plug.
  • the outer periphery of the ignition device 35 is sealed with respect to the inner wall of the switching tube 9 and the second terminal 13 with a sealing element (dark circular element in recess), for example, an O-ring.
  • a sealing element dark circular element in recess
  • a small shoulder may be provided in the inner wall of the switching tube 9 or of the second connection contact 13, the ignition device being pushed into the switching tube 9 as far as the assembly of the interruption switching element 1 up to the shoulder.
  • a closure element 39 is then screwed into the second connection contact 13.
  • the electrical connection lines 41 of the ignition devices 35 can be led to the outside.
  • the interior of the closure element 39 may be potted, in particular with a suitable epoxy resin. This then serves at the same time to strain relief of the connecting lines 41.
  • the connecting lines can be fixed with a potting compound 57.
  • the closure element 39 is provided in FIG. 1 with a thread in order to screw it into the second terminal contact 13 of the switching tube 9, however, it is later inserted in a standard version of the assembly for cost reasons only in the preferably designed as a tubular part second terminal contact 13 and then crimped in, clinched or rolled up.
  • the closure 31 may be made of a metal, in particular steel. This has the advantage of the potential bonding of the housing 3 to the second terminal 13. In this way "the housing knows where it belongs in terms of potential.” The latter is important in high-voltage circuits to avoid unwanted arcs with non-potential-bonded parts the housing 3 the inner region of the interruption switching element 1 against electromagnetic radiation, such as a radar beam.
  • the separation region 27 is dimensioned so that it at least partially ruptures due to the generated gas pressure or the generated shock wave of the mini-dictator 35, so that the pressure or the shock wave also from the one chamber (combustion chamber 61) in the configured as a surrounding annulus further chamber 63 can spread.
  • the wall of the switching tube 9 in the separation region 27 may also have one or more openings or bores.
  • an igniting mixture 43 can also be provided on the separating region 27 on the side of the further chamber 63.
  • the breakthroughs and the ignition mixture are preferably coated with a protective varnish 55 (shown by way of example in FIG. 5).
  • the igniter mixture 43 may also be coated with a natural rubber layer for protection against the effects of the filler material.
  • the igniter mixture 43 can be used to cause a passive shutdown in the event of failure of the activation of the mini-fan 35, ie to disconnect the disconnect area 27 without the igniter device 35 being actively triggered: In the event of an overcurrent, the central part of the disconnect area 27 heats up very strongly and very strongly quickly and ignites this when reaching the Ignition the ignition mixture, which then ignites the ignition device 35 and the pyrotechnic material suitable.
  • the ignition mixture 43 can likewise already be an ignition mixture which already generates a shockwave on its own when heated up to its ignition temperature and thus already ruptures the separation region - here now inwardly - and then depresses the sabot. A participation or ignition of the ignition device 35 and the Minidetonators would not be necessary in this case. If you do not want to trigger the assembly active, even this ignition mixture would be sufficient to separate the switching bridge and to compress the compression region 23 of the switching tube 9.
  • the ignition device 35 for igniting the pyrotechnic material may consist of a simple, quickly heatable filament.
  • the activation of the ignition device can be done by a corresponding electrical control.
  • the ignition device 35 may be formed in any other way that causes activation of the pyrotechnic material, also in the form of a conventional lighter, a Kindle, a squib or a Minidetonators.
  • a passive activation of the interruption switching element 1 may be provided.
  • the temperature increase of the material of the switching tube 9 in the separation region 27 is utilized.
  • an easily activatable material in particular an igniting or igniting mixture 43, may be provided in the immediate vicinity or applied to the inner wall and / or outer wall of the separating region.
  • Fig. 1 shows such a layer of an igniting mixture 43, which is pasty applied to the outer wall of the separation area. If a filling material is filled, this ignition mixture must be protected on all sides, for example, by an epoxy resin or natural rubber layer against the filling material.
  • the electrical resistance and thus also the thermal behavior of the separation region 27 can be improved by the provision of apertures in the wall of the separation region 27 (of course in connection with the wall thickness of the separation region and the dimensioning of the radii at the junctions of the separation region, which substantially remove the heat from the Separation area and determine its tear behavior) are influenced.
  • the current-time integral can be defined or set at which the interruption switching element 1 activates passively.
  • the inertia can also be influenced by such a dimensioning.
  • a pressure or a shock wave is thus generated on the side of the sabot 25b facing away from the swage region 23, whereby a corresponding axial force is applied to the sabot.
  • This force is selected by a suitable dimensioning of the pyrotechnic material so that the switching tube 9 plastically deformed in the swage region 23, torn or pressed and then the sabot is moved in the direction of the first terminal contact 11.
  • the pyrotechnic material is dimensioned so that after breaking or pressing in of the separation region 27 of the switching tube 9, the movement of the sabot 25 b takes place up to the end position shown in FIG.
  • the separation region 27 is at least partially torn or pressed. If the rupture or indentation is not already carried out before the axial movement of the sifting mirror 25b over the complete circumference of the separation region 27, a remaining remainder of the separation region, which still causes an electrical contact, is completely ruptured by the axial movement of the sifting mirror 25b.
  • the separation area after activation does not initially rupture, but the gas pressure acts only through corresponding openings in the wall of the separation region in the annular region surrounding the separation region 27.
  • the tearing of the separation region 27 can then essentially only by the axial Force on the sabot 25b done, which also leads to its axial movement.
  • the break-up behavior can also be further controlled.
  • the gas pressure generated by the burnup or the generated shock wave can be well controlled by introducing readily gasifiable liquids or solids into the space in which the pyrotechnic material is contained or in which the generated hot gases enter.
  • water dissolved in the filler or in the form of microcapsules, gels, etc. increases the gas pressure considerably.
  • Such an increase in the gas pressure can be even more extreme if the introduced into the combustion chamber water is brought to bumping, in particular by the fact that the highly heated water undergoes a pressure drop when breaking the separation region 27.
  • a filling material 45 which favors the shock wave propagation during the detonation or deflagration of the pyrotechnic material, so that in this way less activatable material must be used and the walls of the separation region 27 can be kept sufficiently thick, so that the assembly can be used even at high operating currents.
  • the filler is preferably at the same time an extinguishing material, so that this after switching of the interruption switching element, the emergence of an arc between the separate ends of the separation region 27 - if not completely prevent - so its training but dampen and cool or can extinguish.
  • the interruption switching member may have a housing bore 71 and a threaded bore 73, wherein the threaded bore 73 is present in the closure 31 and adjoins the housing bore, so that a passage through the housing and the closure 31 from the outside is present in the further chamber 63.
  • the holes are closed, for example, with a screw.
  • these openings can also be closed by another conventional method such as the pressing of a ball, by soldering or welding.
  • a type of overload valve could additionally be created which rises when the assembly is overloaded, ie when the pressure buildup in the housing 3 is too strong, before the housing 3 is destroyed.
  • the interruption switching element according to the invention may have an overload valve which is provided between the exterior of the housing 3 and the further chamber 63.
  • Fig. 2 shows an inventive interruption switching element 1, which is substantially identical to the interruption switching member 1 in Fig. 1, but inside the switching tube 9 on the first terminal 11 facing the contact side facing an insulating element B 53 as filler, through which from the outer Room of the interruption switching member into the still further chamber 65, a third terminal contact 81, the so-called center electrode, can be guided, which preferably has a splitted or split end 83.
  • the insulator element B 53 also serves as a closure for the still further chamber 65.
  • the insulator element B 53 is preferably formed as a cylindrical part.
  • the insulator element B 53 may be made of a plastic such as PEEK, polyoxymethylene, ABS or nylon.
  • the cylindrical insulator element B 53 is pressed into the hollow cylindrical first terminal contact 1 1.
  • the insulator element B 53 preferably has recesses 37 for receiving sealing elements, which effect a seal between the axial outer wall of the insulator element B 53 and the inner wall of the first connection contact 1 1.
  • the combustion chamber 61 and the still further chamber 63 are filled with the filling material 45, while the still further chamber 65 is not filled with filling material 45.
  • none of the chambers 61, 63 and 65 is filled with a filling material 45.
  • a sealing screw (not shown) is used instead of the center electrode 81 only a sealing screw (not shown) is used.
  • FIG. 3 shows an interruption switching element 1 according to the invention, which is essentially identical to the interruption switching element 1 of FIG. 2.
  • the combustion chamber 61 is filled with the filling material 45.
  • the filling material 45 from the combustion chamber 61 can also be in the still distribute another chamber 65.
  • the filling material 45 can also act as an extinguishing agent and prevent the generation of an arc between the two separate ends of the separation region 27 or at least severely hindered.
  • the flange 29 is placed in the embodiment shown in FIG. 3 on the closure 31 and not recessed as in the embodiment of FIG.
  • the embodiment shown in Fig. 4 is substantially identical to the embodiment shown in Fig. 3, with the only difference that no filling material 45 in the combustion chamber 61, but filling material 45 is present only in the other chamber 63.
  • pressure builds up in the combustion chamber 61, so that the separation region 27 is torn open completely or partially in the direction of the further chamber 63, so that a shockwave can then propagate through the filling material 45. which acts on the sabot 25b.
  • filling material 45 can also penetrate into the region of the combustion chamber 61 so that it can serve as an extinguishing agent for preventing or obstructing an arc between the separate ends of the separation region.
  • the embodiment shown in Fig. 5 shows an inventive interruption switching element 1, which has a channel 49 of the contact unit 5, which extends below the sabot 25 b, in particular in the flange 25 a, preferably centrally in the axial direction and the combustion chamber 61 with the still further chamber 65 combines.
  • the contact unit 5 is further formed in the illustrated embodiment as a continuous switching tube 9.
  • both the combustion chamber 61, the channel 49, the still further chamber 65 and the further chamber 63 with be filled 45 of the filling material. All further embodiments of the embodiment shown in FIG. 5 are substantially identical to the embodiments shown in FIGS. 2 to 4.
  • the channel 49 ensures that in the release of the interruption switching member 1 and the associated movement of the sabot 25 from the starting position to the end position, the increasing volume in the region of the combustion chamber 61 and the other chamber 63 is also refilled with filler 45.
  • filling material 45 is compressed in the still further chamber 65 and injected through the channel 49 in the direction of the region of the combustion chamber 61 and here directly to the separation point 27. In this way, it is ensured that no arc is formed between the separated parts of the separation region 27 or at least heavily attenuated.
  • the swage region 23 of the contact unit 5 is preferably formed so that the wall of the contact tube 9 is folded meandering in the swage region 23 .
  • the meander-shaped fold should preferably take place predominantly outside of the still further chamber 65 in order to avoid that a folded area lies in front of the inlet opening of the channel 49 and prevents the filling of the filler 45 from being pressed out.
  • folding in an area outside the receiving volume is anyway preferred by the internal pressure of the filler 45 resulting from the compression of the switching tube 9, without the need for additional measures such as predetermined bending points or the like.
  • the desired folding properties can be generated or optimized.
  • predetermined bending points can be introduced by appropriate structuring of the swaging region 23 on the outer and / or inner wall.
  • the axially interlocking in the end state axial projections of the insulator element A 17 and the second sabot portion 25b are also designed with respect to their axial length, that by them during the compression process and in the final state, touching the radially outer parts of the folded portion of the wall of the switching tube 9 with the inner wall of the housing 3 is prevented. As a result, damage to the insulating layer 7 is prevented when such is provided on the inner wall of the housing 3.
  • FIG. 6 shows, by way of example only, the final state of a breaker switch of FIG. 5. Apart from the minor changes in construction (absence of channel 49), the final state of the breaker elements of FIGS. 2-4 is identical.
  • an interruption switching element 1 comprises a housing 3 in which a contact unit 5 is arranged.
  • the housing 3 is designed such that it withstands a pressure generated within the housing, which is generated during a pyrotechnic activation of the interruption switching element 1, without the risk of damage or even bursting.
  • the housing may in particular consist of a suitable metal.
  • an insulating layer 7 may be provided on the inner wall of the housing, which consists of a suitable insulating material, for example a plastic.
  • the housing can also be a total of an insulating material, in particular of ceramic or a suitable plastic exist.
  • the wall thickness of the housing 3 will usually be thicker than in the case of a metallic housing, also then usually stiffening ribs must be introduced here.
  • the contact unit 5 is in the illustrated embodiment in the region of the first terminal contact 1 1, in the area 23 and in the region of the biasing element 25, in contrast to the previously executed embodiments made massive. Only in the separation area 27 is the contact unit 5 as in the previous described embodiments designed as a tube.
  • the advantage of this embodiment in which no upsetting of the previous compression region 23 is present, is that no fluid is withdrawn from the separation region by the movement of the slosh mirror 25b after the separation region has broken open, so that the entire switching process takes place quasi-stationary. This completes the shutdown process more quickly.
  • Another advantage is that the Einschleifwiderstand the assembly, so the ohmic resistance between the terminal contact areas 11 and 13, here is minimal and even at high operating currents here significantly less heat loss is generated, which would have to be dissipated - that in the other versions of the module relatively thin material in the compression area 23 is here solid metal.
  • the disadvantage here is the relatively small separation distance after the release of the assembly and the relatively low movement of the filler material during the switching process.
  • an interruption switching element 1 comprises a housing 3 in which a contact unit 5, also called a connecting element, is arranged.
  • the housing 3 is designed such that it withstands a pressure generated within the housing, which is generated during a pyrotechnic activation of the interruption switching element 1, without the risk of damage or even bursting.
  • the housing may in particular consist of a suitable metal, preferably steel.
  • an insulating layer 7 may be provided on the inner wall of the housing, which consists of a suitable insulating material, for example a plastic.
  • a plastic for this example polyoxymethylene can be used here.
  • the contact unit 5 which of course consists of a conductive metal, such as copper, and the housing 3 avoided, in particular during and after the release of the interruption switching element 1.
  • housing material are here Also electrically non-conductive materials such as ceramic, POM, PA6 or ABS possible, but must be stiffened by, for example, suitable ribs.
  • the wall thickness of the housing 3 will usually be thicker than in the case of a metallic housing.
  • the contact unit 5 is formed in the illustrated embodiment as a depressed by the sabot 25 b in the compression region switching tube 9, so that it is formed only in the separation 27 and the compression region 23 as a tube.
  • the switching tube 9 has in the illustrated embodiment, a first terminal contact 1 1 with a larger diameter and a second terminal contact 13 with a smaller diameter.
  • a radially outwardly extending flange 15 which is supported on an annular insulator element A 17, which consists of an insulating material, such as a plastic, such that the switching tube 9 is not in the axial direction can be moved out of the housing 3.
  • the plastic used for this purpose can be polyoxymethylene, ABS or nylon, but ceramics are also possible and, in special cases, useful.
  • the insulator element A 17 has for this purpose an annular shoulder on which the flange 15 of the switching tube 9 is supported. In addition, the insulator element A 17 isolates the housing from the switching tube 9.
  • the annular insulator element A 17 has an inner diameter in an axially outer region which substantially corresponds to the outer diameter of the switching tube 9 in the region of the first connection contact 11. As a result, a sealing effect is achieved which is reinforced by an additional, annular sealing element 19, for example an O-ring.
  • the insulator element A 17 may also be connected to the switching tube 9 via a press fit or be sprayed onto this.
  • the insulator element A 17 and thus the switching tube 9 and the contact unit 5 is held on the relevant end face of the interruption switching element 1 by means of a lock nut 21 or a welded-in annular disc 21 in the housing 3 or fixed in this way in the housing 3.
  • the lock nut 21 or the annular disc 21 may be made of metal, preferably steel.
  • the housing 3 can also be formed on the end face shown on the left in FIG. 8 during the assembly of the interrupting switching member 1 in such a way that a part of the housing extending radially inwardly extends the isolator element. ment 17 fixed. If the housing is made of plastic, the insulator element 17 can also be dispensed with.
  • the switching tube 9 has an adjoining the flange 15 in the axis of the switching tube 9 compression region 23.
  • the wall thickness of the switching tube 9 is in
  • Upset region 23 which has a predetermined axial extent, chosen and matched to the material that results in a triggering of the interruption switching element 1 due to a plastic deformation of the switching tube 9 in the swage region 23, a shortening of the swaged portion in the axial direction by a predetermined distance.
  • the compression region 23 is adjoined in the axial direction of the switching tube 9 by a flange 25a on which a sabot 25b is seated in the embodiment shown.
  • the sabot 25b which in the illustrated embodiment consists of an insulating material, such as a suitable plastic, surrounds the switching tube 9 with its part 25b such that between the outer periphery of the flange 25a and the inner wall of the housing 3, an insulating region of the sabot 25b engages. If a pressure acts on the surface of the slosh mirror 25b, a force is generated which compresses the swage region 23 of the switching tube 9 via the flange 25a.
  • This force is chosen so that during the triggering operation of the interrupting switch member 1, an upsetting of the swaged portion 23 results, wherein the sabot 25 b is moved from its initial position (status before the release switch 1 is triggered) to an end position (after the shift has ended).
  • the sabot part 25b can be selected such that its outer diameter essentially corresponds to the inner diameter of the housing 3, so that an axial guidance of the flange 25a and thus also an axially guided compression movement is achieved during the switching operation.
  • the noses of the insulator 17 and the sabot 25b which lie close to the housing fully engage one another, so that this after the triggering and the compression process meandering pushed-together area 23 is fully enclosed by electrically insulating materials.
  • a separation region 27 which in turn preferably in the axial direction to a flange 29 of the switching tube 9 is adjacent.
  • the second connection contact 13 of the switching tube 9 then adjoins the flange 29.
  • the flange 29 in turn serves to securely fix the switching tube 9 or the contact unit 5 in the axial direction in the housing 3.
  • a radially inwardly extending annular region of the housing 3 (not provided with reference numerals) and a closure 31, which is provided between a corresponding abutment surface of the flange 29, the inner wall of the frontal annular portion 3a of the housing 3 and the axial inner wall of the housing 3 and which surrounds the second terminal contact of the switching tube 9 annular.
  • the flange can engage in the closure 31 in the axial direction.
  • it can also be mounted in the axial direction on the closure 31 (see Figures 3 to 6).
  • the closure 31 may be made of metal, in particular steel.
  • the shutter 31 is not made of a metal or a ceramic, but of a plastic, after the flange 29, a metal disc with a diameter greater than the right opening of the housing, be introduced to prevent fire - in case of fire yes, the plastic parts are no longer there - that parts escape from the housing.
  • the housing 3, the shutter 31 and the lock nut / washer 23 are made of steel, it is possible to connect these parts to each other by electron beam or ultrasonic welding. Also a connection by laser beam is possible.
  • the sabot 25 b is pushed during the assembly of the interruption switching element 1 from the side of the terminal 13 forth on the switching tube 9 and must therefore be dimensioned so that its inner diameter is greater than or equal to the outer diameter of the flange 29.
  • the shutter 31 is configured as an annular member having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the housing 3 and an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the flange 29 and the second terminal contact 13, respectively.
  • an ignition device 35 is provided with pyrotechnic material, often referred to here as Minidetonator or ignition plug.
  • the outer periphery of the ignition device 35 is sealed with respect to the inner wall of the switching tube 9 and the second terminal 13 with a sealing element (dark circular element in recess), for example, an O-ring.
  • a sealing element dark circular element in recess
  • a small shoulder may be provided in the inner wall of the switching tube 9 or of the second connection contact 13, the ignition device being pushed into the switching tube 9 as far as the assembly of the interruption switching element 1 up to the shoulder.
  • a closure element 39 is then screwed into the second connection contact 13.
  • the electrical connection lines 41 of the ignition devices 35 can be led to the outside.
  • the interior of the closure element 39 may be potted, in particular with a suitable epoxy resin. This then serves at the same time to strain relief of the connecting lines 41.
  • the connecting lines can be fixed with a potting compound 57.
  • the closure element 39 is provided in FIG. 8 with a thread in order to screw it into the second terminal contact 13 of the switching tube 9, however, it is later inserted in a standard version of the assembly for cost reasons only in the preferably designed as a tubular part second terminal contact 13 and then crimped in, clinched or rolled up.
  • the closure 31 may be made of a metal, in particular steel. This has the advantage of the potential bonding of the housing 3 to the second terminal 13. In this way "the housing knows where it belongs in terms of potential.” The latter is important in high-voltage circuits to avoid unwanted arcs with non-potential-bonded parts the Housing 3, the inner region of the interruption switching element 1 against electromagnetic radiation, such as a radar beam.
  • the separation region 27 is dimensioned so that it at least partially ruptures due to the generated gas pressure or the generated shock wave of the mini-dictator 35, so that the pressure or the shock wave also from the one chamber (combustion chamber 61) in the configured as a surrounding annulus further chamber 63 can spread.
  • the wall of the switching tube 9 in the separation region 27 may also have one or more openings or bores.
  • an igniting mixture 43 can also be provided on the separating region 27 on the side of the further chamber 63.
  • the breakthroughs and the ignition mixture are preferably coated with a protective varnish 55 (shown by way of example in FIG. 5).
  • the igniter mixture 43 may also be coated with a natural rubber layer for protection against the effects of the filler material.
  • the igniter mixture 43 can serve to cause a passive shutdown in the event of failure of driving the mini-detector 35, i.
  • the central part of the separating region 27 heats up very strongly and very quickly, igniting the ignition mixture when the ignition temperature is reached, which then ignites the ignition device 35 or the ignition device pyrotechnic material ignites suitably.
  • the ignition mixture 43 can likewise already be an ignition mixture which already generates a shockwave on its own when heated up to its ignition temperature and thus already ruptures the separation region - here now inwardly - and then depresses the sabot. A participation or ignition of the ignition device 35 and the Minidetonators would not be necessary in this case. If you do not actively trigger the assembly, even this ignition mixture would already be sufficient to separate the switching bridge and to compress the compression region 23 of the switching tube 9.
  • the ignition device 35 for igniting the pyrotechnic material may consist of a simple, quickly heatable filament.
  • the activation of the ignition device can be done by a corresponding electrical control.
  • the ignition device 35 also in any be formed in any other way, which causes an activation of the pyrotechnic material, also in the form of a conventional lighter, a Kindle, a squib or a Minidetonators.
  • a passive activation of the interruption switching element 1 may be provided.
  • the temperature increase of the material of the switching tube 9 in the separation region 27 is utilized.
  • the most direct possible contact between the pyrotechnic material and the inner wall and / or outer wall of the switching tube 9 should be given in the separation region 27.
  • an easily activatable material in particular an igniting or igniting mixture, in the immediate vicinity or applied to the inner wall and / or outer wall of the separating region.
  • FIG. 8 shows such a layer of a priming mixture 43, which is applied pasty to the outer wall of the separating region.
  • this ignition mixture must be protected on all sides, for example, by an epoxy resin or natural rubber layer against the filling material.
  • the electrical resistance and thus also the thermal behavior of the separation region 27 can by the provision of openings in the wall of the separation region 27 (of course in conjunction with the wall thickness of the separation area and the dimensioning of the radii at the junctions of the separation region, which substantially the heat flow from the Separation area and determine its tear behavior) are influenced.
  • the current-time integral can be defined or set at which the interruption switching element 1 activates passively.
  • the inertia can also be influenced by such a dimensioning.
  • a pressure or a shock wave is thus generated on the side of the sabot 25b facing away from the swage region 23, whereby a corresponding axial force is applied to the sabot.
  • This force is selected by a suitable dimensioning of the pyrotechnic material so that the switching tube 9 plastically deformed in the compression region 23 and consequently the Sealing mirror is moved in the direction of the first terminal contact 11.
  • the pyrotechnic material is dimensioned so that after the breaking up of the separation region 27 of the switching tube 9, the movement of the sabot 25 b takes place up to the end position shown in Fig. 6.
  • the separation region 27 is at least partially torn open. If the rupture does not occur even before the axial movement of the slosh mirror 25b begins over the complete circumference of the separation region 27, any remaining remainder of the separation region, which still causes electrical contact, will be completely ruptured by the axial movement of the slosh mirror 25b.
  • the separation area after activation does not initially rupture, but the gas pressure acts only through corresponding openings in the wall of the separation region in the annular region surrounding the separation region 27.
  • the rupture of the separation region 27 can then take place substantially only by the axial force on the sabot 25 b, which also leads to its axial movement.
  • the break-up behavior can also be further controlled.
  • the gas pressure generated by the burnup or the generated shock wave can be well controlled by introducing readily gasifiable liquids or solids into the space in which the pyrotechnic material is contained or in which the generated hot gases enter.
  • water dissolved in the filler or in the form of microcapsules, gels, etc. increases the gas pressure considerably.
  • Such an increase in the gas pressure can be even more extreme if the introduced into the combustion chamber water is brought to bumping, in particular by the fact that the highly heated water undergoes a pressure drop when breaking the separation region 27.
  • the switching tube 8 has an inside of the switching tube 9 on the first terminal contact 1 1 facing axial side of an insulator element B 53 as filler, through which from the outer space of the interruption switching member into the still further chamber 65, a third terminal contact 81st , the so-called center electrode, which preferably has a spliced or split end 83.
  • the insulator element B 53 also serves as a closure for the still further chamber 65.
  • the insulator element B 53 is preferably formed as a cylindrical part.
  • the insulator element B 53 may be made of a plastic such as PEEK, polyoxymethylene, ABS or nylon. The cylindrical insulator element B 53 is pressed into the hollow cylindrical first terminal contact 11.
  • the insulator element B 53 preferably has recesses 37 for receiving sealing elements, which effect a seal between the axial outer wall of the insulator element B 53 and the inner wall of the first connection contact 1 1.
  • the combustion chamber 61 and the still further chamber 63 are filled with the filling material 45, while the still further chamber 65 is not filled with filling material.
  • none of the chambers 61, 63 and 65 is filled with a filling material.
  • a sealing screw (not shown) is used instead of the center electrode 81 only a sealing screw (not shown) is used.
  • FIG. 8 is simpler than the embodiments shown in FIGS. 2 to 5. However, here only material thicknesses in the separation range can be broken up to about 200 ⁇ at 5 to 10 times the amount of necessary pyrotechnic material.
  • the switching limit of this simple design is only about 1000 A DC at 800V. In contrast, the switching limit in embodiments with filler about 30kA DC at 1/5 of the pyrotechnic material used.
  • FIG. 9 shows by way of example a circuit diagram of a circuit prior to activation, in which an interruption switching element S1 according to the invention is integrated.
  • the first connection contact (thick) is connected to the load circuit consisting of R2, L1, C2 and R5
  • the second connection contact (thin) is connected to the positive pole of the current source (Batt 1).
  • the third connection contact (the so-called center electrode) is here connected to the ground or the negative pole of the power source or to the negative terminal of the consumer.
  • the drawn switch contact works from “thin” on the connection of the "center electrode in thick” -, so shortly after the beginning of the compression process in the assembly in the capacitance C2 and above all electrical stored in the entire inductance of the load circuit L1 mechanical energy to ground, bypassing the point of separation via the center electrode, which acts as a short-circuit electrode, dissipated or short-circuited.
  • the separation point in the assembly must dissipatively convert significantly less energy, also the high switching voltage generated here when switching off is significantly reduced.
  • L2 is the inductance of the power source (Batt 1) and the wiring up to the breaker
  • R1 is the internal resistance of the power source
  • C3 is the capacity of the power source.
  • R3 is the loss resistance of the wiring to the breaker.
  • R2 is the load resistance and L1 is the inductance of the load circuit including wiring to the breaker.
  • C2 is the capacity of the entire load circuit and R5 is the loss resistance of the wiring up to the breaker switch.
  • C1 and R4 are an RC combination, i. a so-called spark-extinguishing combination for opening switch contacts, as it is usually used for relay contacts, but it must not necessarily be present in the circuit when using the module, for cost reasons, you will also do without it in the rule.
  • Fig. 10 shows in the upper part of a part of a switching tube 9 in the region of the combustion chamber 61 with a concave configuration of the combustion chamber wall, which faces the pyrotechnic mass, while in the lower part of the image, this combustion chamber wall is convex.
  • the conical tips drawn here can also have a different shape, for example, be rounded accordingly.
  • Fig. 10 also shows a part of a switching tube 9, with a convex configuration of the combustion chamber wall.
  • the ignition device 35 is not housed in the previous chamber 61, but in the chamber 63, the electrical connections of the ignition device are guided at the top of the housing.
  • the sequence is similar to the embodiments described in Figures 1 to 5, only here is the separation area 27 is not torn from the inside, but compressed from the outside and already depressed the sabot 25 b.
  • the arc suppression or obstruction at the separation point is again by the flowing around filling material, preferably the silicone oil.
  • This embodiment is intended to be used in very large assemblies in which the required pyrotechnic mass can not be accommodated in chamber 63 - in this case, for example, the Minidetonator would be a normal sized detonator.
  • the ignition device 35 is located just outside the housing:
  • the pressure energy required for the depression of separation area 27 and sabot 25b would be introduced here, for example, with fluid coupling from the outside via a pipe system in the assembly.
  • This embodiment would be suitable for particularly large assemblies or circuit breakers - for all these cases but then other pressure generator would have to be considered, so compressed gas storage, C02 cartridges, chemical gas generators or evaporators, but also carburetors of all kinds.
  • All sealing elements 19 (or O-rings) in FIGS. 1 to 8 and FIGS. 11 to 12 which may be present in the recesses 37 may be made of nitrile butadiene rubber, Viton or silicone, with nitrile butadiene rubber being preferred.
  • 13 shows an interruption switching element according to the invention with two separating regions 27 on opposite sides in the state before the triggering of the ignition device 35.
  • the interrupting switching element has a mirror-symmetrical design, and therefore also has two compression regions 23. In essence, the operation of each mirror-symmetric part is as described with reference to FIG.
  • the chamber 61 and / or the further chamber 63 and / or the still further chamber 65 may be filled with a filling material (not shown).
  • FIG. 14 shows the interruption switching element from FIG. 13 after triggering of the ignition device 35.
  • Fig. 15 shows an arrangement in which an interruption switching element 1 according to the invention is connected in parallel with a fuse 87, as described above.
  • the current I divides through the parallel circuit in the partial currents and l 2 , wherein the current of the fuse 87 and l 2 is the current of the interruption switching element 1.
  • FIG. 16 shows by way of example an arrangement in which an interruption switching element 1 according to the invention is connected in series with two fuses 87, to which the current I is applied.
  • the two fuses 87 are in this case before and after the interruption switching element 1, i. connected to the negative and positive terminals of the breaker contact 1, switched.
  • the fuses have the above-mentioned object.
  • Figs. 15 and 16 each show an interrupting switch comprising a rubber ball 89 as an example of the above-mentioned material, which locally mitigates the influence of the shock waves generated upon the tripping of the breaker switch.
  • the rubber ball 89 is preferably mounted on the inside of the hollow nut 33.
  • Fig. 17A shows a hollow cylindrical separation area 27 with two circumferential grooves 91 - as generally described above.
  • Fig. 17B shows an interruption switching element 1 according to the invention with a separation region 27 - as shown in Fig. 17A.
  • Fig. 18A shows a hollow cylindrical separation area 27 with a circumferential thickening (cuddle) 93 - as generally described above. Furthermore, the separating region 27 shown in FIG. 18A has a circumferential groove 91 to the left and to the right of the circumferential thickening 93.
  • Fig. 18B shows an interruption switching element 1 according to the invention with a separation region 27 - as shown in Fig. 18A.
  • the breaker switch 1 in Figs. 17B and 18B further includes a heat sink 1 95 and a heat sink 2 97 as generally described above.
  • the heat sinks 95 and 97 are shown by way of example only in these figures and may be combined with any other embodiment of the invention.
  • the heat sink 1 95 is preferably mounted in the further chamber on the sabot, and the heat sink 2 97 on the inner insulation of the housing 3.
  • the heat sink 1 95 circumferentially, ie tubular, or lamellar be formed.
  • the heat sink 2 97 preferably extends on the inside of the housing 3 or its inner insulation circumferentially, ie is tubular.

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Abstract

The invention relates to an electrical interruption switch, in particular for interrupting high currents at high voltages, especially high direct currents, comprising a housing that surrounds a contact unit defining the current path through the interruption switch, and comprising a pyrotechnical material that includes a gas-generating and/or shock wave-generating activatable material; the contact unit includes a first terminal contact, a second terminal contact and a disconnection region; the pyrotechnical material and the contact unit are designed in such a way that a current which is to be interrupted can be fed to the contact unit via the first terminal contact and be discharged therefrom via the second terminal contact, or vice versa, and in such a way that the disconnection region is subjected to a gas pressure and/or a shock wave generated by the activatable material when the pyrotechnical material is ignited, causing the disconnection region to tear open, cave in or be severed and the at least one chamber in the interruption switch that is at least partly delimited by the disconnection region to fill at least substantially in its entirety with a filling material, preferably silicone oil, so that the disconnection region comes into contact with the filling material in order for the highest possible bursting pressure to be exerted on the disconnection region using a minimum amount of gas-generating mass or - if a shock wave-generating pyrotechnical compound is used - for said shock wave-generating pyrotechnical compound to be coupled with as little loss as possible to the disconnection region that is to be disconnected. An insertable central electrode relieves the disconnection point and/or indicates the successful triggering of the interruption switch following the initial disconnection.

Description

Elektrisches Unterbrechungsschaltglied, insbesondere zum  Electric circuit breaker, in particular for
Unterbrechen von hohen Strömen bei hohen Spannungen  Interrupting high currents at high voltages
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Unterbrechungsschaltglied, insbesondere zum Unterbrechen von hohen Strömen bei hohen Spannungen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. The invention relates to an electrical interrupting switching element, in particular for interrupting high currents at high voltages, having the features of the preamble of patent claim 1.
Derartige Schaltglieder finden beispielsweise in der Kraftwerks- und KFZ-Technik, wie auch im allgemeinen Maschinen- und Elektrobau in Schaltschränken von Maschinen und Anlagen, sowie im Rahmen der Elektromobilität in Elektro- und Hybridfahrzeugen, aber auch in elektrisch betriebenen Hubschraubern und Flugzeugen zum definierten und schnellen Trennen von elektrischen Starkstromkreisen im Notfall Verwendung. Dabei besteht die Anforderung an ein derartiges Schaltglied, dass dessen Auslösung und Unterbrechungsfunktion selbst ohne Wartung noch nach bis zu 20 Jahren zuverlässig gewährleistet sein muss. Des Weiteren darf von einem solchen Schaltglied kein zusätzliches Gefahrenpotential durch Heißgas, Partikel, Wurfstücke oder austretendes Plasma ausgehen. Such switching elements can be found, for example, in power plant and automotive engineering, as well as in general mechanical and electrical engineering in cabinets of machinery and equipment, and in the context of electromobility in electric and hybrid vehicles, but also in electrically powered helicopters and aircraft to the defined and rapid disconnection of electric power circuits in emergency use. There is a requirement for such a switching element that its triggering and interruption function must be reliably guaranteed even without maintenance even after up to 20 years. Furthermore, such a switching element must not pose any additional danger potential due to hot gas, particles, throwing pieces or emerging plasma.
Ein mögliches Einsatzgebiet in der KFZ-Technik ist das definierte irreversible Trennen der Bordverkabelung von der Autobatterie oder Antriebsbatterie kurz nach einem Unfall oder allgemein nach einem auch anderweitig, beispielsweise durch ein defektes Aggregat oder einen defekten E-Motor verursachten Kurzschlussvorgang, um Zündquellen durch Funken und Plasma zu vermeiden, die entstehen, wenn beispielsweise Kabelisolationen durch während des Unfalls eindringendes Karosserieblech aufgescheuert wurden oder lose Kabelenden gegeneinander oder gegen Blechteile drücken und aufscheuern. Läuft bei einem Unfall gleichzeitig Benzin aus, so können solche Zündquellen zündfähige Benzin-Luft-Gemische entzünden, die sich beispielsweise unter der Motorhaube sammeln. Weitere Einsatzgebiete sind die elektrische Abtrennung einer Baugruppe vom Bordnetz für den Fall eines Kurzschlusses in der betreffenden Baugruppe, beispielsweise in einer elektrischen Standheizung oder in einer elektrischen Bremse, sowie die Notabschaltung einer Lithiumbatterie, wie sie heute in Elektro- und Hybridfahrzeugen, sowie in Flugzeugen zur Anwendung kommen. Diese Batterien haben bei kleinem Bauvolumen eine hohe Klemmenspannung von bis zu 1200V bei extrem kleinem Innenwiderstand. Aus beiden resultiert ein möglicher Kurzschlussstrom von bis zu 5000A, teilweise und kurzzeitig sogar bis zu 30kA, ohne dass hierbei die Quellspannung stark einbrechen würde, was schon nach wenigen Sekunden zur Entzündung der Batterie bzw. zu deren Explosion führen kann. Auch zur Notabschaltung von einzelnen Solarzellenmodulen oder ganzen Solarzellenfeldern im Notfall ist das hier vorgestellte Unterbrechungsschaltglied sehr gut geeignet, weil es ansteuerbar bzw. fernsteuerbar ausgebildet sein kann. Darüber hinaus kann es auch zusätzlich oder stattdessen so ausgebildet sein, dass es passiv auslöst, also die Funktion einer herkömmlichen Schmelzsicherung gleich mit übernehmen kann. A possible field of application in motor vehicle technology is the defined irreversible disconnection of the on-board cabling from the car battery or drive battery shortly after an accident or generally after a short circuiting operation caused, for example, by a defective unit or a defective electric motor, to sources of ignition by sparks and To avoid plasma that occur when, for example, cable insulation was scoured by penetrating during the accident body panel or press loose cable ends against each other or against sheet metal parts and scrub. If gasoline runs out in an accident at the same time, such ignition sources can ignite flammable gasoline-air mixtures that collect under the bonnet, for example. Further applications are the electrical separation of an assembly from the electrical system in the event of a short circuit in the relevant module, for example in an electric auxiliary heater or in an electric brake, as well as the emergency shutdown of a lithium battery, such as today in electric and hybrid vehicles, and in aircraft Application come. These batteries have a high clamping voltage of up to 1200V at a small volume extremely low internal resistance. Both result in a possible short-circuit current of up to 5000A, partially and briefly even up to 30kA, without this the source voltage would break sharply, which can lead after just a few seconds to ignite the battery or its explosion. Even for emergency shutdown of individual solar cell modules or whole solar panels in an emergency, the interruption switch presented here is very well suited because it can be formed controllable or remotely controllable. In addition, it may also be designed in addition or instead so that it triggers passively, so can take over the function of a conventional fuse with the same.
Bei allen hier aufgeführten Einsatzfällen handelt es sich in der Regel um das Abschalten von Gleichstrom, der anders als Wechselstrom keinen Nulldurchgang aufweist. Das bedeutet, dass ein Lichtbogen, einmal im oder am Schalter entstanden, nicht von alleine löscht, sondern stabil stehen bleibt und hierbei durch seine extrem hohe Temperatur von mehreren 1000°C alle Materialien in seinem Wrkungsbereich verdampft und neben seiner extremen thermischen Wrkung und emittierten Strahlungsenergie dabei auch noch hochgiftige gasförmige Stoffe erzeugt. All of the applications listed here are usually the switching off of direct current, which unlike alternating current has no zero crossing. This means that an arc, once created in or at the switch, does not extinguish by itself, but remains stable and thereby evaporates all materials in its Wrktungsbereich through its extremely high temperature of several 1000 ° C and in addition to its extreme thermal Wrkung and emitted radiation energy it also produces highly toxic gaseous substances.
Hochgespannte Gleichströme zu trennen ist daher ungleich schwieriger als das Trennen bzw. Abschalten hochgespannter Wechselströme und auch schwieriger, je höher die Leitungsinduktivität und umso kleiner der effektive Leitungswiderstand im Augenblick des Stromkreises ist. Disconnecting high-voltage direct currents is therefore much more difficult than disconnecting high-voltage alternating currents and, more difficultly, the higher the line inductance and the smaller the effective line resistance at the moment of the circuit.
Im Stand der Technik sind pyrotechnische Sicherungen bekannt, die zur Auslösung aktiv angesteuert werden. Beispielsweise beschreibt die DE 2 103 565 einen Stromunterbrecher, welcher ein metallisches Gehäuse umfasst, das an zwei voneinander abstehenden Anschlussbereichen mit jeweils einem Leiterende eines abzusichernden Leiters verbunden wird. Der Strompfad verläuft dabei über das Gehäuse. Im Gehäuse ist ein pyrotechnisches Element vorgesehen, das durch eine Sprengladung gebildet ist. Die Sprengladung ist durch einen elektrischen Zünder aktivierbar, welcher ein Zündelement umfasst, das durch einen Speisestrom verdampft wird. Das Gehäuse ist mit einer Isolierflüssigkeit gefüllt. Das axial ausgedehnte Gehäuse weist eine umlaufende Nut auf, entlang derer das Gehäuse bei einem Zünden der Sprengladung aufreißt. Das Gehäuse wird dabei in zwei elektrisch voneinander getrennte Teile aufgebrochen, so dass der betreffende Stromkreis aufgetrennt wird. Das beim Auftrennen eines Stromkreises mit sehr hoher Stromstärke entstehende Plasma wird bei diesem Stromunterbrecher durch die zerstäubte Isolierflüssigkeit gelöscht. Das Auslösen kann bei einem KFZ beispielsweise durch das Signal eines Schocksensors erfolgen. In the prior art pyrotechnic fuses are known, which are actively driven to trigger. For example, DE 2 103 565 describes a circuit breaker which comprises a metallic housing, which is connected to two mutually projecting connection areas, each having a conductor end of a conductor to be protected. The current path runs over the housing. In the housing, a pyrotechnic element is provided, which is formed by an explosive charge. The explosive charge can be activated by an electric igniter, which comprises an ignition element which is vaporized by a feed current. The housing is filled with an insulating liquid. The axially extending housing has a circumferential groove along which the housing ruptures upon ignition of the explosive charge. The Housing is broken into two electrically separate parts, so that the relevant circuit is separated. The resulting in the separation of a circuit with a very high current plasma is extinguished in this circuit breaker by the atomized insulating liquid. The triggering can be done in a car, for example, by the signal of a shock sensor.
Eine Selbstauslösung zur Auftrennung des Stromkreises bei einer Überlastung des abzusichernden Leiters ist bei dieser bekannten Vorrichtung nicht vorgesehen, weil die ganze Hülse bis zur Auslösetemperatur erhitzt werden müsste und dann eine detonati- ve Umsetzung nicht sicher erreicht würde. Denn ein Sprengstoff kann kaum durch eine einfache Erhitzung der Hülse gezündet werden, d.h. zur detonativen Umsetzung gebracht werden. Dies wäre jedoch z.B. bei der in der DE 2 103 565 beschriebenen Gehäuseform notwendig. A self-triggering for the separation of the circuit in an overload of the conductor to be protected is not provided in this known device, because the entire sleeve would have to be heated to the triggering temperature and then a detonati- ve implementation would not be reached safely. Because an explosive can hardly be ignited by simply heating the sleeve, i. be brought to the detonative implementation. However, this would be e.g. necessary in the housing shape described in DE 2 103 565.
Dabei sei erwähnt, dass in der Pyrotechnik weltweit von einer detonativen Umsetzung gesprochen wird, wenn Flammfrontgeschwindigkeiten von definitionsgemäß mehr als 2000 m/s erreicht werden. It should be mentioned that in pyrotechnics worldwide is spoken of a detonative implementation when flame front velocities of more than 2000 m / s by definition are achieved.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist die Problematik der Zulassung für Vorrichtungen, die mit Sprengstoffen oder gar Detonatoren gefüllte Baugruppen aufweisen und Wirkungen nach außen haben. Aus diesem Grund finden derartige Vorrichtungen bisher keine kommerzielle Verwendung. Sie werden nur sehr vereinzelt in Forschungsinstituten für Sonderexperimente eingesetzt. Die Ursachen hierfür sind zusätzlich die sehr geringe Handhabungssicherheit und das extrem hohe, nur sehr schwer eingrenzbare Gefahrenpotential. Another disadvantage of this known device is the problem of approval for devices that have filled with explosives or even detonators assemblies and have effects to the outside. For this reason, such devices find no commercial use so far. They are only used very occasionally in research institutes for special experiments. The causes for this are in addition the very low handling safety and the extremely high danger potential, which can only be limited very severely.
Des Weiteren besteht in vielen Fällen die Forderung nach einer Selbstauslösefunktion eines derartigen Schalters bzw. einer Sicherungsvorrichtung, beispielsweise, um ohne zusätzlichen Aufwand für Überlastungssensoren ein Kabel vor Überlast zu schützen, oder bei Ausfall der Auslösesensorik oder Auslöseschaltung. Ein entsprechendes Schaltglied soll daher nicht nur eine ansteuerbare Auslösemöglichkeit haben, sondern auch die Funktion einer herkömmlichen Hochstromsicherung in Form einer Schmelzsi- cherung aufweisen, die von jedermann gefahrlos handhabbar ist, wie dies bei herkömmlichen Schmelzsicherungen der Fall ist. Furthermore, in many cases there is the demand for a self-tripping function of such a switch or a safety device, for example, to protect a cable against overload without additional effort for overload sensors, or failure of the trigger sensor or trip circuit. A corresponding switching element should therefore not only have a controllable triggering possibility, but also the function of a conventional high-current fuse in the form of a melted Have safe, which is safe to handle by anyone, as is the case with conventional fuses.
Derartige Hochstrom-Schmelzsicherungen weisen den Nachteil einer innerhalb einer großen Bandbreite schwankenden Abschaltzeit nach dem Erreichen der Nennstromstärke der Sicherung auf. Ein damit abgesichertes Kabel kann daher hinsichtlich seiner Stromführungskapazität nur zu einem sehr geringen Teil, z.B. 30%, ausgelastet werden, da im Überlastfall anderenfalls beispielsweise ein Kabelbrand auftreten kann. Der gravierendste Nachteil von Schmelzsicherungen aber ist der Umstand, dass diese beim Abschalten von sehr kleinen Überströmen intern um den Schmelzleiter einen leitfähigen Kanal bilden, mit der Folge, dass zwar der Schmelzleiter schmilzt, aber danach der Strom dennoch nicht abgeschaltet ist, weil jetzt hier der Strom über den leitfähigen Kanal fließt. Such high-current fuses have the disadvantage of fluctuating within a wide bandwidth turn-off after reaching the rated current level of the fuse. A cable secured therewith can therefore only with regard to its current carrying capacity to a very small extent, e.g. 30%, since otherwise, for example, a cable fire may occur in the event of an overload. The most serious disadvantage of fuses, however, is the fact that they form a conductive channel internally around the fusible conductor when switching off very small overcurrents, with the result that, although the fusible conductor melts, but then the current is not switched off, because now the here Current flows over the conductive channel.
Aus der DE 197 49 133 A1 ist ein Notabschalter für elektrische Stromkreise bekannt, der sowohl eine Selbstauslösung als auch eine ansteuerbare Auslösung ermöglicht. Hierzu wird ein elektrischer Leiter verwendet, der eine pyrotechnische Seele aufweist. Diese kann z.B. aus einem pyrotechnischen Material bestehen. Die pyrotechnische Seele kann einerseits durch die Erwärmung des elektrischen Leiters bei Überschreiten einer zulässigen Stromstärke (Nennstromstärke) gezündet werden. Andererseits ist vorgesehen, die pyrotechnische Seele durch eine ansteuerbare Zündeinrichtung, beispielsweise in Form eines Glühdrahts, zu zünden. Die DE 197 49 133 A1 stellt jedoch lediglich das Prinzip einer derartigen Vorrichtung dar, gibt jedoch keinerlei Hinweise auf mögliche konstruktiv in vorteilhafter Weise ausführbare Ausgestaltungen. Denn das Herstellen eines Leiters mit einer derartigen pyrotechnischen Seele erfordert einen beträchtlichen Aufwand. Zudem kann auch bei einem derartigen Notabschalter ein sicheres, schnelles Auftrennen des Leiters nur bei Einsatz eines detonativen Explosivstoffs gewährleistet werden. Bei deflagrierenden, d.h. nicht detonativ umsetzenden Stoffen, wie Thermit oder Nitrozellulosepulver, erfolgt nur ein Aufplatzen des Leiters und ein Entweichen des restlichen Gases, ohne dass der Leiter vollständig getrennt würde. Die vollständige Trennung wird dann allenfalls durch das Durchschmelzen des Leiters infolge des über die Sicherung fließenden Stroms erreicht. Dies würde jedoch bei höheren Spannungen, insbesondere bereits bei Schaltspannungen von mehr als 100V, zwangsweise zur lonenerzeugung und damit Plasmabildung in der Sicherung führen und damit das Unterbrechen des Stromkreises mit großer Wahrscheinlichkeit verhindern. From DE 197 49 133 A1 an emergency switch for electrical circuits is known, which allows both a self-triggering and a triggerable triggering. For this purpose, an electrical conductor is used, which has a pyrotechnic soul. This can for example consist of a pyrotechnic material. On the one hand, the pyrotechnic core can be ignited by the heating of the electrical conductor when an admissible current intensity (nominal current intensity) is exceeded. On the other hand, it is provided to ignite the pyrotechnic soul by a controllable ignition device, for example in the form of a filament. DE 197 49 133 A1, however, merely represents the principle of such a device, but does not give any indication of possible structurally advantageously executable embodiments. Because the production of a conductor with such a pyrotechnic soul requires a considerable effort. In addition, a safe, rapid separation of the conductor can be ensured only with the use of a detonative explosive even with such a Notabschalter. In the case of deflagrating substances, ie non-detonating substances such as thermite or nitrocellulose powder, the conductor only bursts open and the remaining gas escapes without the conductor being completely separated. The complete separation is then achieved at best by the melting of the conductor as a result of the current flowing through the fuse. However, this would be at higher voltages, especially at switching voltages of more than 100V, forcibly lead to ion generation and thus plasma formation in the fuse and thus prevent the interruption of the circuit with high probability.
Aus der DE 100 28 168 A1 der Anmelderin ist ein elektrisches Schaltglied, insbesondere zum Schalten hoher Ströme, bekannt, welches sowohl aktiv, d.h. mittels einer ansteuerbaren Zündvorrichtung, als auch passiv, d.h. über die Stromstärke des abzuschaltenden Stroms, aktivierbar ausgebildet werden kann. Das Schaltglied weist ein Gehäuse auf, welches eine Kontakteinheit umfasst, wobei die Kontakteinheit zwei ortsfest mit dem Gehäuse verbundene oder damit einstückig ausgebildete Anschlusskontakte für das Zuführen und Abführen eines zu schaltenden elektrischen Stroms aufweist, und wobei die beiden Anschlusskontakte im Ausgangszustand des Schaltglieds innerhalb des Gehäuses elektrisch leitend verbunden sind. Im Gehäuse ist ein aktivierbares Material vorgesehen, welches nach dem Aktivieren einen Gasdruck zur Beaufschlagung der Kontakteinheit erzeugt, wobei die elektrisch leitende Verbindung durch die Beaufschlagung mit dem Gasdruck aufgetrennt wird. Die Kontakteinheit umfasst ein relativ zu den ortsfesten Anschlusskontakten unter der Beaufschlagung des erzeugten Gasdrucks bewegbares Kontaktelement, welches durch die Beaufschlagung mit dem erzeugten Gasdruck in Richtung der Achse der Kontakteinheit aus seiner Ausgangsposition in eine Endposition bewegt wird, in welcher die elektrische Verbindung über die Kontakteinheit unterbrochen ist. Applicant's DE 100 28 168 A1 discloses an electrical switching element, in particular for switching high currents, which is active, i. by means of a controllable ignition device, as well as passive, i. can be formed activated via the current strength of the current to be disconnected. The switching element has a housing, which comprises a contact unit, wherein the contact unit has two fixedly connected to the housing or integrally formed terminal contacts for supplying and discharging an electrical current to be switched, and wherein the two terminal contacts in the initial state of the switching element within the housing are electrically connected. In the housing an activatable material is provided, which generates after activating a gas pressure for acting on the contact unit, wherein the electrically conductive connection is separated by the application of the gas pressure. The contact unit comprises a relative to the fixed terminal contacts under the action of the gas pressure generated movable contact element which is moved by the application of the generated gas pressure in the direction of the axis of the contact unit from its initial position to an end position in which interrupted the electrical connection via the contact unit is.
Dieses Schaltglied ist so ausgestaltet, dass nach außen keinerlei Bewegung von Teilen auftritt. Zudem treten bei einer Aktivierung keinerlei gefährdende Gase oder Bruchteile nach außen. This switching element is designed so that no movement of parts occurs to the outside. In addition, no hazardous gases or fractions escape when activated.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass derartige Schalteinheiten nur begrenzt zum Abschalten von sehr hohen Gleichströmen bei höheren Spannungen geeignet sind, da durch die Unterbrechung des Trennbereichs infolge des Auftrennens des Stromkreises hier stets ein Lichtbogen gezogen wird, der infolge der in der Leitungsinduktivität im Augenblick des Auftrennens in deren magnetischem Feld gespeicherten und im Augenblick des Trennens des Stromkreises frei werdenden Energie nicht verhindert werden kann. Versuche, ein Löschmittel einzusetzen, welches den Trennbereich im Aus- gangszustand vor dem Aktivieren umgibt, haben gezeigt, dass hierdurch allein nicht der gewünschte Erfolg erreicht wird, nämlich das Entstehen eines Lichtbogens zu vermeiden oder einen bereits bestehenden Lichtbogen sicher zu löschen. However, it has been found that such switching units are only limited suitable for switching off very high DC currents at higher voltages, since the interruption of the separation area due to the disconnection of the circuit here always an arc is drawn, due to the in the line inductance at the moment of Separating stored in the magnetic field and released at the moment of disconnecting the power can not be prevented. Attempts to use an extinguishing agent which separates the separation area in the gangszustand before activating, have shown that this alone does not achieve the desired success, namely to avoid the emergence of an arc or to delete an existing arc safely.
Bei bekannten pyrotechnischen Antrieben, ob integriert in eine beliebige Vorrichtung oder als eigenständige Vorrichtung, wird das aktivierbare Material, welches zur Erzeugung des Drucks oder des Druckstoßes (im Folgenden auch als Stoßwelle bezeichnet) vorgesehen ist, in eine Brennkammer eingebracht. Das Volumen der Brennkammer ist dabei meist auch das Volumen der Pulverkammer und schließt dabei üblicherweise das Volumen ein, welches das pyrotechnische Material für die Lagerung in der Baugruppe vor dessen Auslösung benötigt. Wird jedoch, abhängig von der Lebhaftigkeit bzw. Abbrandgeschwindigkeit des pyrotechnischen Materials, nur eine geringe Menge des aktivierbaren Materials benötigt oder soll aus Gründen möglichst hoher Sicherheit im Störfall möglichst wenig aktivierbares Material in der Baugruppe enthalten sein, so besteht häufig das Problem, dass die Brennkammer nicht klein genug ausgebildet werden kann, oder dass das aktivierbare Material, welches häufig in fester, beispielsweise gepresster Form vorliegt, nicht mit der erforderlichen Toleranz hergestellt werden kann, um die gesamte Brennkammer auszufüllen. Das Restvolumen der Brennkammer, welches nicht von dem aktivierbaren Material beansprucht wird, und die darin vorhandene Luft bzw. das darin vorhandene Gas begrenzt insbesondere die Steilheit des Druckanstiegs, welcher nach dem Aktivieren des aktivierbaren Materials erzeugt wird, benötigt zusätzlich Energie, die dem eigentlichen Aufbrechvorgang des sogenannten Trennbereichs und danach dem Beschleunigungsvorgang der Membran oder des Kolbens verloren geht und dämpft zudem jegliche Arten von Stoßwellen, die für das Aufbrechen des Trennbereichs bei minimalem Einsatz von pyrotechnischer Masse hätte verwendet werden können. Damit verringert das mit Luft oder einem Gas gefüllte Restvolumen die Übertragung eines schnellen mechanischen Impulses auf das Antriebselement der pyrotechnischen Antriebseinrichtung (im Folgenden auch als Treibspiegel bezeichnet). In known pyrotechnic drives, whether integrated into any device or as an independent device, the activatable material, which is provided for generating the pressure or the pressure surge (hereinafter also referred to as shock wave), introduced into a combustion chamber. The volume of the combustion chamber is usually also the volume of the powder chamber and usually includes the volume, which requires the pyrotechnic material for storage in the assembly prior to its release. However, depending on the liveliness or burning rate of the pyrotechnic material, only a small amount of the activatable material is needed or should for reasons of maximum safety in case of failure as little activatable material contained in the assembly, so there is often the problem that the combustion chamber can not be made small enough, or that the activatable material, which is often in solid, such as pressed form, can not be produced with the required tolerance to fill the entire combustion chamber. The residual volume of the combustion chamber, which is not claimed by the activatable material, and the air present therein or the gas present therein limits in particular the steepness of the pressure increase, which is generated after activating the activatable material, requires additional energy, the actual Aufbrechvorgang In addition, the so-called separation area and then the acceleration process of the membrane or the piston is lost and also attenuates any types of shock waves that could have been used to break up the separation area with minimal use of pyrotechnic mass. Thus, the residual volume filled with air or a gas reduces the transmission of a rapid mechanical impulse to the drive element of the pyrotechnic drive device (also referred to below as the sabot).
Auch im Hinblick auf Sicherheitsaspekte ist sowohl eine möglichst geringe Masse an pyrotechnischem Material und zugleich ein möglichst kleines Leervolumen in der Baugruppe wünschenswert: Jedes Leervolumen kann durch die pyrotechnische Reaktion durch die hierbei entstehenden gasförmigen Reaktionsprodukte bedrückt werden, also ein Energiereservoir nach der Zündung geschaffen werden, das sich entlädt, wenn beispielsweise die Baugruppe doch einmal überlastet wurde und bricht. Danach würde sich der so geschaffene "Hochdruckgasspeicher" mit entsprechendem Knall und herumgeschleuderten Teilen entladen - was nicht geschehen kann, wenn es in der Baugruppe keine Leervolumina bzw. nach der Auslösung der Baugruppe gasgefüllten Volumina gibt. With regard to safety aspects as well, both the lowest possible mass of pyrotechnic material and, at the same time, the smallest possible void volume in the assembly are desirable: Every void volume can be generated by the pyrotechnic reaction be oppressed by the resulting gaseous reaction products, ie an energy reservoir to be created after the ignition, which discharges when, for example, the assembly was once overloaded and breaks. Thereafter, the thus created "high-pressure gas storage" with corresponding bang and thrown around parts would be discharged - which can not be done if there are no void volumes in the assembly or after the release of the assembly gas-filled volumes.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen dieser Beschreibung jegliches deflagrierend oder detonativ umsetzendes (beispielsweise abbrennendes) Material als aktivierbares Material bezeichnet wird. Hierunter fallen auch deflagrierend umsetzende Stoffgemische, wie beispielsweise Thermitmischungen oder Tetrazen. Ein deflagrierend umsetzendes Material erzeugt dabei unter anderem gasförmige Reaktionsprodukte und einen Druckanstieg oder eine Druckwelle, deren Ausbreitungsgeschwindigkeit kleiner oder gleich der Schallgeschwindigkeit des betreffenden Mediums ist. Ein detonativ umsetzendes Material erzeugt dagegen zusätzlich eine als Druckstoß oder Stoßwelle bezeichnete Druckänderung in dem betreffenden Medium, deren Ausbreitungsgeschwindigkeit größer ist als die Schallgeschwindigkeit in dem belasteten Medium. It should be noted at this point that in the context of this description, any deflagrating or detonatively converting (for example, burning off) material is referred to as an activatable material. This also includes deflagrating material mixtures, such as thermite mixtures or tetrazene. A deflagration-converting material generates, inter alia, gaseous reaction products and a pressure increase or a pressure wave whose propagation velocity is less than or equal to the speed of sound of the medium in question. In contrast, a detonatively converting material additionally generates a pressure change, referred to as a pressure surge or shock wave, in the relevant medium whose propagation velocity is greater than the speed of sound in the loaded medium.
Damit ergeben sich im Wesentlichen zwei unterschiedliche Typen von pyrotechnischen Antriebseinrichtungen: This essentially results in two different types of pyrotechnic drive devices:
Wrd ein deflagrierend, d.h. relativ langsam umsetzendes aktivierbares Material verwendet, so ergibt sich ein relativ langsamer Druckanstieg bzw. eine relativ langsame Druckänderung oder Druckwelle im umgebenden Medium im Millisekundenbereich. Beaufschlagt dieser relativ„langsame" Druckanstieg beispielsweise einen Treibspiegel oder ein Rohrsegment, so erfährt dieser eine Verformung oder wird bewegt. Auch beide Auswirkungen auf den Treibspiegel oder ein Rohrsegment sind möglich. Ein solcher relativ langsamer Druckanstieg wird üblicherweise ausgenutzt, um eine Vergrößerung des Brennkammervolumens zu bewirken. Wird ein detonativ umsetzendes aktivierbares Material verwendet, so soll vor allem der erzeugte Druckstoß bzw. die von ihm ausgehende Stoßwelle ausgenutzt werden, um zunächst beispielsweise ein Baugruppensegment, hier ein Rohrsegment bzw. den Trennbereich, d.h. hier den elektrischen Leiter, schnell und heftig aufzureißen und danach die Abtriebsleistung des pyrotechnischen Materials zu erzeugen. By using a deflagrating, ie relatively slowly converting, activatable material, the result is a relatively slow increase in pressure or a relatively slow pressure change or pressure wave in the surrounding medium in the millisecond range. For example, if this relatively "slow" pressure increase causes a sabot or pipe segment to undergo deformation or is moved, both effects on the sabot or pipe segment are possible cause. If a detonatively implementing activatable material is used, then especially the generated pressure surge or the shock wave emanating from it should be exploited to first, for example, a module segment, here a pipe segment or the separation area, ie here the electrical conductor, quickly and violently tear and then produce the output power of the pyrotechnic material.
Hierbei wird die Eigenschaft detonativer Materialien ausgenutzt, eine im Vergleich zu deflagrierenden Materialen deutlich höhere Energiedichte erzeugen zu können, deren Wrkung bei gleichzeitig deutlich niedrigerem Materialeinsatz effektiver am gewünschten Ort umgesetzt werden kann. Von besonderer Bedeutung ist hier allerdings die Ankoppelung des detonativen Materials bzw. der von ihm erzeugten Stoßwelle an den gewünschten Wrkungsort. In this case, the property of detonative materials is exploited to be able to produce a significantly higher energy density compared to deflagrating materials, the effect of which can be implemented more effectively at the desired location while at the same time using much less material. Of particular importance here, however, the coupling of the detonative material or the shock wave generated by it to the desired Wrkungsort.
Weiterhin ist es wünschenswert, die Menge des pyrotechnischen Materials in derartigen Unterbrechungsschaltgliedern möglichst klein zu halten, so dass nicht nur detonativ umsetzende pyrotechnische Materialien, sondern auch deflagrierend umsetzende pyrotechnische Materialien verwendet werden können, und dabei dennoch eine ausreichende Trennung des Strompfades bewirkt wird. Weiterhin ist es auch aus Sicherheitsund Kostengründen wünschenswert, die Menge des pyrotechnischen Materials zu minimieren. Furthermore, it is desirable to keep the amount of pyrotechnic material in such interrupting switching elements as small as possible, so that not only detonatively implementing pyrotechnic materials, but also deflagrating pyrotechnic materials can be used, while still causing a sufficient separation of the current path. Furthermore, it is also desirable for safety and cost reasons to minimize the amount of pyrotechnic material.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein pyrotechnisches Unterbrechungsschaltglied, insbesondere zum Unterbrechen von hohen Strömen bei hohen Spannungen, zu schaffen, bei dem auch das Abschalten von hohen Strömen bei hohen Spannungen durch das Vermeiden oder zumindest das effektive Dämpfen eines durch einen Lichtbogen aufrechterhaltenen Stroms sicher gewährleistet ist. Dabei soll die Menge an zu verwendendem pyrotechnischen Material möglichst gering sein und trotzdem das Abschalten gewährleisten. Darüber hinaus soll ein Schaltglied geschaffen werden, das sicherheitstechnisch weitgehend unbedenklich und auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar ist. Based on this prior art, the present invention seeks to provide a pyrotechnic interruption switch, in particular for interrupting high currents at high voltages, in which also the switching off of high currents at high voltages by avoiding or at least effectively damping a safely ensured by an arc maintained current. The amount of pyrotechnic material to be used should be as low as possible and still ensure shutdown. In addition, a switching element is to be created, which is largely harmless to safety and can be produced in a simple and cost-effective manner.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Unterbrechungsschaltglied ist für das Durchführen des Schaltvorgangs ein pyrotechnisches Material in einer so geringen Menge einsetzbar, dass die erzeugte Stoßwelle zwar das Gehäuse des Unterbrechungsschaltglieds nicht beschädigt, aber dennoch hohe Ströme bei hohen Spannungen unterbrechen kann. Hierbei können nicht nur deflagrierende pyrotechnische Materialen, sondern vorteilshaft auch Stoßwellen erzeugende detonative pyrotechnische Materialen verwendet werden. The invention solves this problem with the features of patent claim 1. In the electric circuit breaker according to the invention, a pyrotechnic material can be used in such a small amount for carrying out the switching operation, that the shock wave generated does not damage the housing of the interruption switching element, but can nevertheless interrupt high currents at high voltages. Not only deflagrating pyrotechnic materials but also detonating pyrotechnic materials generating shock waves can be used for this purpose.
Das elektrische Unterbrechungsschaltglied nach der Erfindung weist also ein Gehäuse auf, welches eine den Strompfad durch das Unterbrechungsschaltglied definierende Kontakteinheit umgreift. Es ist ein pyrotechnisches Material vorgesehen, das ein gaserzeugendes und/oder stoßwellenerzeugendes, aktivierbares Material ist. Die Kontakteinheit weist einen ersten und zweiten Anschlusskontakt und einen Trennbereich auf. Das pyrotechnische Material und die Kontakteinheit sind so ausgebildet, dass ihr über den ersten Anschlusskontakt ein zu unterbrechender Strom zuführbar und von ihr über den zweiten Anschlusskontakt abführbar ist (oder umgekehrt) und dass bei einem Zünden des pyrotechnischen Materials der Trennbereich mit einem durch das aktivierbare Material erzeugten Gasdruck und/oder Stoßwelle beaufschlagt wird, so dass der Trennbereich aufgerissen oder eingedrückt und dadurch getrennt wird. Der Isolationsabstand ist dabei so gewählt, dass er für die jeweils zu schaltende Spannung gut ausreicht, die Quellspannung nach der Trennung sicher, d.h. entladungsfrei zu halten. Mindestens eine Kammer im Unterbrechungsschaltglied ist zumindest teilweise von dem Trennbereich begrenzt und im Wesentlichen vollständig mit einem Füllmaterial, vorzugsweise mit Silikonöl, gefüllt. Auf diese Weise steht der Trennbereich mit dem Füllmaterial in Kontakt. The electrical interrupting switching element according to the invention therefore has a housing which surrounds a contact unit defining the current path through the interrupting switching element. There is provided a pyrotechnic material which is a gas generating and / or shockwave generating activatable material. The contact unit has a first and a second connection contact and a separation region. The pyrotechnic material and the contact unit are designed such that a current to be interrupted can be supplied to it via the first connection contact and can be dissipated from it via the second connection contact (or vice versa) and that when the pyrotechnic material is ignited, the separation region with a through the activatable material generated gas pressure and / or shock wave is applied, so that the separation area is torn or pressed and thereby separated. The isolation distance is chosen so that it is well enough for each voltage to be switched, the source voltage after the separation safely, i. discharge-free. At least one chamber in the interruption switching member is at least partially bounded by the separation region and substantially completely filled with a filling material, preferably with silicone oil. In this way, the separation area is in contact with the filling material.
Unter„im Wesentlichen vollständig gefüllt" wird verstanden, dass abgesehen von unvermeidlichen Gasblasen, die beispielsweise aufgrund der Oberflächenspannung des Füllmaterials oder bedingt durch Schwierigkeiten beim Befüllen vorhanden sind, der gesamte Raum der jeweiligen Kammer mit dem Füllmaterial ausgefüllt ist. By "substantially completely filled" is meant that apart from unavoidable gas bubbles, which are present for example due to the surface tension of the filling material or due to difficulties in filling, the entire space of the respective chamber is filled with the filling material.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Trennbereich so gestaltet sein, dass er eine Kammer, vorzugsweise eine Brennkammer, zumindest teilweise umgibt, d.h. die Wand des Trennbereichs begrenzt die eine Kammer zumindest teilweise. According to one embodiment of the invention, the separation region may be designed so that it surrounds a chamber, preferably a combustion chamber, at least partially, ie the wall of the separation area delimits the one chamber at least partially.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Trennbereich die eine Kammer von einer weiteren Kammer abtrennen. Diese weitere Kammer umgibt den Trennbereich vorzugsweise ringförmig. Wird nicht nur die eine Kammer mit Füllmaterial gefüllt, sondern auch der Raum der weiteren Kammer, so findet der Auftrennvorgang des Trennbereichs, vollständig im Füllmaterial statt, so dass ein sich ein beim ersten Aufbrechen bildender Lichtbogen sofort bis schnell gelöscht und weitere Entladungserscheinungen gut verhindert werden können. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann also bei der Auftrennung des Trennbereichs die eine Kammer mit der weiteren Kammer verbunden werden. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann also sowohl die eine Kammer, als auch die weitere Kammer im Wesentlichen vollständig mit dem Füllmaterial gefüllt sein. According to one embodiment of the invention, the separation region can separate the one chamber from another chamber. This further chamber preferably surrounds the separation area annularly. If not only the one chamber filled with filling material, but also the space of the other chamber, the separation process of the separation area, takes place completely in the filling material, so that an arc forming during the first breakup is extinguished immediately to quickly and further discharge phenomena are well prevented can. According to one embodiment of the invention can thus be connected to the separation of the separation region, a chamber with the other chamber. According to one embodiment of the invention, therefore, both the one chamber, and the other chamber can be substantially completely filled with the filling material.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann sich das pyrotechnische Material in der Kammer befinden, die mit dem Füllmaterial gefüllt ist. Auf diese Weise kann die Stoßwelle direkt über das Füllmaterial mit seinem spezifischen, in der Regel sehr kleinen Stoßwellenwiderstand wirken. According to one embodiment of the invention, the pyrotechnic material may be located in the chamber which is filled with the filling material. In this way, the shock wave can act directly on the filler material with its specific, usually very small shock wave resistance.
Das pyrotechnische Material ist vorzugsweise mit einer Schutzschicht, vorzugsweise aus Naturgummi und/oder Epoxidharz, versehen, die verhindert, dass das Füllmaterial das pyrotechnische Material inaktiviert, bevor es aktiviert wird. Das pyrotechnische Material ist dem erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglied vorzugsweise in Form eines sogenannten Minidetonators, oder einer Anzünd- oder Zündpille vorhanden, kann jedoch auch in anderer Form eingebracht sein. The pyrotechnic material is preferably provided with a protective layer, preferably of natural rubber and / or epoxy resin, which prevents the filling material from inactivating the pyrotechnic material before it is activated. The pyrotechnic material is preferably present in the form of a so-called Minidetonators, or a primer or squib, but may also be incorporated in another form the interruption element according to the invention.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich das pyrotechnische Material in der einen Kammer, d.h. die eine Kammer ist dann die Brennkammer. Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen das pyrotechnische Material in der weiteren Kammer vorgesehen ist, beispielsweise in einem Außenbereich der weiteren Kammer innerhalb des Gehäuses (siehe Fig.11) oder gar außerhalb des Gehäuses, wobei hier die erzeugte Energie bzw. der Druck oder die Stoßwelle über eine Druckleitung (siehe Fig.12). auf den Trennbereich und den Treibspiegel einwirkt. Das Füllmaterial weist vorzugsweise ein elektrisch gut isolierendes Material auf. Es beinhaltet vorzugsweise ein Material, das bei Energieeinwirkung bzw. seiner Zersetzung selbst wieder in einen Isolator zerfällt. Beide Eigenschaften können aber auch von einem Material alleine erfüllt sein, wie dies bei Silikonölen der Fall ist: Das gut elektrisch isolierende Öl wird z.B. durch Lichtbogeneinfluss zersetzt und hierbei zum Siliziumdioxid, das ebenfalls ein guter elektrischer Isolator ist. According to one embodiment of the invention, the pyrotechnic material is in the one chamber, that is, the one chamber is then the combustion chamber. However, embodiments are also conceivable in which the pyrotechnic material is provided in the further chamber, for example in an outer region of the further chamber within the housing (see FIG. 11) or even outside the housing, in which case the energy generated or the pressure or the shock wave via a pressure line (see Fig.12). acting on the separation area and the sabot. The filling material preferably has an electrically good insulating material. It preferably contains a material which decomposes itself again into an insulator when exposed to energy or its decomposition. However, both properties can also be met by one material alone, as is the case with silicone oils: the well electrically insulating oil is decomposed, for example, by the influence of arcing and in this case to silicon dioxide, which is also a good electrical insulator.
Das pyrotechnische Material ist üblicherweise in der einen Kammer untergebracht, es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, die das pyrotechnische Material im Außenbereich der weiteren Kammer innerhalb des Gehäuses (siehe Fig.11) oder gar außerhalb des Gehäuses über eine Druckleitung beinhalten (siehe Fig.12) und den Druck bzw. die Stoßwelle auf diese Weise dem Trennbereich zuführt. Auch hierbei können mit Erfolg alle Leervolumina mit Fluid gefüllt sein bzw. werden, wie es in den beiden Figuren zu sehen ist. In beiden letztgenannten Fällen würde das Stegmaterial im Trennbereich nach dem Auftrennen entweder nach innen gedrückt werden oder einfach nur längs zerrissen werden. The pyrotechnic material is usually accommodated in one chamber, but embodiments are also conceivable which include the pyrotechnic material in the outer region of the further chamber within the housing (see FIG. 11) or even outside the housing via a pressure line (see FIG ) and supplies the pressure or the shock wave in this way the separation area. Again, all void volumes can successfully be filled with fluid, as can be seen in the two figures. In both latter cases, the web material in the separation area would be either pushed inwards after separation or simply torn longitudinally.
Die Anwesenheit eines Füllmaterials in mindestens einer der Kammern hat zudem den Vorteil, dass die Oberfläche beispielsweise des Minidetonators gegen die Innen- oder Außenwand des Trennbereiches elektrisch gut isoliert wird. Die Anwesenheit eines Füllmaterials in der einen Kammer oder der weiteren Kammer hat außerdem den Vorteil, dass der Gasanteil darin stark verkleinert werden kann, damit mit wenig durch den Minidetonator erzeugter Gasmenge schon ein hoher Druck auf den Trennbereich und einen eventuellen Treibspiegel ausgeübt werden kann. Damit kann sehr effektiv, d.h. mit wenig Gas bzw. umgesetzter pyrotechnischer Masse, so viel Druck erzeugt werden, dass auch ein mit dickem Material ausgeführter Trennbereich der Kontakteinheit gut aufreißt und danach auch noch einen eventuell vorhandenen Treibspiegel bedrückt und damit einen eventuell vorhandenen Stauchbereich zusammenpresst bzw. zusammenfaltet wird. Durch das durch das Füllmaterial verringerte Gasvolumen in der Kammer und/oder der weiteren Kammer kann zudem erreicht werden, dass wenig Druckenergie gespeichert wird und so beim Aufplatzen des Gehäuses des Unterbrechungsschaltglieds nach einer Überlastung der Baugruppe keine große unerwünschte Wirkung nach außen auftritt. Nur in einem Gasvolumen könnte nennenswert Energie gespeichert werden, die sich dann beim Aufgehen des Gehäuses des Unterbrechungsschaltglieds explosionsartig zeigen könnte. Weiterhin wird durch das Füllmaterial der Stoßwellenwiderstand in der einen Kammer oder der weiteren Kammer stark verringert, bzw. der Trennbereich quasi akustisch an den Minidetonator angekoppelt. Hierbei werden in der Stoßwellenfront Drücke von weit mehr als 1 kbar erreicht. Die Wanderung dieser Druckstörung bzw. der Druckenergie in Richtung der Wandung des Trennbereichs würde durch ein Gasvolumen behindert, abgeschwächt oder gedämpft. Durch die Einfüllung eines Füllmaterials mit einem geringeren Stoßwellenwiderstand als ein Gas kann die beispielsweise durch den Minidetonator erzeugte Energie so ungeschwächt wie möglich für die Zerstörung des Trennbereichs und für die Beaufschlagung eines eventuell vorhandenen Treibspiegels, und nicht für die Erwärmung und Bedrückung des Gases eingesetzt werden. Bei der Verwendung von beispielsweise Silikonölen kommt es zu einer Verbesserung bzw. Verstärkung der Stoßwelle gegenüber Luft zwischen 1000x bis 4000x. The presence of a filling material in at least one of the chambers also has the advantage that the surface of, for example, the mini-dictator is electrically well insulated against the inner or outer wall of the separation region. The presence of a filling material in the one chamber or the other chamber also has the advantage that the gas content can be greatly reduced therein, so that with little generated by the Minidetonator amount of gas already a high pressure on the separation area and a possible sabot can be exercised. This can be very effective, ie with little gas or reacted pyrotechnic mass, so much pressure generated that even a running with thick material separation area of the contact unit well ruptures and then also oppressed any existing sabot and thus compresses any existing compression area or is folded up. By reduced by the filling material gas volume in the chamber and / or the other chamber can also be achieved that little pressure energy is stored and so occurs when bursting the housing of the interruption switching element after overloading of the assembly no major undesirable effect to the outside. Only in one gas volume could be significantly energy stored, which could then explode when the housing of the breaker switch. Furthermore, the shock wave resistance in the one chamber or the further chamber is greatly reduced by the filling material, or the separation region is acoustically coupled to the mini-detonator as it were. In this case, pressures of far more than 1 kbar are achieved in the shockwave front. The migration of this pressure disturbance or the pressure energy in the direction of the wall of the separation region would be impeded, attenuated or damped by a gas volume. By filling a filling material with a lower shock wave resistance than a gas, the energy generated, for example, by the mini-detonator can be used as unimpaired as possible for the destruction of the separation area and for the application of a possible sabot, and not for the heating and depression of the gas. When using, for example, silicone oils there is an improvement or enhancement of the shock wave against air between 1000x to 4000x.
Wrd das pyrotechnische Material gezündet, so ermöglicht die Anwesenheit des Füllmaterials die Ausbreitung der Stoßwelle mit einer wesentlich geringeren Dämpfung, so dass der Trennbereich wesentlich effektiver aufgerissen und der Treibspiegel bedrückt werden kann, als bei Vorhandensein eines gasförmigen Materials. Dadurch kann das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied wesentlich effizienter und schneller schalten, verglichen mit einem Schaltglied, das ein gasförmiges Füllmaterial aufweist. Es hat sich auch herausgestellt, dass durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Füllmaterials auch die Dicke des Trennbereichs stark erhöht werden kann, ohne dass dabei eine sonst übliche höhere Menge an pyrotechnischem Material zur erfolgreichen Trennung eingesetzt werden müsste. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied für weit höhere Ströme bei höheren Spannungen eingesetzt werden, ohne dass es zu einer unzulässigen Erwärmung des Trennbereichs kommt. When the pyrotechnic material is ignited, the presence of the filler material allows the shock wave to propagate with much less damping so that the separation region can be ruptured much more effectively and the sabot can be depressed than when a gaseous material is present. As a result, the interruption switching element according to the invention can switch much more efficiently and faster compared to a switching element which has a gaseous filling material. It has also been found that by using a filling material according to the invention, the thickness of the separating region can be greatly increased, without the need to use a conventional higher amount of pyrotechnic material for successful separation. In this way, the interruption switching element according to the invention can be used for much higher currents at higher voltages, without resulting in an impermissible heating of the separation region.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Kontakteinheit einen Stauchbereich aufweisen. Der Stauchbereich kann derart gestaltet sein, dass er eine noch weitere Kammer umgibt. Der Stauchbereich kann so gestaltet sein, dass er während des Auftrennvorgangs des Trennbereichs gestaucht wird. Es ist bevorzugt, dass das Material des Stauchbereichs ein gut verformbares, evtl. auch weichgeglühtes Material ist, um das Faltverhalten des Stauchbereichs zu verbessern. According to one embodiment of the invention, the contact unit may have an upsetting region. The swage area can be designed such that it surrounds a still further chamber. The swage area can be designed so that it is compressed during the separation process of the separation area. It is preferred that the material of the swaged area is a readily deformable, possibly also annealed material in order to to improve the folding behavior of the compression area.
In Versuchen mit einer derartigen Baugruppe hat es sich zudem gezeigt, dass nach dem Auftrennen des Trennbereichs und dem Entstehen des Lichtbogens eine kleine Menge des Füllmaterials verdampft, damit Energie dem Lichtbogen entzieht, aber gleichzeitig damit eine zusätzliche Gasmenge erzeugt, die auf den Trennbereich und den Treibspiegel einwirkt und diese effektiv bedrückt. Dadurch wird die Trennung und das Stauchen des Stauchbereichs immer schneller und effektiver, je höher der abzuschaltende Strom und damit der zunächst erzeugte Lichtbogen ist. Das ist ein sehr willkommener Effekt, der dazu führt, dass das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied noch bei extrem hohen zu trennenden Strömen eingesetzt werden kann. In experiments with such an assembly, it has also been shown that after the separation of the separation area and the formation of the arc evaporates a small amount of the filler, so that energy withdraws from the arc, but at the same time generates an additional amount of gas, the separation area and the Sabot acts and effectively depresses them. As a result, the separation and compression of the compression area becomes faster and more effective, the higher the current to be disconnected and thus the arc initially generated. This is a very welcome effect, which means that the breaker switch according to the invention can still be used at extremely high currents to be separated.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann auch die noch weitere Kammer des Stauchbereichs vollständig mit dem Füllmaterial gefüllt werden. Durch die Bewegung des Treibspiegels und/oder den Stauchvorgang des Stauchbereichs wird das Volumen der noch weiteren Kammer derart verringert, dass das verdampfbare Medium durch den wenigstens einen Kanal zwischen die mindestens zwei Teile des Trennbereichs eingespritzt wird. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die noch weitere Kammer über eine Bohrung (Kanal) mit der einen Kammer verbunden ist. Dadurch kann das Füllmaterial aus der noch weiteren Kammer über den Kanal während des Stauchvorgangs in die eine Kammer gedrückt werden und unterbindet bzw. kühlt damit weiter effektiv den evtl. an dem Trennbereich noch stehenden Lichtbogen. Gleichzeitig wird das in der einen Kammer evtl. schon teilweise zersetzte Löschmittel durch das neu zuströmende Medium verdünnt und so ebenfalls die Isoliereigenschaften des "gestressten" Löschmittels verbessert. In dieser Ausgestaltung der Erfindung kann es auch bevorzugt sein, dass nur die eine Kammer und die noch weitere Kammer sowie der verbindende Kanal mit einem Füllmaterial gefüllt sind. Hier kann es bevorzugt sein, dass die weitere Kammer kein Füllmaterial enthält. According to one embodiment of the invention, the still further chamber of the compression area can be completely filled with the filling material. By the movement of the sabot and / or the upsetting operation of the compression region, the volume of the still further chamber is reduced such that the vaporizable medium is injected through the at least one channel between the at least two parts of the separation region. In this case, it is preferred that the still further chamber is connected via a bore (channel) with the one chamber. As a result, the filling material from the still further chamber can be pressed into the one chamber via the channel during the upsetting process and thus prevents or further effectively cools the arc which may still be present at the separation region. At the same time, the extinguishing agent, which may have already been partially decomposed in one chamber, is diluted by the newly flowing medium and thus likewise improves the insulating properties of the "stressed" extinguishing agent. In this embodiment of the invention, it may also be preferred that only the one chamber and the still further chamber and the connecting channel are filled with a filling material. Here it may be preferred that the further chamber contains no filling material.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Stauchbereich hinsichtlich des Materials und der Geometrie so ausgelegt werden, dass die Wandung des Stauchbereichs infolge der Stauchbewegung gefaltet, vorzugsweise mäanderförmig gefaltet wird. In einer Ausführungsform der Erfindung kann der Stauchbereich mindestens eine Lochung aufweisen, die eine Verbindung zwischen der noch weiteren Kammer mit einem die noch weitere Kammer umgebenden Volumen ermöglicht. Auf diese Weise kann zusätzliches Füllmaterial während des Stauchvorgangs zur Verfügung gestellt, und das durch Bewegen des Treibspiegels größer werdende Volumen der einen und der weiteren Kammer mit Füllmaterial nachgefüllt werden. Dadurch steht mehr Löschmittel für den Schaltlichtbogen und zusätzliche Arbeitsmöglichkeit für die in der Kreisinduktivität im Augenblick des Auftrennens des Trennbereichs gespeicherte magnetische Energie zur Verfügung, so dass das Material des Stauchbereichs besser umgeformt werden kann. Durch mehr zur Verfügung stehendes Löschmittel kann der im Trennbereich entstehende Lichtbogen besser gekühlt bzw. gestört werden. Weiterhin kann auch verhindert werden, dass in dem Kammervolumen um den Trennbereich ein Gasraum entsteht. Dabei kann auch die Gasmenge des bedrückten Raums nach der Auslösung so gering wie möglich gehalten werden, und somit die mit einem hoch bedrückten Gasraum einhergehende Explosionsgefahr minimiert werden. Weiterhin kann auf diese Weise das durch den Lichtbogen teilweise umgesetzte Füllmaterial durch das neu eingespritze Füllmaterial verdünnt werden. Dadurch werden bessere Isolationswerte erzielt. Auch wird durch die Befüllung der noch weiteren Kammer die Löschzeit durch Verzögerung des Stauchvorgangs verlängert. Dadurch wird erreicht, dass die Stromabschaltung auch noch bei größeren Zeitkonstanten aus Kreisinduktivität und Stromkreiswiderstand funktioniert: Die Stauchzeit bestimmt die Zeit, in der das Füllmaterial in die eine Kammer und weitere Kammer eingespritzt wird und so den dort stehenden Lichtbogen besonders effektiv kühlt, stört und durch Stoffumwandlung bzw. Verdampfen arbeiten lässt. Wenn die Zeitkonstante aus Lastwiderstand und der Kreisinduktivität größer ist als die Zeit, die während des bzw. durch das Stauchen zur Verfügung steht, kann das Unterbrechungsschaltglied den dann nach Ende des Trennvorgangs immer noch fließenden Strom und damit den dann immer noch stehenden Lichtbogen nicht mehr kühlen. Dadurch steigt der Innendruck durch verdampftes Füllmaterial an, und es kann zur unerwünschten Zerstörung bzw. Explosion des Unterbrechungsschaltglieds kommen. Die durch die in der Kreisinduktivität gespeicherte magnetische Energie zum Zeitpunkt der Abschaltung bzw. der Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds muss in andere Energieformen umgewandelt werden. Für diese Umwandlung stehen erfindungsgemäß folgende Möglichkeiten zur Verfügung: Erwärmung und letztlich die Verdampfung des Füllmaterials bzw. dessen zumindest teilweise chemische Umwandlung bei dessen Lichtbogenkontakt, Stauchen des Materials des Kontaktelements im Stauchbereich, Erwärmung des Füllmaterials durch Strömungswiderstände während des Stauchens des Stauchbereichs (durch die richtige Auslegung der Überströmflächen kann hier die Stauchzeit an die maximale bzw. real vorhandene Zeitkonstante aus Kreisinduktivität und Lastwiderstand nach der Gleichung tau = L * R angepasst werden). According to one embodiment of the invention, the swage area can be designed with regard to the material and the geometry such that the wall of the swaged area is folded, preferably meander-shaped, as a result of the swaging movement. In one embodiment of the invention, the swaged portion may have at least one perforation, which allows a connection between the still further chamber with a volume surrounding the still further chamber. In this way, additional filling material can be made available during the swaging operation, and the volume of the one and the further chambers becoming larger by moving the sabot can be refilled with filling material. As a result, there is more extinguishing means for the switching arc and additional work possibility for the magnetic energy stored in the circular inductance at the moment of the separation of the separation region, so that the material of the compression region can be better transformed. By more available extinguishing agent, the resulting arc in the separation area can be better cooled or disturbed. Furthermore, it can also be prevented that a gas space is created in the chamber volume around the separation area. In this case, the amount of gas in the depressed room can be kept as low as possible after triggering, and thus the risk of explosion associated with a highly depressed gas space can be minimized. Furthermore, in this way, the partially converted by the arc filling material can be diluted by the newly injected filler. This results in better insulation values. Also, the filling time of the still further chamber lengthens the extinguishing time by delaying the upsetting process. This ensures that the power shutdown works even with larger time constants of circular inductance and circuit resistance: The compression time determines the time in which the filler is injected into the one chamber and another chamber and thus the arc standing there particularly effectively cools, bothers and passes Material conversion or evaporation can work. If the time constant of load resistance and the circular inductance is greater than the time that is available during or through the upsetting, the interruption switching element can no longer cool the then still flowing at the end of the separation process and thus the then still standing arc , As a result, the internal pressure increases due to vaporized filling material, and it can lead to the unwanted destruction or explosion of the interruption switching element. The magnetic energy stored in the circular inductance at the time of the disconnection or the tripping of the interruption switching element must be converted into other forms of energy. For this conversion, the following options are available according to the invention: Heating and ultimately the evaporation of the filler or its at least partial chemical conversion in the arc contact, upsetting the material of the contact element in the compression region, heating of the filler by flow resistance during compression of the compression region (by the correct design of the overflow may here the compression time to the maximum or real existing time constant of circular inductance and load resistance can be adjusted according to the equation tau = L * R).
Das Einbringen einer Lochung im Stauchbereich hat den Vorteil, dass über deren Größe der Strömungswiderstand der hier beim Zusammenpressen des Stauchbereichs überströmenden Flüssigkeit groß genug ist bzw. optimal für den Schaltvorgang eingestellt werden kann. Dadurch kann das Füllmaterial die zum Zeitpunkt des Trennens in der Kreisinduktiviät gespeicherte magnetische Energie besser aufnehmen bzw. in andere Energieformen umwandeln. The introduction of a perforation in the swaged area has the advantage that the size of the flow resistance of the overflowing here during compression of the swaged area fluid is large enough or can be optimally adjusted for the switching operation. Thereby, the filling material can better absorb the magnetic energy stored in the Kreisinduktiviät at the time of separation or convert it into other forms of energy.
In einer Ausgestaltung der Erfindung können in das Füllmaterial Thermite eingebracht sein. Hierbei sind alle Ausgestaltungen denkbar: Beimischung von Thermiten in das Füllmaterial der einen Kammer, der weiteren Kammer und/oder der noch weiteren Kammer. In einer Ausgestaltung kann die weitere Kammer auch Thermite in Pulverform enthalten. In one embodiment of the invention may be introduced into the filler Thermite. In this case, all embodiments are conceivable: admixture of thermites in the filling material of a chamber, the other chamber and / or the still further chamber. In one embodiment, the further chamber may also contain thermite in powder form.
Der wenigstens eine Kanal kann düsenartig ausgebildet sein. Insbesondere kann der Kanal so ausgerichtet sein, dass er in seiner Erstreckungsrichtung auf das ortsfeste aufgetrennte Ende des Trennbereichs gerichtet ist. The at least one channel may be formed like a nozzle. In particular, the channel may be oriented so that it is directed in its direction of extension to the stationary separated end of the separation area.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Trennbereich hohlzylindrisch und im Querschnitt vorzugsweise ringförmig ausgebildet sein. In diesem Fall befindet sich die eine Kammer im Innenraum des Hohlzylinders und wird somit durch diesen teilweise begrenzt. Die weitere Kammer umgibt den Stauchbereich dabei vorzugsweise ringförmig. According to one embodiment of the invention, the separation region may be hollow-cylindrical and preferably annular in cross-section. In this case, the one chamber is located in the interior of the hollow cylinder and is thus partially limited by this. The further chamber surrounds the compression region preferably annular.
Auch der Stauchbereich kann hohlzylindrisch und im Querschnitt vorzugsweise ringförmig ausgebildet sein. Im Inneren des Hohlzylinders kann so das Füllmaterial einge- bracht werden. Ein ringförmiger Querschnitt begünstigt ein, über den Umfang gesehen, gleichmäßiges Falten der Hohlzylinderwandung während des Stauchvorgangs. The compression region can also be hollow-cylindrical and preferably annular in cross-section. Inside the hollow cylinder, the filling material can thus be inserted. be brought. An annular cross-section favors, over the circumference, uniform folding of the hollow cylinder wall during the upsetting process.
Die Länge des Hohlzylinders im Trennbereich / die Länge des Schaltstegs liegt vorzugsweise im Bereich von 3 mm bis 15 mm, stärker bevorzugt im Bereich von 5 mm bis 10 mm und noch stärker bevorzugt im Bereich von 6 mm bis 8 mm. Für Sonderfälle sind jedoch auch Stegbreiten von 1 mm von Vorteil, insbesondere, wenn besonders schnell geschaltet werden soll. Die Wanddicke des hohlzylindrischen Trennbereichs/die Materialdicke des Schaltstegs kann bis zu 1000 μηι betragen, bevorzugt ist hier der Bereich von 400 μηι bis 700 μηι. Bei bisherigen Unterbrechungsschaltgliedern ohne Füllmaterial in der Brennkammer oder der weiteren Kammer musste die Wanddicke hier auf bis zu 150 μηι reduziert werden, da nur dann eine Trennung im Trennbereich sichergestellt werden konnte, ohne dass die Menge an pyrotechnischem Material unerwünscht erhöht werden musste. Trotz der nun sehr großen Materialdicke des Schaltstegs kann die Menge an pyrotechnischem Material sehr gering gehalten werden. So sind erfindungsgemäß nur etwa 30 mg bis 100 mg eines aktivierbaren Materials notwendig. Bei früheren Unterbrechungsschaltgliedern ohne Füllmaterial in der Brennkammer oder der weiteren Kammer musste die bis zu fünffache Menge an aktivierbarem Material eingesetzt werden, damit der Trennbereich sicher durchtrennt wurde. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Trennbereich aus einem Metall gebildet sein, das mit einem Weichlotmaterial eine Legierung bilden kann. Hierbei wird der Effekt ausgenützt, dass eine Legierung im Vergleich zu dem Metall im Nicht- legierungszustand einen bei weitem niedrigeren Schmelzpunkt aufweist. Auf diese Weise kann ab einer bestimmten Schwellstromstärke eine Temperatur erreicht werden, bei der in Kombination mit der Einwirkdauer dieser Temperatur die Legierungsbildung einsetzt, mit der Wirkung, dass die Schmelztemperatur des Trennbereichs an dieser Stelle drastisch herabgesetzt wird. Durch die Herabsetzung der Schmelztemperatur kommt es deutlich früher zum Auftrennen des Trennbereichs und zur Bildung des Lichtbogens zwischen den beiden Enden des Trennbereichs, die Baugruppe kann damit bereits bei niedrigeren Strömen passiv schalten oder auch einfach nur früher/schneller nach dem Einwirken eines Überstroms den Stromkreis auftrennen. Das Weichlotmaterial ist vorzugsweise auf der Oberfläche des Metalls des Trennbereichs angeordnet. Hierbei kann im Fall einer hohlzylindrischen oder hohlprismatischen Aus- gestaltung des Trennbereichs das Weichlotmaterial umlaufend aufgebracht sein. Weiterhin kann - unabhängig von der Ausgestaltung des Trennbereichs - das Weichlotmaterial auch auf einer oder mehreren begrenzten Fläche(n) aufgebracht sein. Das Weichlotmaterial kann den Trennbereich aber auch ganz benetzen. Das Aufbringen des Weichlotmaterials kann thermisch, durch Aufpressen oder andere geeignete Verfahren stattfinden. Das Basismaterial des Trennbereichs kann beispielsweise aus Kupfer bestehen. In diesem Fall kann beispielsweise Zinn als Weichlotmaterial eingesetzt werden. Es sind für das Basismaterial und das Weichlotmaterial aber auch alle Kombinationen von Materialien denkbar, aus denen eine Legierung gebildet werden kann. Es können auch zwei oder mehrere verschiedene Weichlotmaterialien in Kombination verwendet werden. Bei Erreichen der Schwellstromstärke können die Lotatome in das Basismaterial eindringen und dort einen interkristallinen Bereich erzeugen, bei dem die Schmelztemperatur herabgesetzt wird. Beispielsweise kann hiermit während des Aufheizens der Kontakteinheit durch den durch sie fließenden Strom die Schmelztemperatur eines für die Kontakteinheit verwendeten Kupfers von 1075°C auf nur mehr 175°C gesenkt werden. Dieser Effekt ist bekannt, er wird so bereits in einigen The length of the hollow cylinder in the separation area / the length of the switching land is preferably in the range of 3 mm to 15 mm, more preferably in the range of 5 mm to 10 mm, and even more preferably in the range of 6 mm to 8 mm. For special cases, however, web widths of 1 mm are also an advantage, especially if switching is to be particularly fast. The wall thickness of the hollow cylindrical separation area / the material thickness of the switching bridge can be up to 1000 μηι, preferably here is the range of 400 μηι to 700 μηι. In previous breaker links without filler in the combustion chamber or the other chamber, the wall thickness had to be reduced here to up to 150 μηι, since only then separation in the separation area could be ensured without the amount of pyrotechnic material had to be increased undesirable. Despite the now very large material thickness of the switching bridge, the amount of pyrotechnic material can be kept very low. Thus, according to the invention, only about 30 mg to 100 mg of an activatable material are necessary. Previous breaker elements without fill material in the combustion chamber or the other chamber had to use up to five times the amount of activatable material in order to safely cut through the separation region. According to one embodiment of the invention, the separation region may be formed from a metal which can form an alloy with a soft solder material. Here, the effect is exploited that an alloy has a much lower melting point compared to the metal in the non-alloy state. In this way, from a certain threshold current intensity, a temperature can be reached at which, in combination with the duration of action of this temperature, alloying begins, with the effect that the melting temperature of the separation region at this point is drastically reduced. By lowering the melting temperature occurs much earlier to split the separation area and the formation of the arc between the two ends of the separation area, the assembly can passively switch even at lower currents or just earlier / faster after the action of an overcurrent break the circuit , The soft solder material is preferably disposed on the surface of the metal of the separation region. In the case of a hollow cylindrical or hollow prismatic design of the separation region to be applied to the soft solder material circumferentially. Furthermore, regardless of the design of the separation region, the soft solder material may also be applied to one or more limited surfaces. The soft solder material can also completely wet the separation area. The application of the soft solder material may take place thermally, by pressing or other suitable methods. The base material of the separation region can consist for example of copper. In this case, for example, tin can be used as soft solder material. However, all combinations of materials from which an alloy can be formed are conceivable for the base material and the soft solder material. Two or more different soft solder materials may also be used in combination. Upon reaching the threshold current intensity, the solder atoms can penetrate into the base material and produce there an intercrystalline region in which the melting temperature is lowered. For example, this can be during the heating of the contact unit by the current flowing through them, the melting temperature of a copper used for the contact unit of 1075 ° C to only 175 ° C lowered. This effect is known, it is already in some way
Schmelzsicherungen eingebracht - und kann auch bei dem hier beschriebenen Schutzelement mit Erfolg eingesetzt werden. Fuses introduced - and can also be used successfully in the protective element described here.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Trennbereich vorzugsweise so ausgestaltet, dass er Sollbruchstellen, beispielsweise in Form von Verengungen, Kerben, Bohrungen oder Querschnittssprüngen, aufweist. Auf diese Weise kann der Trennbereich so ausgestaltet werden, dass er leichter in mindestens zwei Teile aufgetrennt wird, und in der Folge das Unterbrechungsschaltglied schneller und sauberer, d.h. unter Freisetzung möglichst weniger und, wenn schon nicht vermeidbar, dann zumindest möglichst kleiner Partikel den Stromkreis auftrennt und abschaltet. Nach dieser Ausgestaltung der Erfindung kann also bei der Auftrennung des Trennbereichs die eine Kammer mit der weiteren Kammer verbunden werden. Hierbei ist es bevorzugt, dass sowohl die eine Kammer, als auch die weitere Kammer mit dem Füllmaterial gefüllt sind. Die weitere Kammer kann jedoch auch ein Medium enthalten, das pulverförmig ist oder in Form eines ölfeuchten Pulvers vorliegt. Hier kann das Pulver aus allen denkbaren Gesteinsarten (vorzugsweise als Gesteinsmehl), Zementen, Schamotten, Tonerden, gemahlenen oder gesinterten Silikaten oder Korunden sein. Handelt es sich um ein ölfeuchtes Pulver, so wird hier vorzugsweise Silikonöl eingesetzt. In one embodiment of the invention, the separation region is preferably designed so that it has predetermined breaking points, for example in the form of constrictions, notches, holes or cross-sectional jumps. In this way, the separation region can be configured so that it is more easily separated into at least two parts, and as a result the interruption switching element faster and cleaner, ie with release as less and, if not avoidable, then at least the smallest possible particles separates the circuit and turns off. According to this embodiment of the invention, therefore, in the separation of the separation region, the one chamber can be connected to the other chamber. In this case, it is preferred that both the one chamber and the other chamber are filled with the filling material. However, the further chamber may also contain a medium which is powdery or in the form of an oil-moist powder. Here, the powder from all conceivable rock types (preferably as rock flour), cements, chamottes, clays, ground or sintered silicates or corundum be. Is it a oil-moist powder, so preferably silicone oil is used here.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann der hohlzylindrische Trennbereich eine oder mehrere Nuten aufweisen, die vorzugsweise umlaufende Nuten sind. Der Trennbereich kann beispielsweise außen mittig bzgl. seiner Breite eine umlaufende Nut aufweisen, um bei bzw. kurz nach der Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds sicherzustellen, dass er auch bei hier sehr dicker Wandstärke durch die Verwendung von relativ wenig pyrotechnischem Material früh aufbricht und die beiden aufgetrennten Enden quasi gut aufrollen/aufbördeln. Damit wird sichergestellt, dass keine größeren Materialfetzen entstehen. Gleichzeitig werden beide entstandenen Kontaktenden durch das Aufbördeln verstärkt und so verhindert, dass der hier auch entstehende Lichtbogen zu viel Material des relativ dünnen Stegs des Trennbereichs verdampft und so weiter genährt wird. According to one embodiment of the invention, the hollow cylindrical separation region may have one or more grooves, which are preferably circumferential grooves. With respect to its width, the separating area may, for example, have a circumferential groove at the outside in order to ensure, at or shortly after the tripping of the interrupting switching element, that it breaks open early even here with a very thick wall thickness through the use of relatively little pyrotechnic material and the two separated ends roll up / flake up pretty well. This ensures that no larger material shreds occur. At the same time both resulting contact ends are reinforced by flaring and thus prevents the resulting arc too much material evaporates the relatively thin web of the separation area and is fed on.
Der hohlzylindrische Trennbereich kann aber auch zwei umlaufende Nuten aufweisen, vorzugsweise eine in der Nähe des geometrischen Beginns des Trennbereichs (z.B. am Ende des Radius des Querschnittsprungs) und eine in der Nähe des Endes des Trennbereichs (z.B. am Ende des Radius des Querschnittsprungs). Dadurch wird erreicht, dass bei bzw. nach der Auslösung des pyrotechnischen Materials nach dessen Aktivierung ein ausreichend großer Teil des Stegs des Trennbereichs ausbricht, innerhalb der Sicherung weggeschleudert wird und so durch den entstehenden bzw. entstandenen Lichtbogen nicht mehr verdampft wird. Dadurch wird bedeutend weniger leitfähiges Material im Inneren des Unterbrechungsschaltglieds durch den Lichtbogen erzeugt, damit das Isolationsverhalten nach Funktion bzw. Trennvorgang drastisch verbessert und der Lichtbogen zusätzlich geschwächt, diesem also quasi Brennmaterial entzogen. However, the hollow cylindrical separation area may also have two circumferential grooves, preferably one near the geometric beginning of the separation area (e.g., at the end of the radius of the cross-sectional crack) and one near the end of the separation area (e.g., at the end of the radius of the cross-sectional crack). This ensures that during or after the release of the pyrotechnic material after its activation, a sufficiently large part of the web of the separation area breaks out, is thrown within the fuse and is no longer vaporized by the resulting or resulting arc. As a result, significantly less conductive material is generated in the interior of the interruption switching element by the arc, so that the insulation behavior drastically improved by function or separation process and the arc additionally weakened, so this quasi extracted fuel.
Weiterhin kann der hohlzylindrische Trennbereich auch weitere umlaufende Nuten aufweisen. Wrd die Breite der Nuten ausreichend schmal bezogen auf die Länge des hohlzylindrischen Trennbereichs in der Erstreckungsrichtung des Hohlzylinders gewählt, dann wird durch diese Nuten nicht der Einschleifwiderstand erhöht, sondern sie wirken sich nur wie gewünscht mechanisch aus. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann der hohlzylindrische Trennbereich auch eine umlaufende Verdickung, bspw. in Form eines Knuddels aufweisen. Ein solcher Knuddel wirkt als Wärmesenke und als Versteifung. Vorzugsweise weist der hohlzylindrische Trennbereich an beiden Seiten des Knuddels zwei umlaufende Nuten auf. Bei einer solchen Anordnung wird sichergestellt, dass der Trennbereich an den Nuten aufgetrennt wird, und sich zwei kleinere Lichtbögen bilden, die leichter gekühlt bzw. gelöscht werden können. Furthermore, the hollow cylindrical separation region can also have further circumferential grooves. Wrd the width of the grooves chosen sufficiently narrow relative to the length of the hollow cylindrical separation area in the direction of extension of the hollow cylinder, then these grooves will not increase the Einschleifwiderstand, but they affect only mechanically as desired. According to one embodiment of the invention, the hollow cylindrical separation region can also have a circumferential thickening, for example in the form of a cuddle. Such a cuddle acts as a heat sink and as a stiffener. Preferably, the hollow cylindrical separation region has two circumferential grooves on both sides of the cuddle. In such an arrangement, it is ensured that the separation area is separated at the grooves, and form two smaller arcs, which can be cooled or deleted more easily.
Ist das pyrotechnische Material in der einen Kammer untergebracht, so kann eine dem pyrotechnischen Material, vorzugsweise Minidetonator gegenüberliegende Wand der Brennkammer so geformt sein, dass es zu einer Stoßwellenlenkung kommt, wie es in Fig.10 oben und unten zu sehen ist. If the pyrotechnic material is accommodated in the one chamber, then a wall of the combustion chamber opposite the pyrotechnic material, preferably a mini-fan, can be shaped such that shockwave steering occurs, as can be seen above and below in FIG.
Als aktivierbares (pyrotechnisches) Material in der Brennkammer sind bevorzugt Explosivstoffe, insbesondere detonative Stoffe, z.B. insbesondere Silberazid geeignet, die durch Erwärmung oder elektrische Entladung zur Umsetzung gebracht werden können. Besonders bevorzugt wird Silberazid verwendet, es reagiert detonativ und ist schwer- metallfrei. Es können jedoch auch brennbare Gase, insbesondere Flüssiggase oder andere Brennstoffe zusammen mit flüssigen, festen oder gasförmigen Oxidatoren verwendet werden, die durch Anzünder, elektrische Entladungen, Hitzedrähte oder Explosionsdrähte zur Umsetzung gebracht werden können. As activatable (pyrotechnic) material in the combustion chamber, explosives, in particular detonating substances, e.g. in particular silver azide, which can be brought to implementation by heating or electrical discharge. Silver azide is particularly preferably used, it reacts detonatively and is heavy metal-free. However, flammable gases, in particular liquefied gases or other fuels, may also be used together with liquid, solid or gaseous oxidizers which can be reacted by igniters, electrical discharges, heat wires or explosion wires.
Generell wird der Begriff "pyrotechnisches Material" im Sinne der vorliegenden Beschreibung so verstanden, dass hierunter alle Stoffe oder Stoffgemische fallen, die nach einer Aktivierung in beliebiger weise Gase oder Dämpfe oder Stoßwellen erzeugen, die den Trennbereich aufbrechen und auf einen eventuell vorhandenen Treibspiegel den gewünschten Druck oder die gewünschte Stoßwelle ausüben können. In general, the term "pyrotechnic material" in the sense of the present description is understood to include below all substances or mixtures that produce after activation in any way gases or vapors or shockwaves that break up the separation area and on a possibly existing sabot the desired Pressure or the desired shock wave can exercise.
Das Füllmaterial, das einen geringeren Stoßwellenwiderstand als ein Gas aufweist, ist vorzugsweise ein flüssiges, gelartiges, pastöses, ein weiches gummiartiges oder körniges Material. Vorzugsweise ist das Füllmaterial ein flüssiges Material, beispielsweise ein Öl, insbesondere Silikonöl, oder Silane, insbesondere Hexasilan. Die Wahl von Silikonöl hat gegenüber vielen anderen Ölen den Vorteil, dass dieses bei Kontakt mit dem heißen, die Moleküle des Öls zersetzenden Lichtbogen in festes Siliziumdioxid umgewandelt wird. Auf diese Weise kann die Bildung von meist elektrisch leitfähigem Schmauch oder zerrissenen Molekülketten von kohlenstoffhaltigen flüssigen oder festen Stoffen vermieden werden. Vorzugsweise ist das Silikonöl ein dünnflüssiges Sili- konöl mit einer dynamischen Zähigkeit von weniger als 150 cp, bevorzugt kleiner oder gleich 100 cp. The filler material having a lower shock wave resistance than a gas is preferably a liquid, gelatinous, pasty, soft rubbery or granular material. Preferably, the filler material is a liquid material, for example an oil, in particular silicone oil, or silanes, in particular hexasilane. The choice of silicone oil has the advantage over many other oils that this in contact with the hot, the molecules of the oil decomposing arc is converted into solid silicon dioxide. In this way, the formation of mostly electrically conductive smoke or torn molecular chains of carbonaceous liquid or solid materials can be avoided. The silicone oil is preferably a low-viscosity silicone oil having a dynamic toughness of less than 150 cp, preferably less than or equal to 100 cp.
Insbesondere um die Isolationsfestigkeit bzw. Isolationseigenschaften zwischen den beiden Anschlusskontakten nach der Trennung zu verbessern, kann in einer Ausgestaltung der Erfindung dem Füllmaterial ein Stoff zum Einfangen oder Aufoxidieren von elementarem Kohlenstoff oder der evtl. noch durch den direkten Kontakt des Lichtbogens mit dem Füllmaterial oder auch den umgebenden Materialien - auch ein Teil des Materials des Treibspiegels, der Innenisolation, des Gehäuses und auch der Kontakteinheit selbst verdampfen hier - beigefügt bzw. beigemischt werden. Dies hat den Vorteil, dass die durch den Lichtbogenkontakt in elektrisch leitfähige Stoffe oder Elemente zersetzten Materialien, wie beispielsweise der elementare Kohlenstoff aus der Zersetzung eines als Füllmaterial eingesetzten Silikonöls selbst (=elektrisch leitfähig) eingefangen bzw. zu elektrisch nicht oder nur extrem schwach leitenden Stoffen auf- oxidiert werden, um zu verhindern, dass die elektrische Leitfähigkeit des Füllmaterials erhöht wird. Zum Einfangen von elementarem Kohlenstoff kann beispielsweise hochdisperse Kieselsäure (HDK) zugesetzt werden. Als Stoffe zum Oxidieren von elementarem Kohlenstoff können beispielsweise Perchlorate oder besser Permanganate, wie KMn04, KCI04, KCI03 oder Zirkonium-Kaliumperchlorat (ZPP) eingesetzt werden. Gleichzeitig haben alle genannten Stoffe die Eigenschaft, dass sie bei der Oxidation exotherm reagieren. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen den beiden aufgetrennten Teilen des Trennbereichs schneller erhöht werden, was zur schnelleren Löschung des Lichtbogens führt. In anderen Worten kann in einer Ausgestaltung der Erfindung dem Füllmaterial ein Stoff beigefügt werden, der bei der Entstehung des Lichtbogens exotherm reagiert bzw. zusätzliche Energie zum zusätzlichen Erhitzen und Verdampfen des Füllmaterials freisetzt. In particular, in order to improve the insulation resistance or insulation properties between the two terminal contacts after the separation, in one embodiment of the invention, the filler material for capturing or oxidizing elemental carbon or possibly even by the direct contact of the arc with the filler or else The surrounding materials - even a part of the material of the sabot, the inner insulation, the housing and also the contact unit itself evaporate here - be added or admixed. This has the advantage that the decomposed by the arc contact in electrically conductive substances or elements materials, such as the elemental carbon from the decomposition of a silicone oil used as filler itself (= electrically conductive) captured or too electrically or only extremely weakly conductive materials be oxidized to prevent the electrical conductivity of the filler is increased. For capturing elemental carbon, for example, fumed silica (HDK) can be added. As materials for the oxidation of elemental carbon, for example perchlorates or better permanganates, such as KMn0 4 , KCl0 4 , KCl0 3 or zirconium potassium perchlorate (ZPP) can be used. At the same time, all substances mentioned have the property that they react exothermically during the oxidation. In this way, the distance between the two separated parts of the separation area can be increased faster, resulting in faster extinguishment of the arc. In other words, in one embodiment of the invention, a filler can be added to the filler material, which reacts exothermically in the formation of the arc or releases additional energy for additional heating and vaporization of the filler.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann dem Füllmaterial ein Stoff beigefügt werden, der die Kapazität zur Aufnahme von mechanischer Energie des Füllmaterials erhöht. Auf diese Weise kann die in die Flüssigkeit eindringbare Energie effektiv dissipativ umgewandelt werden. In one embodiment of the invention, a substance can be added to the filling material, which increases the capacity for absorbing mechanical energy of the filling material. In this way, the energy which can be penetrated into the liquid can be effectively dissipatively converted.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann/können dem Füllmaterial auch ein oder mehrere Stoffe zugesetzt werden, die die Isolationsfestigkeit zwischen den beiden aufgetrennten Teilen des Trennbereichs erhöhen, indem sie durch ihr Erhitzen, Aufschmelzen und Verdampfen sehr hohe Energiemengen dissipativ aufnehmen können, ohne gleichzeitig - wie im Fall des Silikonöls - elektrisch leitfähige Stoffe freizusetzen. Hier können beispielsweise alle denkbaren Gesteinsarten, Zemente, Tonerden, Schamotte, gemahlene oder gesinterte Silikate oder Korunde, vorzugsweise dispergiert in Pulverform (Gesteinsmehl) in dem Löschmedium, eingesetzt bzw. eingemischt werden. In a further embodiment of the invention, one or more substances can be added to the filling material, which increase the insulation strength between the two separated parts of the separation region, in that they can dissipatively absorb very large amounts of energy by their heating, melting and evaporation, without simultaneously - as in the case of silicone oil - to release electrically conductive substances. Here, for example, all conceivable rock types, cements, clays, chamotte, ground or sintered silicates or corundum, preferably dispersed in powder form (rock flour) in the extinguishing medium, are used or mixed.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann in einer der Kammern des Unterbrechungsschaltglieds, beispielsweise in der noch weiteren Kammer, ein Material beigefügt werden, das lokal den Einfluss der bei der Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds entstehenden Stoßwellen abschwächt, um so definiert und lokal Vorschädigungen der eingesetzten Materialien zu verhindern. Ein solches Material kann beispielsweise ein Gummi, vorzugsweise in Form einer Gummikugel, sein. Vorzugsweise wird dieser Gummi innerhalb der Kontakteinheit auf der Seite des Stauchbereichs angebracht, um das Aufreißen des Stauchbereichs kurz nach Initiierung des pyrotechnischen Materials zu verhindern. Hierzu kann beispielsweise eine Gummikugel in eine auf der genannten Seite das Unterbrechungsschaltglied verschließende Hohlschraube innen eingesetzt oder aufgesetzt werden. In one embodiment of the invention, a material may be added in one of the chambers of the interruption switching element, for example in the still further chamber, which locally attenuates the influence of the resulting in the triggering of the interruption switching element shock waves, so as to prevent and locally prevent damage to the materials used , Such a material may for example be a rubber, preferably in the form of a rubber ball. Preferably, this rubber is mounted inside the contact unit on the side of the swaging area to prevent the swaging of the swaging area shortly after initiation of the pyrotechnic material. For this purpose, for example, a rubber ball can be inserted or placed inside in a on the said side the interruption switching element occluding hollow screw.
Der wenigstens eine Kanal kann durch eine während des Auslösevorgangs des Unterbrechungsschaltglieds zerstörbare Membran verschlossen sein. Dies ist zumindest dann erforderlich, wenn das Füllmaterial nur in der einen Kammer, aber nicht in der noch weiteren Kammer vorliegen soll, oder umgekehrt. The at least one channel can be closed by a destructible during the triggering operation of the interruption switching member membrane. This is at least necessary if the filler is to be present only in one chamber, but not in the still further chamber, or vice versa.
Der wenigstens eine Kanal kann jedoch auch entfallen, wenn das Rohr des Stauchbereichs nicht mit Füllmaterial gefüllt werden soll oder braucht. Hier besitzt die Kontakteinheit dann weder einen Kanal, noch eine Membran. Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Unterbrechungsschaltglied einen Treibspiegel aufweisen, der bei einem Zünden des pyrotechnischen Materials derart mit einem durch das aktivierbare Material erzeugten Gasdruck und/oder Stoßwelle beaufschlagt wird, dass der Treibspiegel im Gehäuse in einer Bewegungsrichtung aus einer Ausgangsposition in eine Endposition bewegt und dabei der Stauchbereich plastisch verformt wird, wobei der Trennbereich vollständig aufgetrennt wird und in der Endposition des Treibspiegels ein Isolationsabstand zwischen den aufgetrennten Enden des Trennbereichs erreicht ist. However, the at least one channel can also be omitted if the tube of the compression area should not be filled with filler or needs. Here, the contact unit then has neither a channel, nor a membrane. According to one embodiment of the invention, the interruption switching member may comprise a sabot that is acted upon in an ignition of the pyrotechnic material with a gas pressure and / or shock wave generated by the activatable material such that the sabot moves in the housing in a direction of movement from an initial position to an end position and while the compression area is plastically deformed, wherein the separation area is completely separated and in the end position of the sabot an insulation distance between the separated ends of the separation area is reached.
Die Kontakteinheit kann eine gerade Längsachse aufweisen, entlang welcher der Treibspiegel verschiebbar ist. Der Trennbereich kann dann angrenzend an den Treibspiegel und in der Längsachse liegend vorgesehen sein. Ebenso kann der wenigstens eine Kanal - sofern vorhanden - in der Längsachse liegen. Die Kontakteinheit ist vorzugsweise so aufgebaut, dass die einen Flansch zwischen dem Stauchbereich und dem Trennbereich aufweist, in den der Treibspiegel eingreifen und durch dessen Bewegung der Stauchbereich gestaucht werden kann. The contact unit may have a straight longitudinal axis, along which the sabot is displaceable. The separation area may then be provided adjacent to the sabot and lying in the longitudinal axis. Likewise, the at least one channel - if present - lie in the longitudinal axis. The contact unit is preferably constructed so that it has a flange between the swage area and the separation area, in which the sabot engage and by the movement of the swaged area can be upset.
Liegt ein Kanal vor, und ist dieser bzw. die noch weitere Kammer mit Füllmaterial gefüllt, so wird das Löschen eines Lichtbogens bzw. das Behindern einer Lichtbogenausbildung auch dadurch unterstützt, dass sich nach dem Auftrennvorgang des Trennbereichs und der beginnenden Bewegung des Treibspiegels eine heftige Flüssigkeitsströmung ausbildet, die über den aufgebrochenen Trennbereich fließt. If a channel is present, and if this or the still further chamber is filled with filling material, the extinguishing of an arc or obstructing an arc formation is also assisted by the fact that after the separation process of the separation region and the incipient movement of the sabot, a violent flow of liquid forms, which flows over the broken separation area.
Die Kontakteinheit kann aus einem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise Kupfer oder Aluminium oder Messing bestehen, wobei Kupfer oder Aluminium bevorzugt ist. The contact unit may be made of an electrically conductive material, preferably copper or aluminum or brass, with copper or aluminum being preferred.
Es sind jedoch auch Schaltglieder denkbar, bei denen sich der Treibspiegel der Kontakteinheit in einem mehr oder weniger gekrümmten Gehäuse bewegen kann, so dass Schaltglieder fertigbar sind, bei denen beide Stromanschlüsse sich unter einem Winkel zwischen 1 ° und 300° befinden, vorzugsweise unter 30°, 45°, 90°, 120° oder 180°. Der Treibspiegel würde sich also bei einem um 180° gebogenen Gehäuse nach der Auslösung und dem Aufbrechen des Trennbereichs im Halbkreis im Gehäuse bewegen, so dass beide Stromanschlüsse auf derselben Seite zu liegen kommen. Der Trennbereich und das pyrotechnische Material können so ausgebildet sein, dass der Trennbereich bei einem Zünden des pyrotechnischen Materials aufgerissen oder zumindest teilweise aufgerissen und durch eine Verschiebebewegung des Treibspiegels völlig und weiter aufgetrennt wird. Beispielsweise kann das pyrotechnische Material zumindest teilweise innerhalb des Trennbereichs angeordnet werden. Bei einem Zünden des pyrotechnischen Materials wird der Trennbereich über den Umfang ganz oder zumindest teilweise aufgerissen. Bei einem teilweisen Aufreißen erfolgt das vollständige Auftrennen durch die Verschiebebewegung des Treibspiegels und des damit nach dem Auftrennen noch verbundenen Teils des Trennbereichs, wodurch zugleich der Stauchbereich gestaucht wird. However, switching elements are also conceivable in which the sabot of the contact unit can move in a more or less curved housing, so that switching elements are manufacturable, in which both power connections are at an angle between 1 ° and 300 °, preferably below 30 ° , 45 °, 90 °, 120 ° or 180 °. The sabot would therefore move in a 180 ° bent housing after triggering and breaking the separation area in a semicircle in the housing, so that both power connections come to rest on the same side. The separation region and the pyrotechnic material may be formed so that the separation region is torn open during ignition of the pyrotechnic material or at least partially ruptured and completely and further separated by a sliding movement of the sabot. For example, the pyrotechnic material may be at least partially disposed within the separation area. Upon ignition of the pyrotechnic material, the separation area is torn over the circumference completely or at least partially. In a partial tearing the complete separation is carried out by the sliding movement of the sabot and thus still connected after the separation part of the separation area, whereby at the same time the compression area is upset.
Der Trennbereich kann jedoch auch so ausgestaltet sein, dass bei einem Zünden des pyrotechnischen Materials zwei zerstörungsfrei trennbare Teile des Trennbereichs durch eine Verschiebebewegung des Treibspiegels auseinandergezogen werden. However, the separation region can also be designed so that when igniting the pyrotechnic material two non-destructively separable parts of the separation area are pulled apart by a sliding movement of the sabot.
In einer Ausgestaltung der Erfindung können auf der Innenisolation, d.h. der inneren isolierten Seite des Gehäuses, konzentrische Kupferbänder, oder im Treibspiegel Kupferlamellen oder Kupferscheiben eingelassen sein. Auf diese Weise kann der Lichtbogen an diese gut und schnell Energie über Wärmeleitung abgeben und hier Wärme-/ Energie Zwischenspeichern. Dadurch wird der entstehende Lichtbogen bei Kontakt extrem stark abgekühlt bzw. dem Lichtbogen oder der Kreisinduktivität schnell Energie entzogen. Dieser Effekt kann verstärkt werden, wenn der Lichtbogen durch ein äußeres magnetisches Feld in Richtung dieser Kupferbänder oder Kupferlamellen gedrückt wird. Für die Erzeugung der hier notwendigen starken Magnetfelder eignen sich die heute verfügbaren starken Dauermagnete genauso wie Spulen, die in Serie von dem zu schaltenden Strom selbst durchflössen werden - allerdings hier wieder mit dem Nachteil, dass diese die Leitungsinduktivität erhöhen, was eigentlich unerwünscht ist. In one embodiment of the invention, on the internal insulation, i. the inner insulated side of the housing, concentric copper bands, or be embedded in the sabot copper fins or copper discs. In this way, the arc can deliver good and fast energy on this heat conduction and here heat / energy caching. As a result, the resulting arc is extremely strongly cooled in contact or energy quickly withdrawn from the arc or the circular inductance. This effect can be amplified if the arc is pushed by an external magnetic field in the direction of these copper strips or copper lamellae. For the production of the strong magnetic fields required here are the strong permanent magnets available today as well as coils that are traversed in series by the current to be switched itself - but here again with the disadvantage that they increase the line inductance, which is actually undesirable.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es bevorzugt, dass die eine Kammer, die weitere Kammer und die noch weitere Kammer mit einem Füllmaterial gefüllt sind, wobei das Füllmaterial in den verschiedenen Kammern gleich oder verschieden sein kann. Dabei ist es bevorzugt, dass das Füllmaterial in der weiteren Kammer verschieden von dem Füllmaterial in der einen Kammer und der noch weiteren Kammer ist. Unter„verschieden" sollen auch Füllmaterialien verstanden werden, deren Basismaterial das gleiche ist, jedoch einen oder mehrere gleiche oder verschiedene Stoffe in unterschiedlichen Konzentrationen enthalten kann. Vorzugsweise wird in der weiteren Kammer ein Medium mit einer höheren Viskosität verwendet als in den beiden anderen Kammern. Wird als Basismaterial Silikonöl verwendet, dem ein Stoff zum Einfangen bzw. Oxidie- ren von elementarem Kohlenstoff beigemischt ist, so ist es bevorzugt, dass das Silikonöl in der weiteren Kammer eine höhere Konzentration an genanntem Stoff aufweist als das Silikonöl in der einen und der noch weiteren Kammer. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Konzentration um mindestens das 5-fache höher, stärker bevorzugt um mindestens das 10-fache höher ist. Vorzugsweise wird als solcher Stoff hochdisperse Kieselsäure (HDK) verwendet. In einer stark bevorzugten Ausführungsform liegt die Konzentration an HDK in der weiteren Kammer in einem Bereich 30 g/L bis 70 g/L Kieselsäure, stärker 45 g/L bis 55 g/L Kieselsäure. In one embodiment of the invention, it is preferred that the one chamber, the further chamber and the still further chamber are filled with a filling material, wherein the filling material in the different chambers may be the same or different. It is preferred that the filling material in the other chamber different from the filling material in the one chamber and the still further chamber. "Different" should also be understood to mean filling materials whose base material is the same but which may contain one or more identical or different substances in different concentrations Preferably, a medium having a higher viscosity is used in the further chamber than in the other two chambers. If silicone oil is used as the base material, to which a substance for capturing or oxidizing elemental carbon is mixed, it is preferred that the silicone oil in the further chamber has a higher concentration of said substance than the silicone oil in one and the other In this case, it is preferred that the concentration be at least 5 times higher, more preferably at least 10 times higher, preferably using fumed silica (HDK), and in a highly preferred embodiment the concentration at HDK in the other chamber in an area 30 g / L up to 70 g / L silicic acid, stronger 45 g / L to 55 g / L silicic acid.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Unterbrechungsschaltglied auch einen Magneten aufweisen. Ein solcher Magnet soll so ausgestaltet sein, dass der Lichtbogen abgelenkt wird. Durch die Ablenkung des Lichtbogens kann der unerwünschte Stromfluss zwischen den beiden aufgetrennten Enden des Trennbereichs zumindest vermindert werden. Ein solcher Magnet kann außerhalb oder innerhalb des Gehäuses des Unterbrechungsschaltglieds angeordnet sein. Hierzu können entweder Dauermagneten oder Spulen verwendet werden. Bei der Anordnung eines Magneten außerhalb des Gehäuses wird ein Dauermagnet bevorzugt. Ist der Magnet eine Spule, so wird diese vorzugsweise in Reihe mit dem Stromfluss durch das Unterbrechungsschaltglied angeordnet. Letzteres hätte den Vorteil, dass mit steigendem Überstrom auch das Magnetfeld größer werden und den Lichtbogen stärker ablenken würde. Ein solcher Magnet hat aber auch den Vorteil, dass der Effekt einer U-förmigen Leiterschleife beim Anschluss des Unterbrechungsschaltglieds kompensiert werden könnte. Ist das Unterbrechungsschaltglied Teil einer solchen U-förmigen Leiterschleife, dann würde der im Unterbrechungsschaltglied entstehende Lichtbogen durch das Eigenfeld der Stromschleife von dieser weggedrückt werden. Um dabei nicht die Innenisolation des Unterbrechungsschaltglieds zu zerstören, kann ein solcher Magnet gegen dieses Wegdrücken eingesetzt werden. Allerdings würde eine solche Spule bzw. Spulenanordnung auch die Kreisinduktivität erhöhen, was prinzipiell unerwünscht ist. In one embodiment of the invention, the interruption switching member may also comprise a magnet. Such a magnet should be designed so that the arc is deflected. Due to the deflection of the arc, the unwanted current flow between the two separated ends of the separation region can at least be reduced. Such a magnet can be arranged outside or inside the housing of the interruption switching element. For this purpose either permanent magnets or coils can be used. In the arrangement of a magnet outside the housing, a permanent magnet is preferred. If the magnet is a coil, it is preferably arranged in series with the current flow through the interruption switching element. The latter would have the advantage that with increasing overcurrent, the magnetic field would be larger and the arc would deflect more. But such a magnet also has the advantage that the effect of a U-shaped conductor loop could be compensated for the connection of the interruption switching element. If the interruption switch member is part of such a U-shaped conductor loop, then the resulting arc in the breaker switching member would be pushed away by the self-field of the current loop of this. In order not to destroy the internal insulation of the interrupting switching element, such a magnet can be used against this pushing away. However, such a coil or coil arrangement would also increase the circular inductance, which is undesirable in principle.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied in einer Anordnung parallel zu einer Schmelzsicherung geschaltet sein. Mit anderen Worten betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung, in der ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied in einer Anordnung parallel zu einer oder mehreren Schmelzsicherungen geschaltet ist. In einem solchen Schaltkreis hat das Unterbrechungsschaltglied nur die Aufgabe, den Teilstrom durch sich selbst bei den dann hier nur sehr geringen Schaltspannungen abzuschalten (an dem Unterbrechungsschaltglied liegt hier nur die Spannung an, die durch den Stromfluss über die parallel zu ihm geschalteten Sicherung(en) durch deren Innenwiderstand abfällt), damit dann ein entsprechender Überstrom durch die Schmelzsicherung fließt und diese abschaltet. Das Unterbrechungsschaltglied muss dann nach dem Schalten der Schmelzsicherungen) nur die anliegende Quellspannung halten, was aber kein Problem ist, weil hier ja nicht unter Stromfluss geschaltet werden muss. Mit einer derartigen Anordnung kann das Schaltvermögen der Anordnung drastisch gesteigert werden, insbesondere auch Richtung Mittelspannungsanwendungen bis 10kV und Strömen bis 50kADC und darüber und ist dann insbesondere auch für den Leitungsschutz mit sehr hohen Kreisinduktivitäten einsetzbar. In a further embodiment of the invention, the interruption switching element according to the invention can be connected in an arrangement parallel to a fuse. In other words, the present invention also relates to a device in which an interruption switching element according to the invention is connected in an arrangement parallel to one or more fuses. In such a circuit, the interrupting circuit member only has the task of turning off the partial current by itself at the then very low switching voltages (on the interruption switch is here only the voltage that is due to the flow of current through the parallel connected to him fuse (s) through which their internal resistance drops), so that then a corresponding overcurrent flows through the fuse and switches it off. The breaker must then hold after switching the fuses only the applied source voltage, but this is not a problem, because here does not have to be switched under current flow. With such an arrangement, the switching capacity of the arrangement can be drastically increased, especially in the direction of medium voltage applications up to 10kV and currents up to 50kADC and above and is then especially for line protection with very high Kreisinduktivitäten used.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied in einer Anordnung in Serie zu einer oder zwei Schmelzsicherungen geschaltet sein. Mit anderen Worten betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung, in der ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied in einer Anordnung in Serie zu einer oder zwei Schmelzsicherungen geschaltet ist. Vorzugsweise werden in diesen Ausführungsformen zwei Schmelzsicherungen verwendet. Die beiden Schmelzsicherungen sind hierbei vorzugsweise vor und nach dem Unterbrechungsschaltglied, d.h. angeschlossen an den Minus- und Plusanschluss des Unterbrechungsschaltglieds, geschaltet, um beide Anschlusspole absichern zu können, da ein Kurzschluss sowohl in der Minus- als auch in der Plus-Stromkreisschlaufe auftreten kann. In einer solchen Anordnung haben die Schmelzsicherungen die Aufgabe, einen Vorwiderstand bei starker Überlastung für das Unterbrechungsschaltglied zu bilden und damit vor allem die am Trennbereich anliegende Spannung durch die in den Si- cherungen bis auf die Lichtbogenspannung abfallende Spannung zu begrenzen. Auf diese Weise kann das Abschalten des Unterbrechungsschaltglieds sicherer gewährleistet werden. In a further embodiment of the invention, the interruption switching element according to the invention can be connected in an arrangement in series with one or two fuses. In other words, the present invention also relates to a device in which an interruption switching element according to the invention is connected in an arrangement in series with one or two fuses. Preferably, in these embodiments, two fuses are used. The two fuses are in this case preferably before and after the interruption switching element, that is connected to the negative and positive terminal of the interruption switching element, switched to protect both terminal poles, as a short circuit can occur in both the negative and the plus circuit loop. In such an arrangement, the fuses have the task of forming a series resistor in heavy overload for the interruption switching element and thus, above all, the voltage applied to the separation area by the voltage in the Si limit the voltage dropping down to the arc voltage. In this way, the shutdown of the interruption switching element can be ensured more secure.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied in einer Anordnung in Serie zu einem oder zwei Relais geschaltet sein. Mit anderen Worten betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung, in der ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied in einer Anordnung in Serie zu einem oder zwei Relais geschaltet ist. Vorzugsweise werden in diesen Ausführungsformen zwei Relais verwendet. Auf diese Weise kann die Schaltleistung des Unterbrechungsschaltglieds vergrößert werden. Die Relais haben die Aufgabe, neben ihrer Funktion als gewöhnliche Betriebsschalter, im Überlastbereich den Überstrom so weit zu begrenzen, dass der Strom von dem Unterbrechungsschaltglied sicher abgeschaltet werden kann. Die Relais haben vorzugsweise bei Überlast elektrodynamisch abhebende Kontakte (levitierende Kontakte). Durch das Abheben der Kontakte bei Überlast wird der im Augenblick der Trennung des Trennbereichs gemessene Anstieg der Spannung bis knapp über der Betriebsspannung gesenkt und damit ähnlich wie die beschriebenen Schmelzsicherungen in Reihe mit dem Unterbrechungsschaltglied die im Augenblick des Trennvorgangs an der Baugruppe anliegende bzw. wirksame Spannung verringert. Ohne solche Kontakte stiege die Spannung durch das Entladen der Induktivität auf der Lastseite auf bis das Dreifache der Betriebsspannung an. Dadurch würde ein kräftiger Lichtbogen gezündet werden, der deutlich schwieriger zu löschen wäre. In a further embodiment of the invention, the interruption switching element according to the invention can be connected in an arrangement in series with one or two relays. In other words, the present invention also relates to a device in which an interruption switching element according to the invention is connected in an arrangement in series with one or two relays. Preferably, two relays are used in these embodiments. In this way, the switching capacity of the interruption switching element can be increased. The relays have the task, in addition to their function as ordinary operating switch, in the overload range to limit the overcurrent so far that the current can be safely switched off by the interruption switch. The relays preferably have electrodynamically lifting contacts (levitating contacts) when overloaded. By lifting the contacts in case of overload, the measured at the moment of separation of the separation area voltage increase is lowered to just above the operating voltage and thus similar to the fuses described in series with the breaker circuit at the moment of separation on the module voltage applied or effective reduced. Without such contacts, the voltage increases by discharging the inductance on the load side up to three times the operating voltage. This would ignite a powerful arc that would be much harder to extinguish.
In einer weiteren Ausgestaltung werden auf einen oder beide Kontakte des Unterbrechungsschaltglieds Leitungsbügel bzw. Leitungswinkel elektrisch und mechanisch so verbunden, dass das Unterbrechungsschaltglied damit einfach auf eine ebene Platte geschraubt bzw. aufgesetzt werden kann und keine bis dahin zu verwendende Kontaktböcke mehr verwendet werden müssen. Dies ist besonders in der Luftfahrt und im Automotive-Bereich wichtig, weil damit stark Gewicht eingespart werden kann. In a further embodiment, line hanger or line angle are electrically and mechanically connected to one or both contacts of the interruption switching element so that the interruption switch can thus be easily screwed or placed on a flat plate and no contact blocks to be used until then must be used more. This is particularly important in the aerospace and automotive sectors because it can save a lot of weight.
In einer weiteren Ausgestaltung des Unterbrechungsschaltglieds ist dieses als Teil eines Schiebers mit oder ohne Handgriff ausgebildet, der so einfach in einen beste- henden Stromkreis eingeführt oder wieder herausgezogen werden kann. Integriert werden können hier auch einfache sicherheitstechnische Maßnahmen, beispielsweise zum Abschalten des Stromkreises beim Ziehen des Schiebers durch einen Ruhestromkreis, der beim Ziehen vor der endgültigen Trennung des Schaltglieds vom Stromkreis bei dessen Herausziehen beispielsweise ein Schütz abfallen lässt, um so beim Herausziehen der Baugruppe sicher dessen stromlosen Zustand zu erzwingen. In a further embodiment of the interrupting switching element, this is formed as part of a slide with or without handle, which is so easy in a best- existing circuit can be inserted or withdrawn. Can be integrated here also simple safety measures, such as switching off the circuit when pulling the slide by a closed circuit, the fall when pulling before the final separation of the switching element from the circuit when it pulls out, for example, a contactor, so as to safely pull out the assembly to force a de-energized state.
So kann die Innenisolation als Harteloxalschicht bei einem Gehäuse aus Aluminium gebildet werden oder als Keramik- oder AVC-Beschichtung eines Stahlgehäuses. Die meisten O-Ringe sind in die Kunststoffteile ein- oder anspritzbar, müssen dann hier auch nicht mehr einzeln aufgezogen werden und können dann auch nicht mehr vergessen werden. Alle nicht beweglichen elektrisch isolierenden Teile, d.h. alle bis auf Gehäuse und den Treibspiegel, können zudem der Kontakteinheit umspritzt werden. So kann die Anzahl der Einzelteile und der Montageschritte, sowie daraus folgend die Herstellungskosten der Baugruppe drastisch reduziert werden. Thus, the inner insulation can be formed as Harteloxalschicht in a housing made of aluminum or as a ceramic or AVC coating of a steel housing. Most O-rings can be injected or sprayed into the plastic parts and then no longer have to be individually wound up and can then no longer be forgotten. All non-movable electrically insulating parts, i. all but the housing and the sabot, the contact unit can also be encapsulated. Thus, the number of parts and the assembly steps, and consequently the manufacturing cost of the assembly can be drastically reduced.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Unterbrechungsschaltglied eine oder mehrere Wärmesenken aufweisen. Wärmesenken können in der weiteren Kammer, beispielsweise auf dem Treibspiegel, und/oder auf der Innenisolation des Gehäuses aufgebracht sein. Als Material für Wärmesenken kommen Cu, Ag, Messing oder Stahl in Frage. Dabei ist es bevorzugt, dass die Wärmesenken mit Ni beschichtet sind, um eine Korrosion und damit schlechteren Wärmeübergang zu verhindern. Wärmesenken können Energie aufnehmen und dabei das Unterbrechungsschaltglied bzw. den Lichtbogen abkühlen. In one embodiment of the invention, the interruption switching element may comprise one or more heat sinks. Heat sinks may be applied in the further chamber, for example on the sabot, and / or on the inner insulation of the housing. As a material for heat sinks come Cu, Ag, brass or steel in question. It is preferred that the heat sinks are coated with Ni in order to prevent corrosion and thus poorer heat transfer. Heat sinks can absorb energy while cooling the breaker switch or arc.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Kontaktelement einen ersten Anschlusskontaktbereich mit dem ersten Anschlusskontakt und einen zweiten Anschlusskontaktbereich mit dem zweiten Anschlusskontakt aufweisen, wobei der erste Anschlusskontaktbereich in der Längsachse liegend angrenzend an den Stauchbereich und der zweite Anschlusskontaktbereich in der Längsachse liegend angrenzend an den Trennbereich angeordnet sein kann. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann der erste Anschlusskontaktbereich hohlzylindrisch und im Querschnitt vorzugsweise ringförmig ausgestaltet sein. Auf diese Weise kann bei dem elektrischen Unterbrechungsschaltglied der Erfindung ein dritter Anschlusskontakt oder eine Sensor vorhanden sein, der, während der Treibspiegel in Richtung der Endposition bewegt wird, mechanisch und/oder elektrisch betätigt wird. Auf diese Weise kann der dritte Anschlusskontakt oder Sensor als Detektionsmittel für eine erfolgte Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds dienen. Der dritte Anschlusskontakt kann dabei mit dem ersten Anschlusskontakt elektrisch in Verbindung gebracht werden. Auf diese Weise können auch Spannungen über den dritten Anschlusskontakt abgebaut werden, siehe hierzu Fig.9. In one embodiment of the invention, the contact element may have a first terminal contact region with the first terminal contact and a second terminal contact region with the second terminal contact, wherein the first terminal contact region lying in the longitudinal axis adjacent to the compression region and the second terminal contact region lying in the longitudinal axis adjacent to the separation region can be. In one embodiment of the invention, the first terminal contact region may be configured as a hollow cylinder and preferably annular in cross section. In this way, in the electric circuit breaker of the invention there may be a third terminal contact or a sensor which is mechanically and / or electrically actuated while the sabot is being moved towards the end position. In this way, the third connection contact or sensor can serve as a detection means for a successful triggering of the interruption switching element. The third connection contact can be brought into electrical connection with the first connection contact. In this way, voltages can be reduced via the third terminal contact, see Fig.9.
Der dritte Anschlusskontakt (auch Mittelelektrode genannt) ist vorzugsweise als Draht, Stab oder Feder, vorzugsweise als Kupfer- oder Messingdraht/stab oder Kupferfeder, ausgebildet, der/die sich vorzugsweise im vom ersten Anschlusskontaktbereich gebildeten Innenraum entlang der Längsrichtung der Kontakteinheit erstreckt, und vorzugsweise vom Außenbereich des Unterbrechungsschaltglieds bis in die vom Stauchbereich umgebene Kammer reicht. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass bei dem Stauchvorgang des Stauchbereichs der gestauchte Stauchbereich mit dem Stab, Draht oder der Feder des dritten Anschlusskontakts in Verbindung kommt, wodurch der erste und der dritte Anschlusskontakt miteinander leitend verbunden werden können. Die Verwendung einer Feder hat den Vorteil, dass diese dem Stauchvorgang weniger entgegenwirkt als ein steifer Draht oder Stab. Ist der dritte Anschlusskontakt als Stab oder Draht ausgebildet, so ist es deshalb bevorzugt, dass sein in das Unterbrechungsschaltglied ragendes Ende in mindestens zwei Teile aufgesplittet ist. The third terminal contact (also called center electrode) is preferably formed as a wire, rod or spring, preferably as a copper or brass wire / rod or copper spring, which preferably extends in the interior formed by the first terminal contact area along the longitudinal direction of the contact unit, and preferably extends from the outside of the interruption switching element into the chamber surrounded by the compression area. In this way it can be ensured that in the upsetting operation of the swaged portion of the compressed swaged portion with the rod, wire or the spring of the third terminal contact comes into connection, whereby the first and the third terminal contact can be conductively connected together. The use of a spring has the advantage that it counteracts the upsetting process less than a stiff wire or rod. If the third connection contact is designed as a rod or wire, it is therefore preferred that its end protruding into the interruption switching element is split into at least two parts.
Diese sogenannte Mittelelektrode kann dazu dienen, die nach dem Auftrennen des Verbindungselements in der Induktivität des Lastkreises im Augenblick des Schaltens gespeicherte magnetische Energie außerhalb der Trennstelle kurzzuschließen und damit die Trennstelle energiemäßig zu entlasten, siehe hierzu Fig.9. This so-called center electrode can be used to short-circuit the magnetic energy stored after the separation of the connecting element in the inductance of the load circuit at the moment of switching outside the separation point and thus relieve the separation point energiemäßig, see Fig.9.
Diese Mittelektrode kann jedoch auch nur dazu dienen, dem übergeordneten System eine Rückmeldung über eine einmal ausgelöste Baugruppe bzw. ein einmal geöffnetes Verbindungselement zu geben. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auch auf ein erfindungsgemäßes elektrisches Unterbrechungsschaltglied - wie vorstehend beschrieben - gerichtet, das den dritten Anschlusskontakt aufweist. In dieser Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied kein Füllmaterial in der Brennkammer oder der weiteren Kammer aufweisen. In anderen Worten ist die vorliegende Erfindung auch auf ein elektrisches Unterbrechungsschaltglied nach Patentanspruch 16 gerichtet, das das Merkmal (g) des Patentanspruchs 1 nicht aufweist. Alle (bevorzugten) Merkmale in Verbindung mit den Ausgestaltungen der Erfindung mit einem Füllmaterial können auch Merkmale dieser weiteren Ausführungsform sein, in der kein Füllmaterial vorliegt. However, this center electrode can only serve to give the higher-level system feedback about a once triggered assembly or a once opened connection element. Another embodiment of the present invention is also directed to an electrical circuit breaker according to the invention as described above having the third terminal contact. In this embodiment, the interruption switching element according to the invention may have no filling material in the combustion chamber or the further chamber. In other words, the present invention is also directed to an electrical circuit breaker according to claim 16, which does not have the feature (g) of claim 1. All (preferred) features in connection with the embodiments of the invention with a filling material may also be features of this further embodiment in which no filling material is present.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Stauchbereich auch als ein Bereich gestaltet sein, der massiv ist, d.h. keine noch weitere Kammer aufweist, d.h. in diesem Fall wird der Treibspiegel zwar druckbeaufschlagt, ist jedoch auch nach der Zündung des pyrotechnischen Materials ortsfest. Hier wird der Treibspiegel als Beaufschlagungselement bezeichnet. Alle (bevorzugten) Merkmale in Verbindung mit den Ausgestaltungen der Erfindung mit einem Stauchbereich können auch Merkmale dieser weiteren Ausführungsform sein (mit Ausnahme des dritten Anschlusskontakts), in der dieser Bereich als massiver Bereich vorliegt. In a further embodiment of the present invention, the swage area may also be designed as an area that is solid, i. has no further chamber, i. in this case, the sabot is indeed pressurized, but is stationary even after the ignition of the pyrotechnic material. Here, the sabot is referred to as Beaufschlagungselement. All (preferred) features in connection with the embodiments of the invention with an upset region may also be features of this further embodiment (with the exception of the third connection contact), in which this region is present as a solid region.
Alle Ausgestaltungen des Unterbrechungsschaltglieds der Erfindung, die einen dritten Anschlusskontakt aufweisen, können von im Verbraucher (bspw. Elektromotor) gespeicherter Energie gegen Masse verwendet werden. Dabei ist das Unterbrechungsschaltglied über den ersten und den zweiten Anschlusskontakt in einen Stromkreis eingebaut, der eine Stromquelle und einen beliebigen Verbraucher aufweist. Dabei sind vorzugsweise der erste Anschlusskontakt mit dem beliebigen Verbraucher und der zweite Anschlusskontakt mit der Stromquelle verbunden. Wird der Stromkreis durch das Schalten des Unterbrechungsschaltglieds unterbrochen, so kann es durch die gespeicherte Energie im Verbraucher zur Ausbildung eines Lichtbogens zwischen den getrennten Teilen des Trennbereichs des Unterbrechungsschaltglieds kommen. Ist der dritte Anschlusskontakt mit der anderen Seite des beliebigen Verbrauchers als dem ersten Anschlusskontakt verbunden, so kann bei Schalten des erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds durch die entstehende Verbindung des ersten und des dritten Anschlusskontaktes die im Verbraucher gespeicherte Energie gegen Masse abgeführt werden. Auf diese Weise kann der entstehende Lichtbogen quasi "ausgehungert" werden, weil hiernach die Energie außerhalb der Trennstelle kurzgeschlossen wird. Das heißt, der dritte Anschlusskontakt bzw. die so genannte Mittelelektrode wird in diesem Fall als Kurzschlusselektrode verwendet. All of the embodiments of the breaker switch of the invention having a third terminal contact may be used by grounded energy stored in the load (eg, electric motor). In this case, the interruption switching element is installed via the first and the second terminal contact in a circuit having a power source and any consumer. In this case, the first connection contact with the arbitrary consumer and the second connection contact with the power source are preferably connected. If the circuit is interrupted by the switching of the interruption switch member, it may be due to the stored energy in the consumer to form an arc between the separate parts of the separation region of the interruption switching member. If the third connection contact is connected to the other side of the arbitrary consumer as the first connection contact, then, when the interruption switching element according to the invention is switched, the resulting connection of the first and the second connection can be made third terminal contact the stored energy in the consumer are dissipated to ground. In this way, the resulting arc can be quasi "starved", because thereafter, the energy is short-circuited outside the separation point. That is, the third terminal contact or the so-called center electrode is used in this case as a short-circuiting electrode.
Alternativ dazu kann das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied mit drittem Anschlusskontakt auch als Sensor für ein bereits ausgelöstes Unterbrechungsschaltglied verwendet werden. Dazu braucht nur der Widerstand zwischen dem zweiten Anschlusskontakt und dem dritten Anschlusskontakt gemessen werden. Ist der Widerstand gegen Null Ohm, dann wurde das Unterbrechungsschaltglied bereits ausgelöst. Jedoch können hier auch andere Tasterausführungen (Sensoren) verwendet werden, um z.B. potentialgetrennt eine Rückmeldung zu ermöglichen. As an alternative to this, the interrupt contactor according to the invention with a third connection contact can also be used as a sensor for an already triggered disconnection switching element. For this only the resistance between the second connection contact and the third connection contact needs to be measured. If the resistance is zero ohms then the breaker has already trip. However, other stylus designs (sensors) may also be used here, e.g. electrically isolated to allow a feedback.
Zur Schaffung eines Unterbrechungsschaltgliedes, welches eine serielle Mehrfachunterbrechung realisiert, kann die Kontakteinheit wenigstens zwei Teil-Kontakteinheiten aufweisen, die jeweils einen Stauchbereich, einen Trennbereich und einen Treibspiegel aufweisen. Die Teil-Kontakteinheiten können dann jeweils so ausgebildet sein, dass bei einem Zünden des pyrotechnischen Materials jeder Treibspiegel derart mit einem durch das gaserzeugende oder stoßwellenerzeugende aktivierbare Material erzeugten Gasdruck oder Stoßwelle beaufschlagt wird, dass der betreffende Treibspiegel im Gehäuse in einer Bewegungsrichtung aus einer Ausgangsposition in eine Endposition bewegt und dabei der zugehörige Stauchbereich plastisch verformt wird, wobei der betreffende Trennbereich vollständig aufgetrennt wird und in der Endposition des betreffenden Treibspiegels ein Isolationsabstand zwischen den aufgetrennten Enden des betreffenden Trennbereichs erreicht ist. In order to create an interruption switching element which realizes a serial multiple interruption, the contact unit can have at least two partial contact units, each of which has an upsetting area, a separating area and a sabot. The partial contact units can then each be designed such that upon ignition of the pyrotechnic material, each sabot is acted upon by a gas pressure or shock wave generated by the gas generating or shock wave generating activatable material that the sabot in question in the housing in a direction of movement from a starting position in moves an end position and thereby the associated compression area is plastically deformed, wherein the respective separation area is completely separated and in the end position of the respective sabot an isolation distance between the separated ends of the respective separation area is reached.
Eine solche serielle Mehrfachunterbrechung hat den Vorteil, dass während eines gleichzeitig erfolgenden Unterbrechungsvorgangs nur jeweils eine anteilige Spannung zwischen den aufzutrennenden Enden der Trennbereiche anliegt und so die in einem Teillichtbogen umgesetzte Energie jeweils entsprechend reduziert wird und so die Teillichtbögen effektiver und schneller bedämpft werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Teil-Kontakteinheiten vorgesehen und die Kontakteinheit und das Gehäuse sind in Bezug auf eine Mittelebene spiegelsymmetrisch ausgebildet, wobei die Trennbereiche und die Treibspiegel vorzugsweise außerhalb der dazwischen angeordneten Stauchbereiche vorgesehen sind. Zusätzlich zur seriellen Trennung ergibt sich hier der Vorteil, dass die mechanischen Bewegungen in entgegengesetzten Richtungen verlaufen und sich so nach außen zumindest weitgehend kompensieren. Such a serial multiple interruption has the advantage that during a simultaneously occurring interruption process only a proportionate voltage between the aufzutrennenden ends of the separation regions and thus the energy converted in a partial arc energy is respectively reduced accordingly and so the partial arcs can be damped more effectively and faster. In a preferred embodiment, two partial contact units are provided and the contact unit and the housing are mirror-symmetrical with respect to a central plane, wherein the separation areas and the sabot are preferably provided outside of the upsetting areas arranged therebetween. In addition to the serial separation, there is the advantage here that the mechanical movements run in opposite directions and thus at least largely compensate outwards.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann jeder Teil-Kontakteinheit ein separates pyrotechnisches Material zugeordnet und eine ansteuerbare Vorrichtung für das aktive und im Wesentlichen gleichzeitige Zünden der separaten pyrotechnischen Materialien vorgesehen sein. Hierdurch kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass der Vorteil der seriell angeordneten Trennbereiche, nämlich das Auftreten der jeweils nur halben Spannung an den Enden der Trennbereiche während des Abschaltvorgangs, auch genutzt werden kann. Es ist deshalb bevorzugt, dass eine solche Vorrichtung zwei Brennkammern innerhalb von zwei Trennbereichen aufweist, die beide die weiter oben beschriebenen Merkmale enthalten können. According to one embodiment of the invention, each partial contact unit can be assigned a separate pyrotechnic material and a controllable device can be provided for the active and substantially simultaneous ignition of the separate pyrotechnic materials. In this way, it can be ensured in a simple manner that the advantage of the serially arranged separating regions, namely the occurrence of the only half voltage at the ends of the separating regions during the switching-off process, can also be utilized. It is therefore preferred that such a device has two combustion chambers within two separation areas, both of which may include the features described above.
Nach außen ist das Unterbrechungsschaltglied nach der Erfindung rückwirkungsfrei. Es treten keine Abgase, kein Licht und kein Plasma aus, das Auslösegeräusch ist nur als leiser Klick zu vernehmen und die beiden elektrischen Anschlüsse des Unterbrechungsschaltglieds können fest eingespannt werden, da für die Funktion des Schaltglieds keine Bewegung des einen oder anderen Anschlusses notwendig ist. Outwardly the interruption switching element according to the invention is free of feedback. There are no exhaust fumes, no light and no plasma, the tripping noise can only be heard as a soft click and the two electrical connections of the interruption switch can be firmly clamped, since no movement of one or the other connection is necessary for the function of the switching element.
Das Gehäuse selbst kann als Rohr mit beidseitig eingeschraubten oder eingebördelten Deckeln versehen sein, vorzugsweise aus einem topfartigen Teil, in das ein Deckel zusammen mit der gesamten Kontakteinheit eingeschraubt wird. Das Gehäuse kann auch einstückig ausgebildet sein, sofern dessen Material gut umformbar ist, beispielsweise durch Bördeln oder Biegen. Das Gehäuse kann auch aus mehreren Teilen zu einem einstückigen Gehäuse zusammengesetzt werden, beispielsweise durch Kleben oder Verschweißen der einzelnen Teile. Auch eine integrale Anordnung eines oder mehrerer Kontakteinheiten in ein übergeordnetes Sammelgehäuse oder in eine übergeordnete Nutzbaugruppe ist möglich. The housing itself may be provided as a tube with screwed or crimped on both sides lids, preferably from a cup-like part into which a lid is screwed together with the entire contact unit. The housing may also be formed in one piece, provided that its material is well formed, for example by crimping or bending. The housing can also be composed of several parts to a one-piece housing, for example by gluing or welding of the individual parts. An integral arrangement of one or more contact units in a higher-level collecting housing or in a higher-level payload module is also possible.
Der beispielsweise Minidetonator bzw. das Auslöseelement kann als Zünderschraube komplett eingeschraubt, oder aber auch nur eingeschoben und am Ende der Kontakteinheit dann per Rollen, Clinchen oder Bördeln fest mit der Kontakteinheit verbunden werden. The example Minidetonator or the triggering element can be completely screwed as a fuse plug, or even only inserted and then connected by rollers, clinching or flanging at the end of the contact unit with the contact unit.
Die erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieder werden vorzugsweise mit einem so genannten Schrumpfschlauch überzogen, der nach außen hin isoliert und über dem Gehäuse des Unterbrechungsschaltglieds sitzt. Der Schrumpfschlauch kann vorzugsweise aus einem gut isolierenden, vorzugsweise transparenten, Material, beispielsweise Polyolefin bestehen. Damit wird das Gehäuse/die Baugruppe vor Korrosion geschützt und gleichzeitig verhindert, dass das hier in den Beispielen metallene Gehäuse naheliegende, Spannung führende Teile kurzschließt. Auch können damit Etiketten bzw. Beschriftungen dauerhaft und auch gegen aggressive Medien dauerhaft geschützt werden. The interruption switching elements according to the invention are preferably coated with a so-called shrink tube, which is insulated to the outside and sits above the housing of the interruption switching element. The heat-shrinkable tube may preferably consist of a well-insulating, preferably transparent, material, for example polyolefin. Thus, the housing / assembly is protected from corrosion and at the same time prevents the metal housing here in the examples from short-circuiting, voltage-carrying parts short-circuiting. Also, labels or labels can be durably and permanently protected against aggressive media.
Selbstverständlich kann das Gehäuse auch aus einem nichtleitenden Material bestehen, beispielsweise aus Keramik, POM, PA6 oder ABS. In all diesen Fällen erübrigt sich die Verwendung eines Schrumpfschlauches. Of course, the housing may also be made of a non-conductive material, such as ceramic, POM, PA6 or ABS. In all these cases, the use of a shrink tube is unnecessary.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Alle Merkmale, die in Bezug auf eine bestimmte Figur beschreiben werden, können auch auf die Unterbrechungsschaltglieder der anderen Figuren übertragen werden, sofern technisch realisierbar: The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. All features that are described with respect to a particular figure can also be transferred to the interruption switching elements of the other figures, if technically feasible:
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied im Ausgangszustand, wobei das Verbindungselement keinen Kanal aufweist, und die eine Kammer und die weitere Kammer mit dem Füllmaterial gefüllt sind; Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied im Ausgangszustand wie in Fig. 1 , wobei ein dritter Anschlusskontakt, die sogenannte Mittelektrode, im ersten Kontaktbereich vorgesehen ist; Fig. 1 shows a longitudinal section through an inventive interruption switching element in the initial state, wherein the connecting element has no channel, and one chamber and the further chamber are filled with the filling material; Fig. 2 shows a longitudinal section through an inventive interruption switching element in the initial state as in Figure 1, wherein a third terminal contact, the so-called center electrode, is provided in the first contact area.
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied im Ausgangszustand mit einem dritten Anschlusskontakt, wobei das Verbindungselement keinen Kanal aufweist, und nur die Brennkammer mit dem Füllmaterial gefüllt ist; Fig. 3 shows a longitudinal section through an inventive interruption switch in the initial state with a third terminal contact, wherein the connecting element has no channel, and only the combustion chamber is filled with the filling material;
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied im Ausgangszustand mit einem dritten Anschlusskontakt, wobei das Verbindungselement keinen Kanal aufweist, und nur die weitere Kammer mit dem Füllmaterial gefüllt ist; Fig. 4 shows a longitudinal section through an inventive interruption switch in the initial state with a third terminal contact, wherein the connecting element has no channel, and only the other chamber is filled with the filling material;
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied im Ausgangszustand mit einem dritten Anschlusskontakt, wobei das Verbindungselement hier einen Kanal aufweist, und sowohl die eine Kammer, die weitere Kammer, der Kanal und das Rohr des Stauchbereichs (die noch weitere Kammer) mit dem Füllmaterial gefüllt sind; Fig. 5 shows a longitudinal section through an inventive interrupting switch in the initial state with a third terminal contact, wherein the connecting element here has a channel, and both the one chamber, the other chamber, the channel and the tube of the compression area (the still further chamber) with the Filling material are filled;
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch die Ausführungsform in Fig. 5 im ausgelösten Fig. 6 shows a longitudinal section through the embodiment in Fig. 5 in the triggered
Zustand; der Trennbereich ist aufgerissen, der Treibspiegel hat das Rohr des Stauchbereichs mäanderförmig zusammengeschoben und damit die Trennstrecke zwischen den beiden Kontaktstellen des Trennbereichs deutlich vergrößert;  Status; the separation area is torn open, the sabot has pushed the tube of the compression area meandering and thus significantly increases the separation distance between the two contact points of the separation area;
Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds im Ausgangszustand, wobei der Treibspiegel als festes Beaufschlagungselement installiert ist, es gibt hier keinen Stauchbereich; Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied im Ausgangszustand wie in Fig. 1 , wobei ein dritter Anschlusskontakt vorgesehen ist, und in dem keine der Kammern mit einem Füllmittel gefüllt ist; Fig. 7 shows a longitudinal section through another embodiment of a breaker circuit according to the invention in the initial state, wherein the sabot is installed as a fixed biasing element, there is no upsetting area; Fig. 8 shows a longitudinal section through an inventive interruption switch in the initial state as in Figure 1, wherein a third terminal contact is provided, and in which none of the chambers is filled with a filler.
Fig. 9 zeigt exemplarisch das Schaltbild eines Stromkreises mit einer Stromquelle 9 shows an example of the circuit diagram of a circuit with a current source
(Batt 1) und einem beliebigen Verbraucher R2, in den das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied eingebaut ist. Gezeichnet ist der Zustand des Unterbrechungsschaltglieds vor seiner Auslösung, der erste Kontaktbereich (dick) ist mit dem zweiten Kontaktbereich (dünn) noch verbunden. Hieraus ist auch die Wirkung der Mittelelektrode als Kurzschlusselement erkennbar, sofern sie eingesetzt wird;  (Batt 1) and any consumer R2, in which the interruption switching element according to the invention is installed. The state of the interruption switch is drawn before it is triggered, the first contact area (thick) is still connected to the second contact area (thin). From this, the effect of the center electrode as a short-circuit element is recognizable, if it is used;
Fig. 10 zeigt die mögliche Ausgestaltung der dem beispielhaft hier eingesetzten 10 shows the possible embodiment of the example used here by way of example
Minidetonator gegenüberliegenden Brennkammerwand zur Stoßwellenlenkung: Oben konkav geformt, unten konvex geformt; anstelle der gezeichneten Kegelspitzen sind auch Kuhlen bzw. Rundungen möglich und sinnvoll;  Minidetonator opposed combustion chamber wall for shock wave steering: concave shaped at the top, convex at the bottom; Cooling or curves are possible and useful instead of the drawn conical tips;
Fig. 1 1 zeigt das Einbringen des pyrotechnischen Materials in den Raum über der früher so bezeichneten Brennkammer bzw. dem Schaltsteg, beide Volumina sind hier wieder mit Füllmaterial gefüllt; Fig. 1 1 shows the introduction of the pyrotechnic material in the space above the former so designated combustion chamber or the switching bridge, both volumes are filled here again with filling material;
Fig. 12 zeigt das Bedrücken des Treibspiegels bzw. des Trennbereichs durch die Fig. 12 shows the pressing of the sabot or the separation area by the
Reaktion des pyrotechnischen Materials, das nun außerhalb des Gehäuses untergebracht ist und bei der die Druckenergie über ein Verbindungsrohr in das Gehäuse einbringt;  Reaction of the pyrotechnic material, which is now housed outside the housing and in which the pressure energy is introduced via a connecting tube in the housing;
Fig. 13 zeigt ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied vor der Auslösung des pyrotechnischen Materials, das spiegelsymmetrisch aufgebaut ist, und somit zwei Trennbereiche und zwei Stauchbereiche auf gegenüberliegenden Seiten aufweist; Fig. 14 zeigt das Unterbrechungsschaltglied aus Fig. 13 nach der Auslösung der Anzündvorrichtung. Fig. 13 shows an inventive interrupting switch before the release of the pyrotechnic material, which is constructed mirror-symmetrically, and thus has two separation areas and two compression areas on opposite sides; Fig. 14 shows the breaker switch of Fig. 13 after the firing of the firing device.
Fig. 15 zeigt eine Anordnung, in der ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied parallel zu einer Schmelzsicherung geschaltet ist. Fig. 15 shows an arrangement in which an interruption switching element according to the invention is connected in parallel with a fuse.
Fig. 16 zeigt eine Anordnung, in der ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied in Serie mit zwei Schmelzsicherungen geschaltet ist. Fig. 16 shows an arrangement in which a breaker switch according to the invention is connected in series with two fuses.
Fig. 17A zeigt einen Trennbereich eines erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds mit zwei umlaufenden Nuten. Fig. 17A shows a separation area of a circuit breaker according to the invention having two circumferential grooves.
Fig. 17B zeigt ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied mit einem Trennbereich gemäß Fig. 17A. FIG. 17B shows an interruption switching element according to the invention with a separation region according to FIG. 17A.
Fig. 18A zeigt einen Trennbereich eines erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds mit einer umlaufenden Verdickung (Knuddel). Fig. 18A shows a separation area of a circuit breaker according to the invention with a circumferential thickening (cuddle).
Fig. 18B zeigt ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied mit einem Trennbereich gemäß Fig. 18A. FIG. 18B shows an interruption switching element according to the invention with a separation region according to FIG. 18A.
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds 1 umfasst ein Gehäuse 3, in welchem eine Kontakteinheit 5, auch Verbindungselement genannt, angeordnet ist. Das Gehäuse 3 ist so ausgebildet, dass es einem innerhalb des Gehäuses erzeugten Druck, der bei einer pyrotechnischen Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds 1 erzeugt wird, standhält, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung oder gar eines Aufplatzens besteht. Das Gehäuse 3 kann insbesondere aus einem geeigneten Metall, vorzugsweise Stahl, bestehen. In diesem Fall kann an der Innenwandung des Gehäuses 3 eine Isolierschicht 7 vorgesehen sein, die aus einem geeigneten Isolierstoff, beispielsweise einem Kunststoff, besteht. Als Kunststoff hierfür kann hier beispielsweise Polyoxymethylen (POM) verwendet werden. Hierdurch werden bei höheren Spannungen Überschläge bzw. ein elektrischer Kontakt zwischen der Kontakteinheit 5, die selbstverständlich aus einem leitenden Metall, bei- spielsweise aus Kupfer, besteht, und dem Gehäuse 3 vermieden, insbesondere während und nach dem Auslösen des Unterbrechungsschaltglieds 1. Als Gehäusematerial sind jedoch hier auch elektrisch nicht leitende Materialien wie Keramik, POM, PA6 oder ABS möglich, die jedoch in der Regel geeignet durch beispielsweise Rippen versteift werden müssen. Auch wird in diesen Fällen die Wandstärke des Gehäuses 3 üblicherweise dicker ausfallen als im Fall eines metallischen Gehäuses. The illustrated in Fig. 1 embodiment of an interruption switching element 1 according to the invention comprises a housing 3, in which a contact unit 5, also called connecting element, is arranged. The housing 3 is designed such that it withstands a pressure generated within the housing, which is generated during a pyrotechnic activation of the interruption switching element 1, without the risk of damage or even bursting. The housing 3 may in particular consist of a suitable metal, preferably steel. In this case, an insulating layer 7 may be provided on the inner wall of the housing 3, which consists of a suitable insulating material, for example a plastic. As a plastic for this example, polyoxymethylene (POM) can be used. As a result, at higher voltages flashovers or an electrical contact between the contact unit 5, of course, of a conductive metal, at- As a housing material, however, electrically non-conductive materials such as ceramic, POM, PA6 or ABS are possible here, but usually suitable by, for example Ribs must be stiffened. Also, in these cases, the wall thickness of the housing 3 will usually be thicker than in the case of a metallic housing.
Die in Fig.1 gezeichnete Schutzkappe 85 ist nur vorhanden, wenn das Gehäuse 3 durch eine Verschlussmutter 21 verschlossen wird. Bei Bedrückung des Gehäuses nach Auslösung würde hier das Gehäuserohr 3 im Durchmesser aufgehen (der Kraft- fluss ist hier unterbrochen) und dabei das Gewinde hier außer Eingriff geraten, die Baugruppe damit aufplatzen. Die Schutzkappe 85 verhindert dieses Aufgehen und entfällt, wenn das Gehäuse 3 einstückig ist oder beidseitig an der hier dann vorhandenen Ringscheibe 21 und dem Verschluss 31 verschweißt wird. The protective cap 85 shown in FIG. 1 is only present when the housing 3 is closed by a closing nut 21. If the housing is tripped after tripping, the housing tube 3 would rise in diameter (the force flow is interrupted here) and the thread will be disengaged here, causing the assembly to burst open. The protective cap 85 prevents this rising and is eliminated if the housing 3 is in one piece or is welded on both sides to the annular disk 21 and the closure 31 then present here.
Die Kontakteinheit 5 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als ein durch den Treibspiegel 25b im Stauchbereich bedrücktes Schaltrohr 9 ausgebildet, so dass es nur in dem Trenn- 27 und dem Stauchbereich 23 als Rohr ausgebildet ist. Das Schaltrohr 9 besitzt im dargestellten Ausführungsbeispiel einen ersten Anschlusskontakt 1 1 mit einem größeren Durchmesser und einen zweiten Anschlusskontakt 13 mit einem geringeren Durchmesser. An den ersten Anschlusskontakt 11 schließt sich ein sich radial nach außen erstreckender Flansch 15 an, der sich an einem ringförmigen Isolatorelement A 17, welches aus einem isolierenden Material, beispielsweise einem Kunststoff, besteht, derart abstützt, dass das Schaltrohr 9 nicht in axialer Richtung aus dem Gehäuse 3 herausbewegt werden kann. Der hierfür eingesetzte Kunststoff kann Polyoxy- methylen, ABS oder Nylon sein, jedoch sind auch Keramiken möglich und in Sonderfällen sinnvoll. Das Isolatorelement A 17 weist hierzu eine ringförmige Schulter auf, an welcher sich der Flansch 15 des Schaltrohrs 9 abstützt. Zusätzlich isoliert das Isolatorelement A 17 das Gehäuse 3 gegenüber dem Schaltrohr 9. Das ringförmige Isolatorelement A 17 weist in einem axial äußeren Bereich einen Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Schaltrohrs 9 im Bereich des ersten Anschlusskontakts 1 1 entspricht. Hierdurch wird eine Dichtwirkung erzielt, die durch ein zusätzliches, ringförmiges Dichtelement 19, beispielsweise einen O-Ring, verstärkt wird. Das Isolatorelement A 17 kann auch mit dem Schaltrohr 9 über eine Presspassung verbunden oder auf dieses aufgespritzt sein. Das Isolatorelement A 17 und damit das Schaltrohr 9 bzw. die Kontakteinheit 5 wird an der betreffenden Stirnseite des Unterbrechungsschaltglieds 1 mittels einer Verschlussmutter 21 oder einer eingeschweißten Ringscheibe 21 im Gehäuse 3 gehalten bzw. auf diese Weise im Gehäuse 3 fixiert. Die Verschlussmutter 21 oder die Ringscheibe 21 kann aus Metall, vorzugsweise Stahl, bestehen. Hierdurch ist auch sichergestellt, dass das Schaltrohr bei einem Erweichen oder Verbrennen der Kunststoffteile des Unterbrechungsschaltglieds 1 nicht aus dem Gehäuse 3 austreten kann, selbst wenn in diesem Zustand noch ein Auslösen des Unterbrechungsschaltglieds 1 bewirkt wird. Denn der Außendurchmesser des Flanschs 15 ist größer gewählt als der Innendurchmesser der Verschlussmutter 21. The contact unit 5 is formed in the illustrated embodiment as a depressed by the sabot 25 b in the compression region switching tube 9, so that it is formed only in the separation 27 and the compression region 23 as a tube. The switching tube 9 has in the illustrated embodiment, a first terminal contact 1 1 with a larger diameter and a second terminal contact 13 with a smaller diameter. The first terminal 11 is followed by a radially outwardly extending flange 15, which is supported on an annular insulator element A 17, which consists of an insulating material, such as a plastic, such that the switching tube 9 is not in the axial direction the housing 3 can be moved out. The plastic used for this purpose can be polyoxymethylene, ABS or nylon, but ceramics are also possible and, in special cases, useful. The insulator element A 17 has for this purpose an annular shoulder on which the flange 15 of the switching tube 9 is supported. In addition, the insulator element A 17 isolates the housing 3 with respect to the switching tube 9. The annular insulator element A 17 has an inner diameter in an axially outer region which essentially corresponds to the outer diameter of the switching tube 9 in the region of the first connection contact 11. As a result, a sealing effect is achieved which is reinforced by an additional, annular sealing element 19, for example an O-ring becomes. The insulator element A 17 may also be connected to the switching tube 9 via a press fit or be sprayed onto this. The insulator element A 17 and thus the switching tube 9 and the contact unit 5 is held on the relevant end face of the interruption switching element 1 by means of a lock nut 21 or a welded-in annular disc 21 in the housing 3 or fixed in this way in the housing 3. The lock nut 21 or the annular disc 21 may be made of metal, preferably steel. This also ensures that the switching tube can not escape from the housing 3 in the event of softening or burning of the plastic parts of the interrupting switching element 1, even if triggering of the interrupting switching element 1 is still effected in this state. Because the outer diameter of the flange 15 is selected to be larger than the inner diameter of the closure nut 21st
Selbstverständlich kann das Gehäuse 3 jedoch auch an der in Fig. 1 links dargestellten Stirnseite bei der Montage des Unterbrechungsschaltglieds 1 derart umgeformt werden, dass ein sich radial einwärts erstreckender Teil des Gehäuses 3 das Isolatorelement 17 fixiert. Besteht das Gehäuse 3 aus Kunststoff, so kann auch das Isolatorelement 17 entfallen. Of course, however, the housing 3 can also be formed on the left-hand side shown in FIG. 1 during the assembly of the interrupting switching element 1 in such a way that a part of the housing 3 extending radially inwardly fixes the insulator element 17. If the housing 3 is made of plastic, the insulator element 17 can also be dispensed with.
Das Schaltrohr 9 weist einen sich an den Flansch 15 in der Achse des Schaltrohrs 9 anschließenden Stauchbereich 23 auf. Die Wandstärke des Schaltrohrs 9 ist im Stauchbereich 23, der eine vorbestimmte axiale Ausdehnung aufweist, so gewählt und auf das Material abgestimmt, dass sich bei einem Auslösen des Unterbrechungsschaltglieds 1 infolge einer plastischen Deformation des Schaltrohrs 9 im Stauchbereich 23 eine Verkürzung des Stauchbereichs 23 in axialer Richtung um eine vorbestimmte Wegstrecke ergibt. The switching tube 9 has an adjoining the flange 15 in the axis of the switching tube 9 compression region 23. The wall thickness of the switching tube 9 is in the compression region 23, which has a predetermined axial extent, selected and matched to the material that at a triggering of the interruption switching element 1 due to a plastic deformation of the switching tube 9 in the compression region 23, a shortening of the compression region 23 in the axial Direction by a predetermined distance results.
An den Stauchbereich 23 schließt sich in axialer Richtung des Schaltrohrs 9 ein Flansch 25a an, auf dem im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Treibspiegel 25b sitzt. Der Treibspiegel 25b, der im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Isoliermaterial, beispielsweise einem geeigneten Kunststoff, besteht, umgreift das Schaltrohr 9 mit seinem Teil 25b derart, dass zwischen dem Außenumfang des Flanschs 25a und der Innenwandung des Gehäuses 3 ein isolierender Bereich des Treibspiegels 25b eingreift. Wrkt ein Druck auf die Fläche des Treibspiegels 25b ein, wird eine Kraft erzeugt, die über den Flansch 25a den Stauchbereich 23 des Schaltrohres 9 zusammenpresse Diese Kraft wird so gewählt, dass sich während des Auslösevorgangs des Unterbrechungsschaltglieds 1 ein Stauchen des Stauchbereichs 23 ergibt, wobei der Treibspiegel 25b aus seiner Ausgangslage (Status vor der Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds 1) in eine Endposition (nach Beendigung des Schaltvorgangs) bewegt wird. The compression region 23 is adjoined in the axial direction of the switching tube 9 by a flange 25a on which a sabot 25b is seated in the embodiment shown. The sabot 25b, which in the illustrated embodiment consists of an insulating material, such as a suitable plastic, surrounds the switching tube 9 with its part 25b such that between the outer periphery of the flange 25a and the inner wall of the housing 3, an insulating region of the sabot 25b engages. When pressure is applied to the surface of the sabot 25b, a force is generated This force is selected so that during the triggering operation of the interruption switching member 1, an upsetting of the swaged portion 23 results, wherein the sabot 25 b from its initial position (status before the release of the interruption switching element 1 ) is moved to an end position (after completion of the switching operation).
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann der Treibspiegelteil 25b so gewählt werden, dass dessen Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Gehäuses 3 entspricht, so dass eine axiale Führung des Flanschs 25a und damit auch eine axial geführte Stauchbewegung während des Schaltvorgangs erreicht wird. As can be seen from FIG. 1, the sabot part 25b can be selected such that its outer diameter essentially corresponds to the inner diameter of the housing 3, so that an axial guidance of the flange 25a and thus also an axially guided compression movement is achieved during the switching operation.
Nach dem Pressvorgang greifen die nahe dem Gehäuse 3 liegenden Nasen des Isolators 17 und des Treibspiegels 25b voll übereinander, so dass das nach der Auslösung und dem Stauchvorgang mäanderförmig zusammengeschobene Stauchbereich 23 voll von elektrisch isolierenden Materialien umschlossen ist. After the pressing operation, the noses of the insulator 17 and the sabot 25b lying close to the housing 3 fully engage one over the other, so that the swaged area 23 pushed together in a meandering manner after the triggering and the upsetting process is completely enclosed by electrically insulating materials.
An den Treibspiegel 25b bzw. den Flansch 25a des Schaltrohrs 9 bzw. der Kontakteinheit 5 schließt sich ein Trennbereich 27 an, welcher in axialer Richtung vorzugsweise wiederum zu einem Flansch 29 des Schaltrohrs 9 benachbart ist. An den Flansch 29 schließt sich dann der zweite Anschlusskontakt 13 des Schaltrohrs 9 an. Der Flansch 29 dient wiederum dazu, das Schaltrohr 9 bzw. die Kontakteinheit 5 in axialer Richtung sicher im Gehäuse 3 zu fixieren. Hierzu dient ein sich radial nach innen erstreckender Ringbereich des Gehäuses 3 (nicht mit Bezugszeichen versehen) und ein Verschluss 31 , welcher zwischen einer entsprechenden Anschlagsfläche des Flanschs 29, der Innenwandung des stirnseitigen Ringbereichs 3a des Gehäuses 3 und der axialen Innenwandung des Gehäuses 3 vorgesehen ist und welcher den zweiten Anschlusskontakt des Schaltrohrs 9 ringförmig umgreift. Der Flansch 29 kann - wie in Fig. 1 gezeigt - in axialer Richtung in den Verschluss 31 eingreifen. Alternativ dazu kann er auch in axialer Richtung auf den Verschluss 31 aufgesetzt sein (siehe Figuren 3 bis 6). Der Verschluss 31 kann aus Metall, insbesondere Stahl bestehen. Wenn der Verschluss 31 nicht aus einem Metall oder einer Keramik besteht, sondern aus einem Kunststoff, muss nach dem Flansch 29 eine Metallscheibe mit einem Durchmesser, der größer ist als die rechte Öffnung des Gehäuses eingebracht sein, um im Brandfall zu verhindern - im Brandfall sind ja die Kunststoffteile nicht mehr da -, dass Teile aus dem Gehäuse austreten. To the sabot 25b and the flange 25a of the switching tube 9 and the contact unit 5, a separation region 27 connects, which in turn preferably in the axial direction to a flange 29 of the switching tube 9 is adjacent. The second connection contact 13 of the switching tube 9 then adjoins the flange 29. The flange 29 in turn serves to securely fix the switching tube 9 or the contact unit 5 in the axial direction in the housing 3. This purpose is served by a radially inwardly extending annular region of the housing 3 (not provided with reference numerals) and a closure 31, which is provided between a corresponding abutment surface of the flange 29, the inner wall of the frontal annular portion 3a of the housing 3 and the axial inner wall of the housing 3 and which surrounds the second terminal contact of the switching tube 9 annular. As shown in FIG. 1, the flange 29 can engage in the closure 31 in the axial direction. Alternatively, it can also be mounted in the axial direction on the closure 31 (see Figures 3 to 6). The closure 31 may be made of metal, in particular steel. If the shutter 31 is not made of a metal or a ceramic, but of a plastic, after the flange 29, a metal disc with a diameter larger than the right opening of the housing must be introduced to prevent fire - in case of fire Yes, the plastic parts are no longer there - that parts escape from the housing.
Sind das Gehäuse 3, der Verschluss 31 und die Verschlussmutter/Ringscheibe 21 aus Stahl, so ist es möglich, diese Teile per Elektronenstrahl- oder Ultraschallschweißen miteinander zu verbinden. Auch ein Verbinden per Laserstrahl ist möglich. If the housing 3, the closure 31 and the lock nut / washer 21 are made of steel, it is possible to connect these parts to each other by electron beam or ultrasonic welding. Also a connection by laser beam is possible.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Treibspiegel 25b bei der Montage des Unterbrechungsschaltglieds 1 von der Seite des Anschlusskontakts 13 her auf das Schaltrohr 9 aufgeschoben und muss daher so dimensioniert sein, dass sein Innendurchmesser größer oder gleich dem Außendurchmesser des Flanschs 29 ist. In the illustrated embodiment, the sabot 25 b is pushed during the assembly of the interruption switching element 1 from the side of the terminal 13 forth on the switching tube 9 and must therefore be dimensioned so that its inner diameter is greater than or equal to the outer diameter of the flange 29.
Der Verschluss 31 ist als ein ringförmiges Bauteil gestaltet, welches einen Außendurchmesser besitzt, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Gehäuses 3 entspricht, und einen Innendurchmesser, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Flanschs 29 bzw. dem zweiten Anschlusskontakt 13 entspricht. The shutter 31 is configured as an annular member having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the housing 3 and an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the flange 29 and the second terminal contact 13, respectively.
In dem axialen Ende des Schaltrohrs 9 im Bereich des zweiten Anschlusskontakts 13 ist eine Anzündvorrichtung 35 mit pyrotechnischem Material vorgesehen, hier oft auch als Minidetonator oder Zünderschraube benannt. Der Außenumfang der Anzündvorrichtung 35 ist gegenüber der Innenwandung des Schaltrohrs 9 bzw. des zweiten Anschlusskontakts 13 mit einem Dichtelement (dunkles kreisförmiges Element in Aussparung), beispielsweise einem O-Ring, abgedichtet. Zur axialen Fixierung der Anzündvorrichtung 35 kann in der Innenwandung des Schaltrohrs 9 bzw. des zweiten Anschlusskontakts 13 eine kleine Schulter vorgesehen sein, wobei die Anzündvorrichtung bei der Montage des Unterbrechungsschaltglieds 1 bis an die Schulter heran in das Schaltrohr 9 eingeschoben wird. Zur axialen Fixierung der Anzündvorrichtung 35 wird dann ein Verschlusselement 39 in den zweiten Anschlusskontakt 13 eingeschraubt. Durch einen Durchbruch des ringförmigen Verschlusses 31 können die elektrischen Anschlussleitungen 41 der Anzündvorrichtungen 35 nach außen geführt werden. Zur vollständigen Abdichtung und Fixierung kann der Innenraum des Verschlusselements 39 vergossen sein, insbesondere mit einem geeigneten Epoxidharz. Dieses dient dann gleichzeitig zur Zugentlastung der Anschlussleitungen 41. In dem Bereich des Einmündens der Anschlussleitungen 41 in die Anzündvorrichtung 35 können die Anschlussleitungen mit einer Vergussmasse 57 fixiert sein. Das Verschlusselement 39 ist in der Fig. 1 mit einem Gewinde versehen, um es in den zweiten Anschlusskontakt 13 des Schaltrohrs 9 einschrauben zu können, jedoch wird es später bei einer Serienausführung der Baugruppe aus Kostengründen nur in den vorzugsweise als Rohrteil ausgebildeten zweiten Anschlusskontakt 13 eingeschoben und dann eingebördelt, geclincht oder eingerollt. In the axial end of the switching tube 9 in the region of the second terminal 13, an ignition device 35 is provided with pyrotechnic material, often referred to here as Minidetonator or ignition plug. The outer periphery of the ignition device 35 is sealed with respect to the inner wall of the switching tube 9 and the second terminal 13 with a sealing element (dark circular element in recess), for example, an O-ring. For axial fixation of the ignition device 35, a small shoulder may be provided in the inner wall of the switching tube 9 or of the second connection contact 13, the ignition device being pushed into the switching tube 9 as far as the assembly of the interruption switching element 1 up to the shoulder. For axial fixing of the ignition device 35, a closure element 39 is then screwed into the second connection contact 13. Through an opening of the annular shutter 31, the electrical connection lines 41 of the ignition devices 35 can be led to the outside. To the complete Sealing and fixing, the interior of the closure element 39 may be potted, in particular with a suitable epoxy resin. This then serves at the same time to strain relief of the connecting lines 41. In the region of the Einmündens of the connecting lines 41 in the ignition device 35, the connecting lines can be fixed with a potting compound 57. The closure element 39 is provided in FIG. 1 with a thread in order to screw it into the second terminal contact 13 of the switching tube 9, however, it is later inserted in a standard version of the assembly for cost reasons only in the preferably designed as a tubular part second terminal contact 13 and then crimped in, clinched or rolled up.
Der Verschluss 31 kann aus einem Metall, insbesondere Stahl, bestehen. Dies hat den Vorteil der Potentialanbindung des Gehäuses 3 an den zweiten Anschlusskontakt 13. Auf diese Weise„weiß das Gehäuse, wo es hinsichtlich des Potentials hingehört". Letzteres ist wichtig in Hochspannungsschaltkreisen, um keine unerwünschten Lichtbögen mit nicht potentialangebundenen Teilen zu erhalten. Außerdem schirmt das Gehäuse 3 den inneren Bereich des Unterbrechungsschaltglieds 1 gegen elektromagnetische Strahlung, z.B. einen Radarstrahl ab. The closure 31 may be made of a metal, in particular steel. This has the advantage of the potential bonding of the housing 3 to the second terminal 13. In this way "the housing knows where it belongs in terms of potential." The latter is important in high-voltage circuits to avoid unwanted arcs with non-potential-bonded parts the housing 3 the inner region of the interruption switching element 1 against electromagnetic radiation, such as a radar beam.
Der Trennbereich 27 ist so dimensioniert, dass er durch den erzeugten Gasdruck oder die erzeugte Stoßwelle des Minidetonators 35 zumindest teilweise aufreißt, so dass sich der Druck bzw. die Stoßwelle auch aus der einen Kammer (Brennkammer 61) in die als umgebenden Ringraum ausgestaltete weitere Kammer 63 ausbreiten kann. Zur Erleichterung des Aufreißens kann die Wandung des Schaltrohrs 9 im Trennbereich 27 auch einen oder mehrere Durchbrüche bzw. Bohrungen aufweisen. Zudem kann auch an dem Trennbereich 27 auf der Seite der weiteren Kammer 63 eine Anzündmischung 43 vorgesehen sein. Die Durchbrüche und die Anzündmischung sind dabei vorzugsweise mit einem Schutzlack 55 (beispielhaft gezeigt in Fig. 5) überzogen. Die Anzündmischung 43 kann auch zum Schutz gegen die Einflüsse des Füllmaterials mit einer Naturgummischicht überzogen sein. Die Anzündmischung 43 kann dazu dienen, bei ausfallender Ansteuerung des Minidetonators 35 eine passive Abschaltung zu bewirken, d.h. den Trennbereich 27 zu trennen, ohne dass die Anzündvorrichtung 35 aktiv ausgelöst worden wäre: Bei Überstrom erwärmt sich insbesondere der Mittelteil des Trennbereichs 27 sehr stark und sehr schnell und zündet hierbei bei Erreichen der Zündtemperatur die Anzündmischung, die dann wieder die Anzündvorrichtung 35 bzw. das pyrotechnische Material geeignet mitzündet. The separation region 27 is dimensioned so that it at least partially ruptures due to the generated gas pressure or the generated shock wave of the mini-dictator 35, so that the pressure or the shock wave also from the one chamber (combustion chamber 61) in the configured as a surrounding annulus further chamber 63 can spread. To facilitate the tearing, the wall of the switching tube 9 in the separation region 27 may also have one or more openings or bores. In addition, an igniting mixture 43 can also be provided on the separating region 27 on the side of the further chamber 63. The breakthroughs and the ignition mixture are preferably coated with a protective varnish 55 (shown by way of example in FIG. 5). The igniter mixture 43 may also be coated with a natural rubber layer for protection against the effects of the filler material. The igniter mixture 43 can be used to cause a passive shutdown in the event of failure of the activation of the mini-fan 35, ie to disconnect the disconnect area 27 without the igniter device 35 being actively triggered: In the event of an overcurrent, the central part of the disconnect area 27 heats up very strongly and very strongly quickly and ignites this when reaching the Ignition the ignition mixture, which then ignites the ignition device 35 and the pyrotechnic material suitable.
Die Anzündmischung 43 kann ebenfalls bereits eine Zündmischung sein, die bereits für sich alleine bei Erwärmung bis an ihre Zündtemperatur eine Stoßwelle erzeugt und damit bereits den Trennbereich - hier jetzt nach innen - aufreißt und dann den Treibspiegel bedrückt. Eine Mitwirkung bzw. Mitzündung der Anzündvorrichtung 35 bzw. des Minidetonators wäre in diesem Fall also gar nicht notwendig. Will man die Baugruppe nicht aktiv auslösen, würde auch bereits diese Zündmischung ausreichen, um den Schaltsteg zu trennen und den Stauchbereich 23 des Schaltrohres 9 zu stauchen. The ignition mixture 43 can likewise already be an ignition mixture which already generates a shockwave on its own when heated up to its ignition temperature and thus already ruptures the separation region - here now inwardly - and then depresses the sabot. A participation or ignition of the ignition device 35 and the Minidetonators would not be necessary in this case. If you do not want to trigger the assembly active, even this ignition mixture would be sufficient to separate the switching bridge and to compress the compression region 23 of the switching tube 9.
Die Anzündvorrichtung 35 zum Zünden des pyrotechnischen Materials (Anzündvorrichtung) kann aus einem einfachen, schnell aufheizbaren Glühdraht bestehen. Die Aktivierung der Anzündvorrichtung kann durch eine entsprechende elektrische Ansteuerung erfolgen. Selbstverständlich kann die Anzündvorrichtung 35 jedoch auch in beliebiger anderer Weise ausgebildet sein, die eine Aktivierung des pyrotechnischen Materials bewirkt, auch in Form eines herkömmlichen Anzünders, einer Anzündpillle, einer Zündpille oder eines Minidetonators. The ignition device 35 for igniting the pyrotechnic material (ignition device) may consist of a simple, quickly heatable filament. The activation of the ignition device can be done by a corresponding electrical control. Of course, however, the ignition device 35 may be formed in any other way that causes activation of the pyrotechnic material, also in the form of a conventional lighter, a Kindle, a squib or a Minidetonators.
Zusätzlich oder stattdessen kann ein passives Aktivieren des Unterbrechungsschaltglieds 1 vorgesehen sein. Hierzu wird die Temperaturerhöhung des Materials des Schaltrohrs 9 im Trennbereich 27 ausgenutzt. In diesem Fall sollte ein möglichst unmittelbarer Kontakt zwischen dem pyrotechnischen Material und der Innenwandung und/oder Außenwandung des Schaltrohrs 9 im Trennbereich 27 gegeben sein. Zusätzlich kann auch ein leichter aktivierbares Material, insbesondere eine Anzünd- oder Zündmischung 43, in unmittelbarer Nähe oder aufgebracht auf die Innenwandung und/oder Außenwandung des Trennbereichs vorgesehen sein. Additionally or instead, a passive activation of the interruption switching element 1 may be provided. For this purpose, the temperature increase of the material of the switching tube 9 in the separation region 27 is utilized. In this case, the most direct possible contact between the pyrotechnic material and the inner wall and / or outer wall of the switching tube 9 should be given in the separation region 27. In addition, an easily activatable material, in particular an igniting or igniting mixture 43, may be provided in the immediate vicinity or applied to the inner wall and / or outer wall of the separating region.
Fig. 1 zeigt eine derartige Schicht einer Anzündmischung 43, die pastös auf die Außenwandung des Trennbereichs aufgebracht ist. Wird ein Füllmaterial eingefüllt, muss diese Anzündmischung beispielsweise durch eine Epoxidharz- oder Naturgummischicht allseitig gegen das Füllmaterial geschützt werden. Der elektrische Widerstand und damit auch das thermische Verhalten des Trennbereichs 27 kann durch das Vorsehen von Durchbrüchen in der Wandung des Trennbereichs 27 (selbstverständlich in Verbindung mit der Wandstärke des Trennbereichs und der Dimensionierung der Radien an den Übergängen des Trennbereichs, die wesentlich den Wärmeabfluss aus dem Trennbereich und dessen Aufreißverhalten bestimmen) beeinflusst werden. Hierdurch kann das Strom-Zeit-Integral definiert bzw. eingestellt werden, bei dem das Unterbrechungsschaltglied 1 passiv auslöst. Auch die Trägheit kann durch eine derartige Dimensionierung beeinflusst werden. Fig. 1 shows such a layer of an igniting mixture 43, which is pasty applied to the outer wall of the separation area. If a filling material is filled, this ignition mixture must be protected on all sides, for example, by an epoxy resin or natural rubber layer against the filling material. The electrical resistance and thus also the thermal behavior of the separation region 27 can be improved by the provision of apertures in the wall of the separation region 27 (of course in connection with the wall thickness of the separation region and the dimensioning of the radii at the junctions of the separation region, which substantially remove the heat from the Separation area and determine its tear behavior) are influenced. As a result, the current-time integral can be defined or set at which the interruption switching element 1 activates passively. The inertia can also be influenced by such a dimensioning.
Bei einer Aktivierung des Unterbrechungsschaltglieds 1 mittels der Anzündvorrichtung 35 oder mittels einer passiven Aktivierung wird also ein Druck oder eine Stoßwelle an der dem Stauchbereich 23 abgewandten Seite des Treibspiegels 25b erzeugt, wodurch der Treibspiegel mit einer entsprechenden Axialkraft beaufschlagt wird. Diese Kraft wird durch eine geeignete Dimensionierung des pyrotechnischen Materials so gewählt, dass das Schaltrohr 9 im Stauchbereich 23 plastisch deformiert, aufgerissen oder eingedrückt und danach der Treibspiegel in Richtung auf den ersten Anschlusskontakt 11 bewegt wird. Das pyrotechnische Material wird dabei so dimensioniert, dass nach dem Aufbrechen bzw. Eindrücken des Trennbereichs 27 des Schaltrohres 9 die Bewegung des Treibspiegels 25b bis in die in Fig. 6 dargestellte Endposition erfolgt. Upon activation of the interrupting switching element 1 by means of the ignition device 35 or by means of a passive activation, a pressure or a shock wave is thus generated on the side of the sabot 25b facing away from the swage region 23, whereby a corresponding axial force is applied to the sabot. This force is selected by a suitable dimensioning of the pyrotechnic material so that the switching tube 9 plastically deformed in the swage region 23, torn or pressed and then the sabot is moved in the direction of the first terminal contact 11. The pyrotechnic material is dimensioned so that after breaking or pressing in of the separation region 27 of the switching tube 9, the movement of the sabot 25 b takes place up to the end position shown in FIG.
Unmittelbar nach dem Aktivieren des pyrotechnischen Materials wird also der Trennbereich 27 zumindest teilweise aufgerissen bzw. eingedrückt. Erfolgt das Aufreißen bzw. Eindrücken nicht bereits vor Beginn der axialen Bewegung des Treibspiegels 25b über den vollständigen Umfang des Trennbereichs 27, so wird ein verbleibender Rest des Trennbereichs, der noch einen elektrischen Kontakt verursacht, durch die axiale Bewegung des Treibspiegels 25b vollständig aufgerissen. Immediately after the activation of the pyrotechnic material, therefore, the separation region 27 is at least partially torn or pressed. If the rupture or indentation is not already carried out before the axial movement of the sifting mirror 25b over the complete circumference of the separation region 27, a remaining remainder of the separation region, which still causes an electrical contact, is completely ruptured by the axial movement of the sifting mirror 25b.
Abhängig von der Dimensionierung des Trennbereichs und des pyrotechnischen Materials ist es auch denkbar, dass der Trennbereich nach dem Aktivieren zunächst nicht aufreißt, sondern der Gasdruck nur durch entsprechende Öffnungen in der Wandung des Trennbereichs auch in dem den Trennbereich 27 umgebenden Ringbereich wirkt. Das Aufreißen des Trennbereichs 27 kann dann im Wesentlichen nur durch die axiale Kraft auf den Treibspiegel 25b erfolgen, welche auch zu dessen axialer Bewegung führt. Depending on the dimensioning of the separation area and the pyrotechnic material, it is also conceivable that the separation area after activation does not initially rupture, but the gas pressure acts only through corresponding openings in the wall of the separation region in the annular region surrounding the separation region 27. The tearing of the separation region 27 can then essentially only by the axial Force on the sabot 25b done, which also leads to its axial movement.
Durch entsprechende Wahl des pyrotechnischen Materials und ggf. der von dieser umfassten Anzündmischung kann zudem das Aufbrechverhalten weiter gesteuert werden. By appropriate choice of the pyrotechnic material and, if appropriate, the ignition mixture encompassed by this, the break-up behavior can also be further controlled.
Insbesondere der durch den Abbrand erzeugte Gasdruck oder die erzeugte Stoßwelle kann durch das Einbringen von leicht vergasbaren Flüssigkeiten oder Feststoffen in den Raum, in welchem das pyrotechnische Material enthalten ist oder in welchen die erzeugten Heißgase eindringen, gut gesteuert werden. So erhöht insbesondere Wasser, gelöst im Füllmaterial oder in Form von Mikrokapseln, Gelen etc., den Gasdruck beträchtlich. Eine so bewirkte Erhöhung des Gasdrucks kann noch extremer ausfallen, wenn das in die Brennkammer eingebrachte Wasser zum Siedeverzug gebracht wird, insbesondere dadurch, dass das stark erhitzte Wasser beim Aufbrechen des Trennbereichs 27 einen Drucksturz erfährt. In particular, the gas pressure generated by the burnup or the generated shock wave can be well controlled by introducing readily gasifiable liquids or solids into the space in which the pyrotechnic material is contained or in which the generated hot gases enter. In particular, water dissolved in the filler or in the form of microcapsules, gels, etc., increases the gas pressure considerably. Such an increase in the gas pressure can be even more extreme if the introduced into the combustion chamber water is brought to bumping, in particular by the fact that the highly heated water undergoes a pressure drop when breaking the separation region 27.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform befindet sich in der Brennkammer 61 und in der weiteren Kammer 63 ein Füllmaterial 45, das bei der Detonation bzw. Deflagration des pyrotechnischen Materials die Stoßwellenausbreitung begünstigt, so dass auf diese Weise weniger aktivierbares Material verwendet werden muss und die Wände des Trennbereichs 27 ausreichend dick gehalten werden können, so dass die Baugruppe auch noch bei hohen Betriebsströmen eingesetzt werden kann. Das Füllmaterial ist vorzugsweise gleichzeitig ein Löschmaterial, so dass dieses nach dem Schalten des Unterbrechungsschaltgliedes das Entstehen eines Lichtbogens zwischen den getrennten Enden des Trennbereichs 27 - wenn schon nicht ganz verhindern -, so dessen Ausbildung aber dämpfen und abkühlen bzw. zum Erlöschen bringen kann. In the embodiment shown in Fig. 1 is located in the combustion chamber 61 and in the other chamber 63, a filling material 45, which favors the shock wave propagation during the detonation or deflagration of the pyrotechnic material, so that in this way less activatable material must be used and the walls of the separation region 27 can be kept sufficiently thick, so that the assembly can be used even at high operating currents. The filler is preferably at the same time an extinguishing material, so that this after switching of the interruption switching element, the emergence of an arc between the separate ends of the separation region 27 - if not completely prevent - so its training but dampen and cool or can extinguish.
Zum Einfüllen des Füllmaterials 45 in die weitere Kammer 63 kann das Unterbrechungsschaltglied eine Gehäusebohrung 71 und eine Gewindebohrung 73 aufweisen, wobei die Gewindebohrung 73 im Verschluss 31 vorliegt und sich an die Gehäusebohrung anschließt, so dass ein Durchgang durch das Gehäuse und den Verschluss 31 von außen in die weitere Kammer 63 vorhanden ist. Nach dem Befüllen der weiteren Kammer werden die Bohrungen beispielsweise mit einer Schraube verschlossen. Selbstverständlich können diese Öffnungen auch durch ein anderes herkömmliches Verfahren verschlossen werden wie z.B. das Einpressen einer Kugel, durch Verlöten oder Verschweißen. Durch den Einsatz einer Membran hier könnte zusätzlich eine Art Überlastventil geschaffen werden, das bei Überlastung der Baugruppe, d.h. bei einem zu starken Druckaufbau im Gehäuse 3, aufgeht, bevor das Gehäuse 3 zerstört wird. In diesem Fall würde man evtl. auch mehr als eine Bohrung bzw. Membran im Verschluss vorsehen, um den im Überlastfall notwendigen, austretenden Massenstrom an Fluid und Gas sicherzustellen. In anderen Worten kann also das erfindungsgemäße Unterbrechungsschaltglied ein Überlastventil aufweisen, das zwischen dem Äußeren des Gehäuses 3 und der weiteren Kammer 63 vorgesehen ist. For filling the filling material 45 in the further chamber 63, the interruption switching member may have a housing bore 71 and a threaded bore 73, wherein the threaded bore 73 is present in the closure 31 and adjoins the housing bore, so that a passage through the housing and the closure 31 from the outside is present in the further chamber 63. After filling the others Chamber the holes are closed, for example, with a screw. Of course, these openings can also be closed by another conventional method such as the pressing of a ball, by soldering or welding. Through the use of a membrane, a type of overload valve could additionally be created which rises when the assembly is overloaded, ie when the pressure buildup in the housing 3 is too strong, before the housing 3 is destroyed. In this case, one would possibly also provide more than one bore or membrane in the closure to ensure the necessary in case of overload, exiting mass flow of fluid and gas. In other words, therefore, the interruption switching element according to the invention may have an overload valve which is provided between the exterior of the housing 3 and the further chamber 63.
Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied 1 , das im Wesentlichen identisch zu dem Unterbrechungsschaltglied 1 in Fig. 1 ist, jedoch im Inneren des Schaltrohrs 9 auf der dem ersten Anschlusskontakt 11 zugewandten axialen Seite ein Isolatorelement B 53 als Füllstück aufweist, durch das vom äußeren Raum des Unterbrechungsschaltglieds bis in die noch weitere Kammer 65 ein dritter Anschlusskontakt 81 , die so genannte Mittelelektrode, geführt werden kann, der vorzugsweise ein aufge- spleißtes oder aufgesplittetes Ende 83 aufweist. Das Isolatorelement B 53 dient auch als Verschluss für die noch weitere Kammer 65. Das Isolatorelement B 53 ist vorzugsweise als zylindrisches Teil ausgebildet. Das Isolatorelement B 53 kann aus einem Kunststoff, wie bspw. PEEK, Polyoxymethylen, ABS oder Nylon sein. Das zylindrische Isolatorelement B 53 wird in den hohlzylindrischen ersten Anschlusskontakt 1 1 einge- presst. Das Isolatorelement B 53 weist vorzugsweise Aussparungen 37 zur Aufnahme von Dichtelementen auf, die eine Abdichtung zwischen der axialen Außenwandung des Isolatorelements B 53 und der Innenwandung des ersten Anschlusskontakts 1 1 bewirken. In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind die Brennkammer 61 und die noch weitere Kammer 63 mit dem Füllmaterial 45 gefüllt, während die noch weitere Kammer 65 nicht mit Füllmaterial 45 gefüllt ist. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch denkbar, die noch weitere Kammer 65 ebenso mit dem Füllmaterial 45 zu füllen. Es ist erfindungsgemäß auch denkbar, dass keine der Kammern 61 , 63 und 65 mit einem Füllmaterial 45 gefüllt ist. Auch denkbar ist, dass anstelle der Mittelelektrode 81 nur eine Dichtschraube (nicht gezeichnet) eingesetzt ist. Die Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied 1 , das im Wesentlichen identisch zu dem Unterbrechungsschaltglied 1 der Fig. 2 aufgebaut ist. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist nur die Brennkammer 61 mit dem Füllmaterial 45 gefüllt. Im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform befindet sich kein Füllmaterial 45 in der weiteren Kammer 63. Wird infolge der Detonation oder der Deflagration des pyrotechnischen Materials der Trennbereich 27 aufgerissen, so kann sich das Füllmaterial 45 aus der Brennkammer 61 auch in der noch weiteren Kammer 65 verteilen. Auf diese Weise kann das Füllmaterial 45 auch als Löschmittel fungieren und die Entstehung eines Lichtbogens zwischen den beiden getrennten Enden des Trennbereichs 27 verhindern oder zumindest stark behindern. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass der Flansch 29 in der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform auf den Verschluss 31 aufgesetzt und nicht wie in der Ausführungsform der Fig. 2 versenkt vorliegt. Fig. 2 shows an inventive interruption switching element 1, which is substantially identical to the interruption switching member 1 in Fig. 1, but inside the switching tube 9 on the first terminal 11 facing the contact side facing an insulating element B 53 as filler, through which from the outer Room of the interruption switching member into the still further chamber 65, a third terminal contact 81, the so-called center electrode, can be guided, which preferably has a splitted or split end 83. The insulator element B 53 also serves as a closure for the still further chamber 65. The insulator element B 53 is preferably formed as a cylindrical part. The insulator element B 53 may be made of a plastic such as PEEK, polyoxymethylene, ABS or nylon. The cylindrical insulator element B 53 is pressed into the hollow cylindrical first terminal contact 1 1. The insulator element B 53 preferably has recesses 37 for receiving sealing elements, which effect a seal between the axial outer wall of the insulator element B 53 and the inner wall of the first connection contact 1 1. In the embodiment shown in FIG. 2, the combustion chamber 61 and the still further chamber 63 are filled with the filling material 45, while the still further chamber 65 is not filled with filling material 45. However, it is also conceivable according to the invention to fill the still further chamber 65 with the filling material 45 as well. It is also conceivable according to the invention that none of the chambers 61, 63 and 65 is filled with a filling material 45. It is also conceivable that instead of the center electrode 81 only a sealing screw (not shown) is used. FIG. 3 shows an interruption switching element 1 according to the invention, which is essentially identical to the interruption switching element 1 of FIG. 2. In the embodiment shown in FIG. 3, only the combustion chamber 61 is filled with the filling material 45. In contrast to the embodiment shown in FIG. 2, there is no filling material 45 in the further chamber 63. If the separation region 27 is torn open as a result of the detonation or deflagration of the pyrotechnic material, then the filling material 45 from the combustion chamber 61 can also be in the still distribute another chamber 65. In this way, the filling material 45 can also act as an extinguishing agent and prevent the generation of an arc between the two separate ends of the separation region 27 or at least severely hindered. For completeness, it should be mentioned that the flange 29 is placed in the embodiment shown in FIG. 3 on the closure 31 and not recessed as in the embodiment of FIG.
Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform ist im Wesentlichen identisch zu der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform, mit dem einzigen Unterschied, dass kein Füllmaterial 45 in der Brennkammer 61 , jedoch Füllmaterial 45 nur in der weiteren Kammer 63 vorliegt. Hier kommt es infolge der Detonation oder der Deflagration des pyrotechnische Material zu einem Druckaufbau in der Brennkammer 61 , so dass der Trennbereich 27 ganz oder teilweise in Richtung der weiteren Kammer 63 aufgerissen wird, so dass sich danach eine Stoßwelle durch das Füllmaterial 45 ausbreiten kann, die auf den Treibspiegel 25b wirkt. Gleichzeitig kann Füllmaterial 45 auch in den Bereich der Brennkammer 61 eindringen, so dass dieses als Löschmittel zur Verhinderung bzw. Behinderung eines Lichtbogens zwischen den getrennten Enden des Trennbereichs dienen kann. The embodiment shown in Fig. 4 is substantially identical to the embodiment shown in Fig. 3, with the only difference that no filling material 45 in the combustion chamber 61, but filling material 45 is present only in the other chamber 63. Here, as a result of the detonation or deflagration of the pyrotechnic material, pressure builds up in the combustion chamber 61, so that the separation region 27 is torn open completely or partially in the direction of the further chamber 63, so that a shockwave can then propagate through the filling material 45. which acts on the sabot 25b. At the same time, filling material 45 can also penetrate into the region of the combustion chamber 61 so that it can serve as an extinguishing agent for preventing or obstructing an arc between the separate ends of the separation region.
Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform zeigt ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied 1 , das einen Kanal 49 der Kontakteinheit 5 aufweist, der sich unterhalb des Treibspiegels 25b, insbesondere im Flansch 25a, vorzugsweise mittig in axialer Richtung erstreckt und die Brennkammer 61 mit der noch weiteren Kammer 65 verbindet. Somit ist die Kontakteinheit 5 im dargestellten Ausführungsbeispiel weiter als durchgängiges Schaltrohr 9 ausgebildet. In dieser Ausführungsform kann sowohl die Brennkammer 61 , der Kanal 49, die noch weitere Kammer 65 und die weitere Kammer 63 mit dem Füllmaterial 45 gefüllt sein. Alle weiteren Ausgestaltungen der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sind im Wesentlichen identisch mit den in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Ausführungsformen. Der Kanal 49 stellt sicher, dass bei der Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds 1 und der damit verbundenen Bewegung des Treibspiegels 25 von der Ausgangsposition in die Endposition das sich vergrößernde Volumen im Bereich der Brennkammer 61 und der weiteren Kammer 63 auch mit Füllmaterial 45 nachgefüllt wird. Durch die Bewegung des Treibspiegels 25 von der Ausgangsposition in die Endposition wird Füllmaterial 45 in der noch weiteren Kammer 65 zusammengepresst und durch den Kanal 49 in Richtung des Bereichs der Brennkammer 61 und hier direkt auf die Trennstelle 27 gespritzt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass kein Lichtbogen zwischen den getrennten Teilen des Trennbereichs 27 entsteht bzw. zumindest stark bedämpft wird. The embodiment shown in Fig. 5 shows an inventive interruption switching element 1, which has a channel 49 of the contact unit 5, which extends below the sabot 25 b, in particular in the flange 25 a, preferably centrally in the axial direction and the combustion chamber 61 with the still further chamber 65 combines. Thus, the contact unit 5 is further formed in the illustrated embodiment as a continuous switching tube 9. In this embodiment, both the combustion chamber 61, the channel 49, the still further chamber 65 and the further chamber 63 with be filled 45 of the filling material. All further embodiments of the embodiment shown in FIG. 5 are substantially identical to the embodiments shown in FIGS. 2 to 4. The channel 49 ensures that in the release of the interruption switching member 1 and the associated movement of the sabot 25 from the starting position to the end position, the increasing volume in the region of the combustion chamber 61 and the other chamber 63 is also refilled with filler 45. By the movement of the sabot 25 from the starting position to the end position filling material 45 is compressed in the still further chamber 65 and injected through the channel 49 in the direction of the region of the combustion chamber 61 and here directly to the separation point 27. In this way, it is ensured that no arc is formed between the separated parts of the separation region 27 or at least heavily attenuated.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich wird, die den Endzustand der Kontakteinheit 5 bzw. des Schaltrohres 9 nach einer Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds 1 darstellt, wird der Stauchbereich 23 der Kontakteinheit 5 vorzugsweise so ausgebildet, dass die Wandung des Kontaktrohrs 9 im Stauchbereich 23 mäanderförmig gefaltet wird. Die mäanderförmige Faltung soll dabei vorzugsweise überwiegend außerhalb der noch weiteren Kammer 65 erfolgen, um zu vermeiden, dass sich ein gefalteter Bereich vor die Eintrittsöffnung des Kanals 49 legt und das Auspressen des Füllmittels 45 verhindert. Das Falten in einem Bereich außerhalb des Aufnahmevolumens wird jedoch ohnehin durch den sich bei der Stauchung des Schaltrohrs 9 ergebenden Innendruck des Füllmittels 45 präferiert, ohne dass hierfür zusätzliche Maßnahmen, wie Sollknickstellen oder dergleichen, vorgesehen sein müssen. Selbstverständlich können jedoch durch solche zusätzlichen Maßnahmen die gewünschten Falteigenschaften erzeugt oder optimiert werden. Insbesondere können Sollknickstellen durch entsprechende Strukturierungen des Stauchbereichs 23 an der Außen- und/oder Innenwandung eingebracht werden. Die im Endzustand ineinander greifenden axialen Vorsprünge des Isolatorelements A 17 und des zweiten Treibspiegelteils 25b sind dabei hinsichtlich ihrer axialen Länge auch so ausgebildet, dass durch diese während des Stauchvorgangs und im Endzustand ein Berühren der radial außenliegenden Teile des gefalteten Bereichs der Wandung des Schaltrohrs 9 mit der Innenwandung des Gehäuses 3 verhindert wird. Hierdurch wird eine Beschädigung der Isolierschicht 7 verhindert, wenn eine solche an der Innenwandung des Gehäuses 3 vorgesehen ist. As can be seen from Fig. 6, which illustrates the final state of the contact unit 5 and the switching tube 9 after a tripping of the interrupting switching element 1, the swage region 23 of the contact unit 5 is preferably formed so that the wall of the contact tube 9 is folded meandering in the swage region 23 , The meander-shaped fold should preferably take place predominantly outside of the still further chamber 65 in order to avoid that a folded area lies in front of the inlet opening of the channel 49 and prevents the filling of the filler 45 from being pressed out. However, folding in an area outside the receiving volume is anyway preferred by the internal pressure of the filler 45 resulting from the compression of the switching tube 9, without the need for additional measures such as predetermined bending points or the like. Of course, however, by such additional measures, the desired folding properties can be generated or optimized. In particular, predetermined bending points can be introduced by appropriate structuring of the swaging region 23 on the outer and / or inner wall. The axially interlocking in the end state axial projections of the insulator element A 17 and the second sabot portion 25b are also designed with respect to their axial length, that by them during the compression process and in the final state, touching the radially outer parts of the folded portion of the wall of the switching tube 9 with the inner wall of the housing 3 is prevented. As a result, damage to the insulating layer 7 is prevented when such is provided on the inner wall of the housing 3.
Bei Varianten ohne eine derartige Isolierschicht 7 wird hierdurch auch verhindert, dass ein metallisches Gehäuse 3 nach der Auslösung ungewollt auf dasselbe elektrische Potential gelegt wird wie der erste Anschlusskontakt 1 1. In variants without such an insulating layer 7, this also prevents a metallic housing 3 from being unintentionally placed on the same electrical potential after the triggering as the first connection contact 11.
Die Fig. 6 zeigt nur exemplarisch den Endzustand eines Unterbrechungsschaltglieds nach Fig. 5. Abgesehen von den geringen Änderungen im Aufbau (Fehlen des Kanals 49) ist der Endzustand der Unterbrechungsschaltglieder nach den Fig. 2 bis 4 identisch. 6 shows, by way of example only, the final state of a breaker switch of FIG. 5. Apart from the minor changes in construction (absence of channel 49), the final state of the breaker elements of FIGS. 2-4 is identical.
Die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds 1 umfasst wie die vorher beschriebenen Ausführungsformen ein Gehäuse 3, in welchem eine Kontakteinheit 5 angeordnet ist. Das Gehäuse 3 ist so ausgebildet, dass es einem innerhalb des Gehäuses erzeugten Druck, der bei einer pyrotechnischen Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds 1 erzeugt wird, standhält, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung oder gar eines Aufplatzens besteht. Das Gehäuse kann insbesondere aus einem geeigneten Metall bestehen. In diesem Fall kann an der Innenwandung des Gehäuses eine Isolierschicht 7 vorgesehen sein, die aus einem geeigneten Isolierstoff, beispielsweise einem Kunststoff, besteht. Hierdurch werden bei höheren Spannungen Überschläge bzw. ein elektrischer Kontakt zwischen der Kontakteinheit 5, die selbstverständlich aus einem leitenden Metall, beispielsweise aus Kupfer, besteht und dem Gehäuse 3 vermieden, insbesondere während und nach dem Auslösen des Unterbrechungsschaltglieds 1. Auch kann das Gehäuse insgesamt aus einem isolierenden Material, insbesondere aus Keramik oder einem geeigneten Kunststoff, bestehen. In diesem Fall wird die Wandstärke des Gehäuses 3 üblicherweise dicker ausfallen als im Fall eines metallischen Gehäuses, auch müssen dann hier in der Regel Versteifungsrippen eingebracht werden. The embodiment of an interruption switching element 1 according to the invention shown in FIG. 7, like the previously described embodiments, comprises a housing 3 in which a contact unit 5 is arranged. The housing 3 is designed such that it withstands a pressure generated within the housing, which is generated during a pyrotechnic activation of the interruption switching element 1, without the risk of damage or even bursting. The housing may in particular consist of a suitable metal. In this case, an insulating layer 7 may be provided on the inner wall of the housing, which consists of a suitable insulating material, for example a plastic. As a result, at higher voltages flashovers or an electrical contact between the contact unit 5, which of course consists of a conductive metal, such as copper, and the housing 3 avoided, especially during and after the release of the interruption switching element 1. The housing can also be a total of an insulating material, in particular of ceramic or a suitable plastic exist. In this case, the wall thickness of the housing 3 will usually be thicker than in the case of a metallic housing, also then usually stiffening ribs must be introduced here.
Die Kontakteinheit 5 ist jedoch im dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich des ersten Anschlusskontaktes 1 1 , im Bereich 23 und im Bereich des Beaufschlagungselements 25 im Gegensatz zu den bisher ausgeführten Ausführungsformen massiv ausgestaltet. Nur in dem Trennbereich 27 ist die Kontakteinheit 5 wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen als Rohr ausgebildet. However, the contact unit 5 is in the illustrated embodiment in the region of the first terminal contact 1 1, in the area 23 and in the region of the biasing element 25, in contrast to the previously executed embodiments made massive. Only in the separation area 27 is the contact unit 5 as in the previous described embodiments designed as a tube.
Der Vorteil dieser Ausführungsform, bei der kein Stauchen des früheren Stauchbereichs 23 vorhanden ist liegt darin, dass nach dem Aufbrechen des Trennbereichs hier kein Fluid durch die Bewegung des Treibspiegels 25b dem Trennbereich entzogen wird, der gesamte Schaltvorgang also quasi stationär erfolgt. Damit wird der Abschaltvorgang schneller abgeschlossen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der Einschleifwiderstand der Baugruppe, also der ohmsche Widerstand zwischen den Anschlusskontaktbereichen 11 und 13, hier minimal ist und auch bei hohen Betriebsströmen hier deutlich weniger Verlustwärme erzeugt wird, die abgeführt werden müsste - das bei den anderen Ausführungen der Baugruppe relativ dünne Material im Stauchbereich 23 ist ja hier massives Metall. Als Nachteil lässt sich hier der relativ geringe Trennabstand nach der Auslösung der Baugruppe anführen und die relativ geringe Bewegung des Füllmaterials während des Schaltvorgangs. The advantage of this embodiment, in which no upsetting of the previous compression region 23 is present, is that no fluid is withdrawn from the separation region by the movement of the slosh mirror 25b after the separation region has broken open, so that the entire switching process takes place quasi-stationary. This completes the shutdown process more quickly. Another advantage is that the Einschleifwiderstand the assembly, so the ohmic resistance between the terminal contact areas 11 and 13, here is minimal and even at high operating currents here significantly less heat loss is generated, which would have to be dissipated - that in the other versions of the module relatively thin material in the compression area 23 is here solid metal. The disadvantage here is the relatively small separation distance after the release of the assembly and the relatively low movement of the filler material during the switching process.
Die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Unterbrechungsschaltglieds 1 umfasst ein Gehäuse 3, in welchem eine Kontakteinheit 5, auch Verbindungselement genannt, angeordnet ist. Das Gehäuse 3 ist so ausgebildet, dass es einem innerhalb des Gehäuses erzeugten Druck, der bei einer pyrotechnischen Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds 1 erzeugt wird, standhält, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung oder gar eines Aufplatzens besteht. Das Gehäuse kann insbesondere aus einem geeigneten Metall, vorzugsweise Stahl, bestehen. In diesem Fall kann an der Innenwandung des Gehäuses eine Isolierschicht 7 vorgesehen sein, die aus einem geeigneten Isolierstoff, beispielsweise einem Kunststoff, besteht. Als Kunststoff hierfür kann hier beispielsweise Polyoxymethylen verwendet werden. Hierdurch werden bei höheren Spannungen Überschläge bzw. ein elektrischer Kontakt zwischen der Kontakteinheit 5, die selbstverständlich aus einem leitenden Metall, beispielsweise aus Kupfer, besteht, und dem Gehäuse 3 vermieden, insbesondere während und nach dem Auslösen des Unterbrechungsschaltglieds 1. Als Gehäusematerial sind jedoch hier auch elektrisch nicht leitende Materialien wie Keramik, POM, PA6 oder ABS möglich, die jedoch in der Regel geeignet durch beispielsweise Rippen versteift werden müssen. Auch wird in diesen Fällen die Wandstärke des Gehäuses 3 üblicherweise dicker ausfallen als im Fall eines metallischen Gehäuses. Die Kontakteinheit 5 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als ein durch den Treibspiegel 25b im Stauchbereich bedrücktes Schaltrohr 9 ausgebildet, so dass es nur in dem Trenn- 27 und dem Stauchbereich 23 als Rohr ausgebildet ist. Das Schaltrohr 9 besitzt im dargestellten Ausführungsbeispiel einen ersten Anschlusskontakt 1 1 mit einem größeren Durchmesser und einen zweiten Anschlusskontakt 13 mit einem geringeren Durchmesser. An den ersten Anschlusskontakt 1 1 schließt sich ein sich radial nach außen erstreckender Flansch 15 an, der sich an einem ringförmigen Isolatorelement A 17, welches aus einem isolierenden Material, beispielsweise einem Kunststoff, besteht, derart abstützt, dass das Schaltrohr 9 nicht in axialer Richtung aus dem Gehäuse 3 herausbewegt werden kann. Der hierfür eingesetzte Kunststoff kann Polyoxy- methylen, ABS oder Nylon sein, jedoch sind auch Keramiken möglich und in Sonderfällen sinnvoll. Das Isolatorelement A 17 weist hierzu eine ringförmige Schulter auf, an welcher sich der Flansch 15 des Schaltrohrs 9 abstützt. Zusätzlich isoliert das Isolatorelement A 17 das Gehäuse gegenüber dem Schaltrohr 9. Das ringförmige Isolatorelement A 17 weist in einem axial äußeren Bereich einen Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Schaltrohrs 9 im Bereich des ersten Anschlusskontakts 1 1 entspricht. Hierdurch wird eine Dichtwirkung erzielt, die durch ein zusätzliches, ringförmiges Dichtelement 19, beispielsweise einen O-Ring, verstärkt wird. Das Isolatorelement A 17 kann auch mit dem Schaltrohr 9 über eine Presspassung verbunden oder auf dieses aufgespritzt sein. Das Isolatorelement A 17 und damit das Schaltrohr 9 bzw. die Kontakteinheit 5 wird an der betreffenden Stirnseite des Unterbrechungsschaltglieds 1 mittels einer Verschlussmutter 21 oder einer eingeschweißten Ringscheibe 21 im Gehäuse 3 gehalten bzw. auf diese Weise im Gehäuse 3 fixiert. Die Verschlussmutter 21 oder die Ringscheibe 21 kann aus Metall, vorzugsweise Stahl, bestehen. Hierdurch ist auch sichergestellt, dass das Schaltrohr bei einem Erweichen oder Verbrennen der Kunststoffteile des Unterbrechungsschaltglieds 1 nicht aus dem Gehäuse austreten kann, selbst wenn in diesem Zustand noch ein Auslösen des Unterbrechungsschaltglieds 1 bewirkt wird. Denn der Außendurchmesser des Flanschs 15 ist größer gewählt als der Innendurchmesser der Verschlussmutter 21. The embodiment of an interruption switching element 1 according to the invention shown in FIG. 8 comprises a housing 3 in which a contact unit 5, also called a connecting element, is arranged. The housing 3 is designed such that it withstands a pressure generated within the housing, which is generated during a pyrotechnic activation of the interruption switching element 1, without the risk of damage or even bursting. The housing may in particular consist of a suitable metal, preferably steel. In this case, an insulating layer 7 may be provided on the inner wall of the housing, which consists of a suitable insulating material, for example a plastic. As a plastic for this example, polyoxymethylene can be used here. As a result, at higher voltages flashovers or an electrical contact between the contact unit 5, which of course consists of a conductive metal, such as copper, and the housing 3 avoided, in particular during and after the release of the interruption switching element 1. However, housing material are here Also electrically non-conductive materials such as ceramic, POM, PA6 or ABS possible, but must be stiffened by, for example, suitable ribs. Also, in these cases, the wall thickness of the housing 3 will usually be thicker than in the case of a metallic housing. The contact unit 5 is formed in the illustrated embodiment as a depressed by the sabot 25 b in the compression region switching tube 9, so that it is formed only in the separation 27 and the compression region 23 as a tube. The switching tube 9 has in the illustrated embodiment, a first terminal contact 1 1 with a larger diameter and a second terminal contact 13 with a smaller diameter. To the first terminal contact 1 1 is followed by a radially outwardly extending flange 15, which is supported on an annular insulator element A 17, which consists of an insulating material, such as a plastic, such that the switching tube 9 is not in the axial direction can be moved out of the housing 3. The plastic used for this purpose can be polyoxymethylene, ABS or nylon, but ceramics are also possible and, in special cases, useful. The insulator element A 17 has for this purpose an annular shoulder on which the flange 15 of the switching tube 9 is supported. In addition, the insulator element A 17 isolates the housing from the switching tube 9. The annular insulator element A 17 has an inner diameter in an axially outer region which substantially corresponds to the outer diameter of the switching tube 9 in the region of the first connection contact 11. As a result, a sealing effect is achieved which is reinforced by an additional, annular sealing element 19, for example an O-ring. The insulator element A 17 may also be connected to the switching tube 9 via a press fit or be sprayed onto this. The insulator element A 17 and thus the switching tube 9 and the contact unit 5 is held on the relevant end face of the interruption switching element 1 by means of a lock nut 21 or a welded-in annular disc 21 in the housing 3 or fixed in this way in the housing 3. The lock nut 21 or the annular disc 21 may be made of metal, preferably steel. This also ensures that the switching tube can not escape from the housing in a softening or burning of the plastic parts of the interrupting switching element 1, even if in this state still triggering of the interrupting switching element 1 is effected. Because the outer diameter of the flange 15 is selected to be larger than the inner diameter of the closure nut 21st
Selbstverständlich kann das Gehäuse 3 jedoch auch an der in Fig. 8 links dargestellten Stirnseite bei der Montage des Unterbrechungsschaltglieds 1 derart umgeformt werden, dass ein sich radial einwärts erstreckender Teil des Gehäuses das Isolatorele- ment 17 fixiert. Besteht das Gehäuse aus Kunststoff, so kann auch das Isolatorelement 17 entfallen. Of course, however, the housing 3 can also be formed on the end face shown on the left in FIG. 8 during the assembly of the interrupting switching member 1 in such a way that a part of the housing extending radially inwardly extends the isolator element. ment 17 fixed. If the housing is made of plastic, the insulator element 17 can also be dispensed with.
Das Schaltrohr 9 weist einen sich an den Flansch 15 in der Achse des Schaltrohrs 9 anschließenden Stauchbereich 23 auf. Die Wandstärke des Schaltrohrs 9 ist im The switching tube 9 has an adjoining the flange 15 in the axis of the switching tube 9 compression region 23. The wall thickness of the switching tube 9 is in
Stauchbereich 23, der eine vorbestimmte axiale Ausdehnung aufweist, so gewählt und auf das Material abgestimmt, dass sich bei einem Auslösen des Unterbrechungsschaltglieds 1 infolge einer plastischen Deformation des Schaltrohrs 9 im Stauchbereich 23 eine Verkürzung des Stauchbereichs in axialer Richtung um eine vorbestimmte Wegstrecke ergibt. Upset region 23, which has a predetermined axial extent, chosen and matched to the material that results in a triggering of the interruption switching element 1 due to a plastic deformation of the switching tube 9 in the swage region 23, a shortening of the swaged portion in the axial direction by a predetermined distance.
An den Stauchbereich 23 schließt sich in axialer Richtung des Schaltrohrs 9 ein Flansch 25a an, auf dem im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Treibspiegel 25b sitzt. Der Treibspiegel 25b, der im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Isoliermaterial, beispielsweise einem geeigneten Kunststoff, besteht, umgreift das Schaltrohr 9 mit seinem Teil 25b derart, dass zwischen dem Außenumfang des Flanschs 25a und der Innenwandung des Gehäuses 3 ein isolierender Bereich des Treibspiegels 25b eingreift. Wirkt ein Druck auf die Fläche des Treibspiegels 25b ein, wird eine Kraft erzeugt, die über den Flansch 25a den Stauchbereich 23 des Schaltrohres 9 zusam- menpresst. Diese Kraft wird so gewählt, dass sich während des Auslösevorgangs des Unterbrechungsschaltglieds 1 ein Stauchen des Stauchbereichs 23 ergibt, wobei der Treibspiegel 25b aus seiner Ausgangslage (Status vor der Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds 1) in eine Endposition (nach Beendigung des Schaltvorgangs) bewegt wird. The compression region 23 is adjoined in the axial direction of the switching tube 9 by a flange 25a on which a sabot 25b is seated in the embodiment shown. The sabot 25b, which in the illustrated embodiment consists of an insulating material, such as a suitable plastic, surrounds the switching tube 9 with its part 25b such that between the outer periphery of the flange 25a and the inner wall of the housing 3, an insulating region of the sabot 25b engages. If a pressure acts on the surface of the slosh mirror 25b, a force is generated which compresses the swage region 23 of the switching tube 9 via the flange 25a. This force is chosen so that during the triggering operation of the interrupting switch member 1, an upsetting of the swaged portion 23 results, wherein the sabot 25 b is moved from its initial position (status before the release switch 1 is triggered) to an end position (after the shift has ended).
Wie aus Fig. 8 ersichtlich, kann der Treibspiegelteil 25b so gewählt werden, dass dessen Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Gehäuses 3 entspricht, so dass eine axiale Führung des Flanschs 25a und damit auch eine axial geführte Stauchbewegung während des Schaltvorgangs erreicht wird. As can be seen from FIG. 8, the sabot part 25b can be selected such that its outer diameter essentially corresponds to the inner diameter of the housing 3, so that an axial guidance of the flange 25a and thus also an axially guided compression movement is achieved during the switching operation.
Nach dem Pressvorgang greifen die nahe dem Gehäuse liegenden Nasen des Isolators 17 und des Treibspiegels 25b voll übereinander, so dass das nach der Auslösung und dem Stauchvorgang mäanderförmig zusammengeschobene Stauchbereich 23 voll von elektrisch isolierenden Materialien umschlossen ist. After the pressing operation, the noses of the insulator 17 and the sabot 25b which lie close to the housing fully engage one another, so that this after the triggering and the compression process meandering pushed-together area 23 is fully enclosed by electrically insulating materials.
An den Treibspiegel 25b bzw. dem Flanschteil 25a des Schaltrohrs 9 bzw. der Kontakteinheit 5 schließt sich ein Trennbereich 27 an, welcher in axialer Richtung vorzugsweise wiederum zu einem Flansch 29 des Schaltrohrs 9 benachbart ist. An den Flansch 29 schließt sich dann der zweite Anschlusskontakt 13 des Schaltrohrs 9 an. Der Flansch 29 dient wiederum dazu, das Schaltrohr 9 bzw. die Kontakteinheit 5 in axialer Richtung sicher im Gehäuse 3 zu fixieren. Hierzu dient ein sich radial nach innen erstreckender Ringbereich des Gehäuses 3 (nicht mit Bezugszeichen versehen) und ein Verschluss 31 , welcher zwischen einer entsprechenden Anschlagsfläche des Flanschs 29, der Innenwandung des stirnseitigen Ringbereichs 3a des Gehäuses 3 und der axialen Innenwandung des Gehäuses 3 vorgesehen ist und welcher den zweiten Anschlusskontakt des Schaltrohrs 9 ringförmig umgreift. Der Flansch kann - wie in Fig. 8 gezeigt - in axialer Richtung in den Verschluss 31 eingreifen. Alternativ dazu kann er auch in axialer Richtung auf den Verschluss 31 aufgesetzt sein (siehe Figuren 3 bis 6). Der Verschluss 31 kann aus Metall, insbesondere Stahl bestehen. At the sabot 25b and the flange portion 25a of the switching tube 9 and the contact unit 5 is followed by a separation region 27, which in turn preferably in the axial direction to a flange 29 of the switching tube 9 is adjacent. The second connection contact 13 of the switching tube 9 then adjoins the flange 29. The flange 29 in turn serves to securely fix the switching tube 9 or the contact unit 5 in the axial direction in the housing 3. This purpose is served by a radially inwardly extending annular region of the housing 3 (not provided with reference numerals) and a closure 31, which is provided between a corresponding abutment surface of the flange 29, the inner wall of the frontal annular portion 3a of the housing 3 and the axial inner wall of the housing 3 and which surrounds the second terminal contact of the switching tube 9 annular. As shown in FIG. 8, the flange can engage in the closure 31 in the axial direction. Alternatively, it can also be mounted in the axial direction on the closure 31 (see Figures 3 to 6). The closure 31 may be made of metal, in particular steel.
Wenn der Verschluss 31 nicht aus einem Metall oder einer Keramik besteht, sondern aus einem Kunststoff, muss nach dem Flansch 29 eine Metallscheibe mit einem Durchmesser, der größer ist als die rechte Öffnung des Gehäuses, eingebracht sein, um im Brandfall zu verhindern - im Brandfall sind ja die Kunststoffteile nicht mehr da -, dass Teile aus dem Gehäuse austreten. If the shutter 31 is not made of a metal or a ceramic, but of a plastic, after the flange 29, a metal disc with a diameter greater than the right opening of the housing, be introduced to prevent fire - in case of fire yes, the plastic parts are no longer there - that parts escape from the housing.
Sind das Gehäuse 3, der Verschluss 31 und die Verschlussmutter/Ringscheibe 23 aus Stahl, so ist es möglich, diese Teile per Elektronenstrahl- oder Ultraschallschweißen miteinander zu verbinden. Auch ein Verbinden per Laserstrahl ist möglich. If the housing 3, the shutter 31 and the lock nut / washer 23 are made of steel, it is possible to connect these parts to each other by electron beam or ultrasonic welding. Also a connection by laser beam is possible.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Treibspiegel 25b bei der Montage des Unterbrechungsschaltglieds 1 von der Seite des Anschlusskontakts 13 her auf das Schaltrohr 9 aufgeschoben und muss daher so dimensioniert sein, dass sein Innendurchmesser größer oder gleich dem Außendurchmesser des Flanschs 29 ist. Der Verschluss 31 ist als ein ringförmiges Bauteil gestaltet, welches einen Außendurchmesser besitzt, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Gehäuses 3 entspricht, und einen Innendurchmesser, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Flanschs 29 bzw. dem zweiten Anschlusskontakt 13 entspricht. In the illustrated embodiment, the sabot 25 b is pushed during the assembly of the interruption switching element 1 from the side of the terminal 13 forth on the switching tube 9 and must therefore be dimensioned so that its inner diameter is greater than or equal to the outer diameter of the flange 29. The shutter 31 is configured as an annular member having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the housing 3 and an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the flange 29 and the second terminal contact 13, respectively.
In dem axialen Ende des Schaltrohrs 9 im Bereich des zweiten Anschlusskontakts 13 ist eine Anzündvorrichtung 35 mit pyrotechnischem Material vorgesehen, hier oft auch als Minidetonator oder Zünderschraube benannt. Der Außenumfang der Anzündvorrichtung 35 ist gegenüber der Innenwandung des Schaltrohrs 9 bzw. des zweiten Anschlusskontakts 13 mit einem Dichtelement (dunkles kreisförmiges Element in Aussparung), beispielsweise einem O-Ring, abgedichtet. Zur axialen Fixierung der Anzündvorrichtung 35 kann in der Innenwandung des Schaltrohrs 9 bzw. des zweiten Anschlusskontakts 13 eine kleine Schulter vorgesehen sein, wobei die Anzündvorrichtung bei der Montage des Unterbrechungsschaltglieds 1 bis an die Schulter heran in das Schaltrohr 9 eingeschoben wird. Zur axialen Fixierung der Anzündvorrichtung 35 wird dann ein Verschlusselement 39 in den zweiten Anschlusskontakt 13 eingeschraubt. Durch einen Durchbruch des ringförmigen Verschlusses 31 können die elektrischen Anschlussleitungen 41 der Anzündvorrichtungen 35 nach außen geführt werden. Zur vollständigen Abdichtung und Fixierung kann der Innenraum des Verschlusselements 39 vergossen sein, insbesondere mit einem geeigneten Epoxidharz. Dieses dient dann gleichzeitig zur Zugentlastung der Anschlussleitungen 41. In dem Bereich des Einmündens der Anschlussleitungen 41 in die Anzündvorrichtung 35 können die Anschlussleitungen mit einer Vergussmasse 57 fixiert sein. Das Verschlusselement 39 ist in der Fig. 8 mit einem Gewinde versehen, um es in den zweiten Anschlusskontakt 13 des Schaltrohrs 9 einschrauben zu können, jedoch wird es später bei einer Serienausführung der Baugruppe aus Kostengründen nur in den vorzugsweise als Rohrteil ausgebildeten zweiten Anschlusskontakt 13 eingeschoben und dann eingebördelt, geclincht oder eingerollt. In the axial end of the switching tube 9 in the region of the second terminal 13, an ignition device 35 is provided with pyrotechnic material, often referred to here as Minidetonator or ignition plug. The outer periphery of the ignition device 35 is sealed with respect to the inner wall of the switching tube 9 and the second terminal 13 with a sealing element (dark circular element in recess), for example, an O-ring. For axial fixation of the ignition device 35, a small shoulder may be provided in the inner wall of the switching tube 9 or of the second connection contact 13, the ignition device being pushed into the switching tube 9 as far as the assembly of the interruption switching element 1 up to the shoulder. For axial fixing of the ignition device 35, a closure element 39 is then screwed into the second connection contact 13. Through an opening of the annular shutter 31, the electrical connection lines 41 of the ignition devices 35 can be led to the outside. For complete sealing and fixing, the interior of the closure element 39 may be potted, in particular with a suitable epoxy resin. This then serves at the same time to strain relief of the connecting lines 41. In the region of the Einmündens of the connecting lines 41 in the ignition device 35, the connecting lines can be fixed with a potting compound 57. The closure element 39 is provided in FIG. 8 with a thread in order to screw it into the second terminal contact 13 of the switching tube 9, however, it is later inserted in a standard version of the assembly for cost reasons only in the preferably designed as a tubular part second terminal contact 13 and then crimped in, clinched or rolled up.
Der Verschluss 31 kann aus einem Metall, insbesondere Stahl, bestehen. Dies hat den Vorteil der Potentialanbindung des Gehäuses 3 an den zweiten Anschlusskontakt 13. Auf diese Weise„weiß das Gehäuse, wo es hinsichtlich des Potentials hingehört". Letzteres ist wichtig in Hochspannungsschaltkreisen, um keine unerwünschten Lichtbögen mit nicht potentialangebundenen Teilen zu erhalten. Außerdem schirmt das Gehäuse 3 den inneren Bereich des Unterbrechungsschaltglieds 1 gegen elektromagnetische Strahlung, z.B. einen Radarstrahl ab. The closure 31 may be made of a metal, in particular steel. This has the advantage of the potential bonding of the housing 3 to the second terminal 13. In this way "the housing knows where it belongs in terms of potential." The latter is important in high-voltage circuits to avoid unwanted arcs with non-potential-bonded parts the Housing 3, the inner region of the interruption switching element 1 against electromagnetic radiation, such as a radar beam.
Der Trennbereich 27 ist so dimensioniert, dass er durch den erzeugten Gasdruck oder die erzeugte Stoßwelle des Minidetonators 35 zumindest teilweise aufreißt, so dass sich der Druck bzw. die Stoßwelle auch aus der einen Kammer (Brennkammer 61) in die als umgebenden Ringraum ausgestaltete weitere Kammer 63 ausbreiten kann. Zur Erleichterung des Aufreißens kann die Wandung des Schaltrohrs 9 im Trennbereich 27 auch einen oder mehrere Durchbrüche bzw. Bohrungen aufweisen. Zudem kann auch an dem Trennbereich 27 auf der Seite der weiteren Kammer 63 eine Anzündmischung 43 vorgesehen sein. Die Durchbrüche und die Anzündmischung sind dabei vorzugsweise mit einem Schutzlack 55 (beispielhaft gezeigt in Fig. 5) überzogen. Die Anzündmischung 43 kann auch zum Schutz gegen die Einflüsse des Füllmaterials mit einer Naturgummischicht überzogen sein. Die Anzündmischung 43 kann dazu dienen, bei ausfallender Ansteuerung des Minidetonators 35 eine passive Abschaltung zu bewirken, d.h. den Trennbereich 27 zu trennen, ohne dass die Anzündvorrichtung 35 aktiv ausgelöst worden wäre: Bei Überstrom erwärmt sich insbesondere der Mittelteil des Trennbereichs 27 sehr stark und sehr schnell und zündet hierbei bei Erreichen der Zündtemperatur die Anzündmischung, die dann wieder die Anzündvorrichtung 35 bzw. das pyrotechnische Material geeignet mitzündet. The separation region 27 is dimensioned so that it at least partially ruptures due to the generated gas pressure or the generated shock wave of the mini-dictator 35, so that the pressure or the shock wave also from the one chamber (combustion chamber 61) in the configured as a surrounding annulus further chamber 63 can spread. To facilitate the tearing, the wall of the switching tube 9 in the separation region 27 may also have one or more openings or bores. In addition, an igniting mixture 43 can also be provided on the separating region 27 on the side of the further chamber 63. The breakthroughs and the ignition mixture are preferably coated with a protective varnish 55 (shown by way of example in FIG. 5). The igniter mixture 43 may also be coated with a natural rubber layer for protection against the effects of the filler material. The igniter mixture 43 can serve to cause a passive shutdown in the event of failure of driving the mini-detector 35, i. In the event of an overcurrent, in particular the central part of the separating region 27 heats up very strongly and very quickly, igniting the ignition mixture when the ignition temperature is reached, which then ignites the ignition device 35 or the ignition device pyrotechnic material ignites suitably.
Die Anzündmischung 43 kann ebenfalls bereits eine Zündmischung sein, die bereits für sich alleine bei Erwärmung bis an ihre Zündtemperatur eine Stoßwelle erzeugt und damit bereits den Trennbereich - hier jetzt nach innen - aufreißt und dann den Treibspiegel bedrückt. Eine Mitwirkung bzw. Mitzündung der Anzündvorrichtung 35 bzw. des Minidetonators wäre in diesem Fall also gar nicht notwendig. WH man die Baugruppe nicht aktiv auslösen, würde auch bereits diese Zündmischung ausreichen, um den Schaltsteg zu trennen und den Stauchbereich 23 des Schaltrohres 9 zu stauchen. The ignition mixture 43 can likewise already be an ignition mixture which already generates a shockwave on its own when heated up to its ignition temperature and thus already ruptures the separation region - here now inwardly - and then depresses the sabot. A participation or ignition of the ignition device 35 and the Minidetonators would not be necessary in this case. If you do not actively trigger the assembly, even this ignition mixture would already be sufficient to separate the switching bridge and to compress the compression region 23 of the switching tube 9.
Die Anzündvorrichtung 35 zum Zünden des pyrotechnischen Materials (Anzündvorrichtung) kann aus einem einfachen, schnell aufheizbaren Glühdraht bestehen. Die Aktivierung der Anzündvorrichtung kann durch eine entsprechende elektrische Ansteuerung erfolgen. Selbstverständlich kann die Anzündvorrichtung 35 jedoch auch in beliebiger anderer Weise ausgebildet sein, die eine Aktivierung des pyrotechnischen Materials bewirkt, auch in Form eines herkömmlichen Anzünders, einer Anzündpillle, einer Zündpille oder eines Minidetonators. The ignition device 35 for igniting the pyrotechnic material (ignition device) may consist of a simple, quickly heatable filament. The activation of the ignition device can be done by a corresponding electrical control. Of course, the ignition device 35, however, also in any be formed in any other way, which causes an activation of the pyrotechnic material, also in the form of a conventional lighter, a Kindle, a squib or a Minidetonators.
Zusätzlich oder stattdessen kann ein passives Aktivieren des Unterbrechungsschaltglieds 1 vorgesehen sein. Hierzu wird die Temperaturerhöhung des Materials des Schaltrohrs 9 im Trennbereich 27 ausgenutzt. In diesem Fall sollte ein möglichst unmittelbarer Kontakt zwischen dem pyrotechnischen Material und der Innenwandung und/oder Außenwandung des Schaltrohrs 9 im Trennbereich 27 gegeben sein. Zusätzlich kann auch ein leichter aktivierbares Material, insbesondere eine Anzünd- oder Zündmischung, in unmittelbarer Nähe oder aufgebracht auf die Innenwandung und/oder Außenwandung des Trennbereichs vorgesehen sein. Additionally or instead, a passive activation of the interruption switching element 1 may be provided. For this purpose, the temperature increase of the material of the switching tube 9 in the separation region 27 is utilized. In this case, the most direct possible contact between the pyrotechnic material and the inner wall and / or outer wall of the switching tube 9 should be given in the separation region 27. In addition, it is also possible to provide an easily activatable material, in particular an igniting or igniting mixture, in the immediate vicinity or applied to the inner wall and / or outer wall of the separating region.
Fig. 8 zeigt eine derartige Schicht einer Anzündmischung 43, die pastös auf die Außenwandung des Trennbereichs aufgebracht ist. Wrd ein Füllmaterial eingefüllt, muss diese Anzündmischung beispielsweise durch eine Epoxidharz- oder Naturgummischicht allseitig gegen das Füllmaterial geschützt werden. FIG. 8 shows such a layer of a priming mixture 43, which is applied pasty to the outer wall of the separating region. When filling a filling material, this ignition mixture must be protected on all sides, for example, by an epoxy resin or natural rubber layer against the filling material.
Der elektrische Wderstand und damit auch das thermische Verhalten des Trennbereichs 27 kann durch das Vorsehen von Durchbrüchen in der Wandung des Trennbereichs 27 (selbstverständlich in Verbindung mit der Wandstärke des Trennbereichs und der Dimensionierung der Radien an den Übergängen des Trennbereichs, die wesentlich den Wärmeabfluss aus dem Trennbereich und dessen Aufreißverhalten bestimmen) beeinflusst werden. Hierdurch kann das Strom-Zeit-Integral definiert bzw. eingestellt werden, bei dem das Unterbrechungsschaltglied 1 passiv auslöst. Auch die Trägheit kann durch eine derartige Dimensionierung beeinflusst werden. The electrical resistance and thus also the thermal behavior of the separation region 27 can by the provision of openings in the wall of the separation region 27 (of course in conjunction with the wall thickness of the separation area and the dimensioning of the radii at the junctions of the separation region, which substantially the heat flow from the Separation area and determine its tear behavior) are influenced. As a result, the current-time integral can be defined or set at which the interruption switching element 1 activates passively. The inertia can also be influenced by such a dimensioning.
Bei einer Aktivierung des Unterbrechungsschaltglieds 1 mittels der Anzündvorrichtung 35 oder mittels einer passiven Aktivierung wird also ein Druck oder eine Stoßwelle an der dem Stauchbereich 23 abgewandten Seite des Treibspiegels 25b erzeugt, wodurch der Treibspiegel mit einer entsprechenden Axialkraft beaufschlagt wird. Diese Kraft wird durch eine geeignete Dimensionierung des pyrotechnischen Materials so gewählt, dass das Schaltrohr 9 im Stauchbereich 23 plastisch deformiert und demzufolge der Treibspiegel in Richtung auf den ersten Anschlusskontakt 11 bewegt wird. Das pyrotechnische Material wird dabei so dimensioniert, dass nach dem Aufbrechen des Trennbereichs 27 des Schaltrohres 9 die Bewegung des Treibspiegels 25b bis in die in Fig. 6 dargestellte Endposition erfolgt. Upon activation of the interrupting switching element 1 by means of the ignition device 35 or by means of a passive activation, a pressure or a shock wave is thus generated on the side of the sabot 25b facing away from the swage region 23, whereby a corresponding axial force is applied to the sabot. This force is selected by a suitable dimensioning of the pyrotechnic material so that the switching tube 9 plastically deformed in the compression region 23 and consequently the Sealing mirror is moved in the direction of the first terminal contact 11. The pyrotechnic material is dimensioned so that after the breaking up of the separation region 27 of the switching tube 9, the movement of the sabot 25 b takes place up to the end position shown in Fig. 6.
Unmittelbar nach dem Aktivieren des pyrotechnischen Materials wird also der Trennbereich 27 zumindest teilweise aufgerissen. Erfolgt das Aufreißen nicht bereits vor Beginn der axialen Bewegung des Treibspiegels 25b über den vollständigen Umfang des Trennbereichs 27, so wird ein verbleibender Rest des Trennbereichs, der noch einen elektrischen Kontakt verursacht, durch die axiale Bewegung des Treibspiegels 25b vollständig aufgerissen. Immediately after the activation of the pyrotechnic material, therefore, the separation region 27 is at least partially torn open. If the rupture does not occur even before the axial movement of the slosh mirror 25b begins over the complete circumference of the separation region 27, any remaining remainder of the separation region, which still causes electrical contact, will be completely ruptured by the axial movement of the slosh mirror 25b.
Abhängig von der Dimensionierung des Trennbereichs und des pyrotechnischen Materials ist es auch denkbar, dass der Trennbereich nach dem Aktivieren zunächst nicht aufreißt, sondern der Gasdruck nur durch entsprechende Öffnungen in der Wandung des Trennbereichs auch in dem den Trennbereich 27 umgebenden Ringbereich wirkt. Das Aufreißen des Trennbereichs 27 kann dann im Wesentlichen nur durch die axiale Kraft auf den Treibspiegel 25b erfolgen, welche auch zu dessen axialer Bewegung führt. Depending on the dimensioning of the separation area and the pyrotechnic material, it is also conceivable that the separation area after activation does not initially rupture, but the gas pressure acts only through corresponding openings in the wall of the separation region in the annular region surrounding the separation region 27. The rupture of the separation region 27 can then take place substantially only by the axial force on the sabot 25 b, which also leads to its axial movement.
Durch entsprechende Wahl des pyrotechnischen Materials und ggf. der von dieser umfassten Anzündmischung kann zudem das Aufbrechverhalten weiter gesteuert werden. By appropriate choice of the pyrotechnic material and, if appropriate, the ignition mixture encompassed by this, the break-up behavior can also be further controlled.
Insbesondere der durch den Abbrand erzeugte Gasdruck oder die erzeugte Stoßwelle kann durch das Einbringen von leicht vergasbaren Flüssigkeiten oder Feststoffen in den Raum, in welchem das pyrotechnische Material enthalten ist oder in welchen die erzeugten Heißgase eindringen, gut gesteuert werden. So erhöht insbesondere Wasser, gelöst im Füllmaterial oder in Form von Mikrokapseln, Gelen etc., den Gasdruck beträchtlich. Eine so bewirkte Erhöhung des Gasdrucks kann noch extremer ausfallen, wenn das in die Brennkammer eingebrachte Wasser zum Siedeverzug gebracht wird, insbesondere dadurch, dass das stark erhitzte Wasser beim Aufbrechen des Trennbereichs 27 einen Drucksturz erfährt. Das in Fig. 8 gezeigte Unterbrechungsschaltglied weist ein seinem Inneren des Schaltrohrs 9 auf der dem ersten Anschlusskontakt 1 1 zugewandten axialen Seite ein Isolatorelement B 53 als Füllstück auf, durch das vom äußeren Raum des Unterbrechungsschaltglieds bis in die noch weitere Kammer 65 ein dritter Anschlusskontakt 81 , die so genannte Mittelelektrode, geführt werden kann, der vorzugsweise ein aufgespleißtes oder aufgesplittetes Ende 83 aufweist. Das Isolatorelement B 53 dient auch als Verschluss für die noch weitere Kammer 65. Das Isolatorelement B 53 ist vorzugsweise als zylindrisches Teil ausgebildet. Das Isolatorelement B 53 kann aus einem Kunststoff, wie bspw. PEEK, Polyoxymethylen, ABS oder Nylon sein. Das zylindrische Isolatorelement B 53 wird in den hohlzylindrischen ersten Anschlusskontakt 11 eingepresst. Das Isolatorelement B 53 weist vorzugsweise Aussparungen 37 zur Aufnahme von Dichtelementen auf, die eine Abdichtung zwischen der axialen Außenwandung des Isolatorelements B 53 und der Innenwandung des ersten Anschlusskontakts 1 1 bewirken. In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind die Brennkammer 61 und die noch weitere Kammer 63 mit dem Füllmaterial 45 gefüllt, während die noch weitere Kammer 65 nicht mit Füllmaterial gefüllt ist. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch denkbar, die noch weitere Kammer 65 ebenso mit dem Füllmaterial 45 zu füllen. Es ist erfindungsgemäß auch denkbar, dass keine der Kammern 61 , 63 und 65 mit einem Füllmaterial gefüllt ist. Auch denkbar ist, dass anstelle der Mittelelektrode 81 nur eine Dichtschraube (nicht gezeichnet) eingesetzt ist. In particular, the gas pressure generated by the burnup or the generated shock wave can be well controlled by introducing readily gasifiable liquids or solids into the space in which the pyrotechnic material is contained or in which the generated hot gases enter. In particular, water dissolved in the filler or in the form of microcapsules, gels, etc., increases the gas pressure considerably. Such an increase in the gas pressure can be even more extreme if the introduced into the combustion chamber water is brought to bumping, in particular by the fact that the highly heated water undergoes a pressure drop when breaking the separation region 27. The interruption switching element shown in Fig. 8 has an inside of the switching tube 9 on the first terminal contact 1 1 facing axial side of an insulator element B 53 as filler, through which from the outer space of the interruption switching member into the still further chamber 65, a third terminal contact 81st , the so-called center electrode, which preferably has a spliced or split end 83. The insulator element B 53 also serves as a closure for the still further chamber 65. The insulator element B 53 is preferably formed as a cylindrical part. The insulator element B 53 may be made of a plastic such as PEEK, polyoxymethylene, ABS or nylon. The cylindrical insulator element B 53 is pressed into the hollow cylindrical first terminal contact 11. The insulator element B 53 preferably has recesses 37 for receiving sealing elements, which effect a seal between the axial outer wall of the insulator element B 53 and the inner wall of the first connection contact 1 1. In the embodiment shown in Fig. 2, the combustion chamber 61 and the still further chamber 63 are filled with the filling material 45, while the still further chamber 65 is not filled with filling material. However, it is also conceivable according to the invention to fill the still further chamber 65 with the filling material 45 as well. It is also conceivable according to the invention that none of the chambers 61, 63 and 65 is filled with a filling material. It is also conceivable that instead of the center electrode 81 only a sealing screw (not shown) is used.
Die in Fig. 8 gezeigte Ausführung ist einfacher als die in den Figuren 2 bis 5 gezeigten Ausführungsformen. Allerdings können hier nur Materialstärken im Trennbereich bis ca. 200μηι bei 5 bis 10facher Menge an notwendigem pyrotechnischem Material aufgebrochen werden. Die Schaltgrenze dieser einfachen Ausführung beträgt bei 800V nur ca. 1000 A Gleichstrom. Dagegen beträgt die Schaltgrenze bei Ausführungsformen mit Füllmaterial ca. 30kA Gleichstrom bei 1/5 des eingesetzten pyrotechnischen Materials. The embodiment shown in FIG. 8 is simpler than the embodiments shown in FIGS. 2 to 5. However, here only material thicknesses in the separation range can be broken up to about 200μηι at 5 to 10 times the amount of necessary pyrotechnic material. The switching limit of this simple design is only about 1000 A DC at 800V. In contrast, the switching limit in embodiments with filler about 30kA DC at 1/5 of the pyrotechnic material used.
Fig. 9 zeigt exemplarisch ein Schaltbild eines Stromkreises vor der Aktivierung, in dem ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied S1 integriert ist. Dabei ist der erste Anschlusskontakt (dick) mit dem Lastkreis, bestehend aus R2, L1 , C2 und R5 verbunden, der zweite Anschlusskontakt (dünn) beispielsweise mit dem Pluspol der Strom- quelle (Batt 1). Der dritte Anschlusskontakt (die so genannte Mittelelektrode) ist hier mit der Masse bzw. dem Minuspol der Stromquelle bzw. mit dem Minusanschluss des Verbrauchers verbunden. Wird nun der Stromkreis durch das Schalten des Unterbrechungsschaltglieds unterbrochen - der gezeichnete Schalterkontakt klappt von "dünn" auf den Anschluss der "Mittelelektrode in dick"- , so wird kurz nach dem Beginn des Stauchvorgangs in der Baugruppe die in der Kapazität C2 elektrisch und vor allem die in der gesamten Induktivität des Lastkreises L1 gespeicherte mechanische Energie gegen Masse unter Umgehung der Trennstelle über die Mittelelektrode, die hier als Kurzschlusselektrode wirkt, abgeführt bzw. kurzgeschlossen. Auf diese Weise wird die eigentliche Trennstelle in der Baugruppe entlastet und die Entstehung eines Lichtbogens dort stark geschwächt bzw. gedämpft, die Trennstelle in der Baugruppe muss deutlich weniger Energie dissipativ umwandeln, auch wird die hier beim Abschalten erzeugte hohe Schaltspannung deutlich herabgesetzt. 9 shows by way of example a circuit diagram of a circuit prior to activation, in which an interruption switching element S1 according to the invention is integrated. In this case, the first connection contact (thick) is connected to the load circuit consisting of R2, L1, C2 and R5, the second connection contact (thin) is connected to the positive pole of the current source (Batt 1). The third connection contact (the so-called center electrode) is here connected to the ground or the negative pole of the power source or to the negative terminal of the consumer. Now, if the circuit is interrupted by the switching of the interruption switching element - the drawn switch contact works from "thin" on the connection of the "center electrode in thick" -, so shortly after the beginning of the compression process in the assembly in the capacitance C2 and above all electrical stored in the entire inductance of the load circuit L1 mechanical energy to ground, bypassing the point of separation via the center electrode, which acts as a short-circuit electrode, dissipated or short-circuited. In this way, the actual separation point is relieved in the assembly and the emergence of an arc there greatly weakened or attenuated, the separation point in the assembly must dissipatively convert significantly less energy, also the high switching voltage generated here when switching off is significantly reduced.
L2 ist hierbei die Induktivität der Stromquelle (Batt 1) und der Verkabelung bis zum Unterbrechungsschaltglied, R1 der Innenwiderstand der Stromquelle, und C3 die Kapazität der Stromquelle. R3 ist der Verlustwiderstand der Verkabelung bis zum Unterbrechungsschaltglied. R2 ist der Lastwiderstand und L1 die Induktivität des Lastkreises samt Verkabelung bis zum Unterbrechungsschaltglied. C2 ist die Kapazität des gesamten Lastkreises und R5 der Verlustwiderstand der Verkabelung bis zum Unterbrechungsschaltglied. C1 und R4 sind eine RC-Kombination, d.h. eine sogenannte Funkenlöschkombination für sich öffnende Schaltkontakte, wie sie üblicherweise für Relaiskontakte verwendet wird, sie muss bei Verwendung der Baugruppe jedoch nicht zwingend im Schaltkreis vorhanden sein, aus Kostengründen wird man hierauf auch in der Regel verzichten. L2 is the inductance of the power source (Batt 1) and the wiring up to the breaker, R1 is the internal resistance of the power source, and C3 is the capacity of the power source. R3 is the loss resistance of the wiring to the breaker. R2 is the load resistance and L1 is the inductance of the load circuit including wiring to the breaker. C2 is the capacity of the entire load circuit and R5 is the loss resistance of the wiring up to the breaker switch. C1 and R4 are an RC combination, i. a so-called spark-extinguishing combination for opening switch contacts, as it is usually used for relay contacts, but it must not necessarily be present in the circuit when using the module, for cost reasons, you will also do without it in the rule.
Fig. 10 zeigt im oberen Teilbild einen Teil eines Schaltrohrs 9 in dem Bereich der Brennkammer 61 mit einer konkaven Ausgestaltung der Brennkammerwand, die der pyrotechnischen Masse gegenüberliegt, während im unteren Teilbild diese Brennkammerwand konvex geformt ist. Die hier gezeichneten Kegelspitzen können jedoch auch eine andere Ausformung haben, beispielsweise entsprechend gerundet sein. Insbesondere wenn die Brennkammer 61 mit Füllmaterial, vorzugsweise Silikonöl, gefüllt ist und die pyrotechnische Masse ein Minidetonator ist, kommt es hierbei zu einer Stoß- wellenlenkung, die bei optimalem Winkel α - dieser ist stark abhängig vom Brennkammermaterial, dem Abstand Minidetonator zur Wand, dem Füllmaterial und der Art des pyrotechnischen Materials - die mechanische Wrkung der erzeugten Stoßwelle deutlich verstärkt und so noch dickeres Stegmaterial mit einem Minimum an pyrotechnischer Masse aufbrechen lässt. Im unteren Teilbild zeigt Fig. 10 ebenso einen Teil eines Schaltrohrs 9, mit einer konvexen Ausgestaltung der Brennkammerwand. Fig. 10 shows in the upper part of a part of a switching tube 9 in the region of the combustion chamber 61 with a concave configuration of the combustion chamber wall, which faces the pyrotechnic mass, while in the lower part of the image, this combustion chamber wall is convex. However, the conical tips drawn here can also have a different shape, for example, be rounded accordingly. In particular, when the combustion chamber 61 is filled with filling material, preferably silicone oil, and the pyrotechnic mass is a mini-detonator, this results in a shock shaft deflection, which at an optimal angle α - this is highly dependent on the combustion chamber material, the distance Minidetonator to the wall, the filling material and the type of pyrotechnic material - significantly increased the mechanical impact of the generated shock wave and break up even thicker web material with a minimum of pyrotechnic mass leaves. In the lower part of the figure, Fig. 10 also shows a part of a switching tube 9, with a convex configuration of the combustion chamber wall.
In Fig. 11 ist die Anzündvorrichtung 35 nicht in der bisherigen Kammer 61 , sondern in der Kammer 63 untergebracht, die elektrischen Anschlüsse der Zündeinrichtung werden oben aus dem Gehäuse geführt. Die Abfolge ist ähnlich wie bei den in Fig.1 bis 5 beschriebenen Ausführungen, lediglich wird hier der Trennbereich 27 nicht von innen her aufgerissen, sondern von außen her zusammengedrückt und schon vorher der Treibspiegel 25b bedrückt. Die Lichtbogenunterdrückung bzw. -behinderung an der Trennstelle erfolgt wieder durch das umherströmende Füllmaterial, vorzugsweise das Silikonöl. In Fig. 11, the ignition device 35 is not housed in the previous chamber 61, but in the chamber 63, the electrical connections of the ignition device are guided at the top of the housing. The sequence is similar to the embodiments described in Figures 1 to 5, only here is the separation area 27 is not torn from the inside, but compressed from the outside and already depressed the sabot 25 b. The arc suppression or obstruction at the separation point is again by the flowing around filling material, preferably the silicone oil.
Diese Ausführung soll bei sehr großen Baugruppen eingesetzt werden, bei denen die benötigte pyrotechnische Masse nicht mehr in Kammer 63 untergebracht werden kann - in diesem Fall würde beispielsweise auch der Minidetonator zu einem normal großen Detonator werden. This embodiment is intended to be used in very large assemblies in which the required pyrotechnic mass can not be accommodated in chamber 63 - in this case, for example, the Minidetonator would be a normal sized detonator.
In Fig. 12 befindet sich die Anzündvorrichtung 35 gleich außerhalb des Gehäuses: Die für die Bedrückung von Trennbereich 27 und Treibspiegel 25b benötigte Druckenergie würde hier beispielsweise mit Fluidankopplung von außen über ein Rohrsystem in die Baugruppe eingebracht werden. Diese Ausführungsform würde sich für besonders große Baugruppen bzw. Stromkreistrenner eignen - für all diese Fälle würden dann aber auch andere Druckerzeuger in Betracht gezogen werden müssen, so Druckgasspeicher, C02-Patronen, chemische Gaserzeuger oder Verdampfer, aber auch Vergaser aller Arten. In Fig. 12, the ignition device 35 is located just outside the housing: The pressure energy required for the depression of separation area 27 and sabot 25b would be introduced here, for example, with fluid coupling from the outside via a pipe system in the assembly. This embodiment would be suitable for particularly large assemblies or circuit breakers - for all these cases but then other pressure generator would have to be considered, so compressed gas storage, C02 cartridges, chemical gas generators or evaporators, but also carburetors of all kinds.
Sämtliche Dichtelemente 19 (oder O-Ringe) in den Figuren 1 bis 8 und Figuren 11 bis 12, die in den Aussparungen 37 vorliegen können, können aus Nitrilbutadien- Kautschuk, Viton oder Silikon sein, wobei Nitrilbutadien-Kautschuk bevorzugt ist. Fig. 13 zeigt ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied mit zwei Trennbereichen 27 auf gegenüberliegenden Seiten im Zustand vor der Auslösung der Anzündvor- richtung 35. Das Unterbrechungsschaltglied ist spiegelsymmetrisch aufgebaut, und weist somit auch zwei Stauchbereiche 23 auf. Im Wesentlichen ist die Funktionsweise jedes spiegelsymmetrischen Teils wie zu Fig. 1 beschrieben. Die Kammer 61 und/oder die weitere Kammer 63 und /oder die noch weitere Kammer 65 können mit einem Füllmaterial (nicht eingezeichnet) gefüllt sein. Fig. 14 zeigt das Unterbrechungsschaltglied aus Fig. 13 nach der Auslösung der Anzündvorrichtung 35. All sealing elements 19 (or O-rings) in FIGS. 1 to 8 and FIGS. 11 to 12 which may be present in the recesses 37 may be made of nitrile butadiene rubber, Viton or silicone, with nitrile butadiene rubber being preferred. 13 shows an interruption switching element according to the invention with two separating regions 27 on opposite sides in the state before the triggering of the ignition device 35. The interrupting switching element has a mirror-symmetrical design, and therefore also has two compression regions 23. In essence, the operation of each mirror-symmetric part is as described with reference to FIG. The chamber 61 and / or the further chamber 63 and / or the still further chamber 65 may be filled with a filling material (not shown). FIG. 14 shows the interruption switching element from FIG. 13 after triggering of the ignition device 35.
Fig. 15 zeigt eine Anordnung, in der ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied 1 parallel zu einer Schmelzsicherung 87 geschaltet ist, wie weiter oben beschrieben. Der Strom I teilt sich durch die Parallelschaltung in die Teilströme und l2, wobei der Strom der Schmelzsicherung 87 und l2 der Strom des Unterbrechungsschaltglieds 1 ist. Fig. 15 shows an arrangement in which an interruption switching element 1 according to the invention is connected in parallel with a fuse 87, as described above. The current I divides through the parallel circuit in the partial currents and l 2 , wherein the current of the fuse 87 and l 2 is the current of the interruption switching element 1.
Fig. 16 zeigt exemplarisch eine Anordnung, in der ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied 1 in Serie zu zwei Schmelzsicherungen 87 geschaltet ist, an die der Strom I angelegt ist. Die beiden Schmelzsicherungen 87 sind hierbei vor und nach dem Unterbrechungsschaltglied 1 , d.h. angeschlossen an den Minus- und Plusanschluss des Unterbrechungsschaltglieds 1 , geschaltet. In einer solchen Anordnung haben die Schmelzsicherungen die weiter oben genannte Aufgabe. 16 shows by way of example an arrangement in which an interruption switching element 1 according to the invention is connected in series with two fuses 87, to which the current I is applied. The two fuses 87 are in this case before and after the interruption switching element 1, i. connected to the negative and positive terminals of the breaker contact 1, switched. In such an arrangement, the fuses have the above-mentioned object.
Weiterhin zeigen die Fig. 15 und 16 jeweils ein Unterbrechungsschaltglied, das eine Gummikugel 89 als Beispiel für das oben genannte Material umfasst, das lokal den Einfluss der bei der Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds entstehenden Stoßwellen abschwächt. Die Gummikugel 89 wird hierzu vorzugsweise innen an der Hohlmutter 33 angebracht. Further, Figs. 15 and 16 each show an interrupting switch comprising a rubber ball 89 as an example of the above-mentioned material, which locally mitigates the influence of the shock waves generated upon the tripping of the breaker switch. For this purpose, the rubber ball 89 is preferably mounted on the inside of the hollow nut 33.
Fig. 17A zeigt einen hohlzylindrischen Trennbereich 27 mit zwei umlaufenden Nuten 91 - wie weiter oben allgemein beschrieben. Fig. 17B zeigt ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied 1 mit einem Trennbereich 27 - wie in Fig. 17A gezeigt. Fig. 18A zeigt einen hohlzylindrischen Trennbereich 27 mit einer umlaufenden Verdickung (Knuddel) 93 - wie weiter oben allgemein beschrieben. Weiterhin weist der in Fig. 18A gezeigte Trennbereich 27 links und rechts von der umlaufenden Verdickung 93 jeweils eine umlaufende Nut 91 auf. Fig. 18B zeigt ein erfindungsgemäßes Unterbrechungsschaltglied 1 mit einem Trennbereich 27 - wie in Fig. 18A gezeigt. Fig. 17A shows a hollow cylindrical separation area 27 with two circumferential grooves 91 - as generally described above. Fig. 17B shows an interruption switching element 1 according to the invention with a separation region 27 - as shown in Fig. 17A. Fig. 18A shows a hollow cylindrical separation area 27 with a circumferential thickening (cuddle) 93 - as generally described above. Furthermore, the separating region 27 shown in FIG. 18A has a circumferential groove 91 to the left and to the right of the circumferential thickening 93. Fig. 18B shows an interruption switching element 1 according to the invention with a separation region 27 - as shown in Fig. 18A.
Das Unterbrechungsschaltglied 1 in den Fig. 17B und 18B weist zudem eine Wärmesenke 1 95 und und eine Wärmesenke 2 97 auf - wie sie weiter oben allgemein beschrieben sind. Die Wärmesenken 95 und 97 sind in diesen Figuren nur beispielhaft dargestellt und können mit jeder weiteren Ausführungsform der Erfindung kombiniert werden. Die Wärmesenke 1 95 ist dabei vorzugsweise in der weiteren Kammer auf dem Treibspiegel, und die Wärmesenke 2 97 auf der Innenisolation des Gehäuses 3 angebracht. Dabei kann die Wärmesenke 1 95 umlaufend, d.h. rohrförmig, oder lamellenartig ausgebildet sein. Die Wärmesenke 2 97 verläuft vorzugsweise an der Innenseite des Gehäuses 3 bzw. dessen Innenisolation umlaufend, d.h. ist rohrförmig ausgebildet. The breaker switch 1 in Figs. 17B and 18B further includes a heat sink 1 95 and a heat sink 2 97 as generally described above. The heat sinks 95 and 97 are shown by way of example only in these figures and may be combined with any other embodiment of the invention. The heat sink 1 95 is preferably mounted in the further chamber on the sabot, and the heat sink 2 97 on the inner insulation of the housing 3. In this case, the heat sink 1 95 circumferentially, ie tubular, or lamellar be formed. The heat sink 2 97 preferably extends on the inside of the housing 3 or its inner insulation circumferentially, ie is tubular.
Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS
I Unterbrechungsschaltglied, Stromkreistrenner, Baugruppe I Breaker, Circuit Breaker, Module
3 Gehäuse  3 housing
5 Kontakteinheit  5 contact unit
7 Isolierschicht  7 insulating layer
9 Schaltrohr, Verbindungselement  9 switching tube, connecting element
I I erster Anschlusskontakt  I I first connection contact
13 zweiter Anschlusskontakt  13 second connection contact
15 Flansch  15 flange
17 Isolatorelement A  17 Insulator element A
19 Dichtelement (O-Ring)  19 sealing element (O-ring)
21 Verschlussmutter/Ringscheibe  21 lock nut / washer
23 Stauchbereich/Bereich  23 compression area / area
25a Flansch  25a flange
25b Treibspiegel  25b sabot
27 Trennbereich  27 separation area
29 Flansch  29 flange
31 Verschluss  31 closure
33 Hohlmutter/Verschluss  33 Hollow nut / lock
35 Anzündvorrichtung mit pyrotechnischem Material, Minidetonator, Anzünder  35 Igniter with pyrotechnic material, mini-detonator, lighter
37 Aussparungen für Dichtelemente  37 recesses for sealing elements
39 Verschlusselement  39 closure element
41 elektrische Anschlussleitungen  41 electrical connection lines
43 Anzündmischung  43 ignition mix
45 Füllmaterial  45 filling material
49 Kanal  49 channel
53 Isolatorelement B  53 insulator element B
57 Vergussmasse  57 potting compound
61 Kammer/Brennkammer  61 chamber / combustion chamber
63 weitere Kammer  63 more chamber
65 noch weitere Kammer 71 Gehäusebohrung 65 more chamber 71 housing bore
73 Gewindebohrung 73 tapped hole
81 dritter Anschlusskontakt 81 third connection contact
83 aufgesplittetes Ende des dritten Anschlusskontakts  83 split end of the third terminal
85 Schutzkappe, entfällt, wenn das Gehäuse 3 einstückig oder beidseitig verschweißt wird.  85 protective cap, not required if the housing 3 is welded in one piece or on both sides.
87 Schmelzsicherung 87 fuse
89 Gummikugel 89 rubber ball
91 umlaufende Nuten 91 circumferential grooves
93 umlaufende Verdickung (Knuddel)  93 circumferential thickening (cuddle)
95 Wärmesenke 1  95 heat sink 1
97 Wärmesenke 2  97 heat sink 2
I Strom  I electricity
Teilstrom  partial flow
l2 Teilstrom l 2 partial flow
S1 Unterbrechungsschaltglied mit erstem, zweitem und drittem Anschlusskontakt  S1 Breaker with first, second and third connection contact
dick erster Anschlusskontakt des Unterbrechungsschaltglieds thick first connection contact of the interruption switching element
dünn zweiter Anschlusskontakt des Unterbrechungsschaltglieds thin second connection contact of the interrupting switching element
Battl Stromquelle  Battl power source
R1 Innenwiderstand der Stromquelle  R1 Internal resistance of the power source
C3 Kapazität der Stromquelle  C3 capacity of the power source
L2 Induktivität von Stromquelle und Verkabelung bis zum Unterbrechungsschaltglied  L2 inductance from power source and wiring to breaker
R3 Verlustwiderstand der Verkabelung bis zum Unterbrechungsschaltglied R3 Loss resistance of the wiring to the breaker
R2 Lastwiderstand R2 load resistance
L1 Induktivität des Lastkreises samt Verkabelung bis zum Unterbrechungsschaltglied  L1 Inductance of the load circuit including wiring to the breaker contactor
C2 Kapazität des gesamten Lastkreises  C2 Capacity of the entire load circuit
R5 Verlustwiderstand der Verkabelung bis zum Unterbrechungsschaltglied R5 Loss of resistance of the wiring to the breaker
C1 +R4 RC-Kombination, sogenannte Funkenlöschkombination für sich öffnende Schaltkontakte Mittelelektrode dritter Anschlusskontakt des Unterbrechungsschaltglieds,C1 + R4 RC combination, so-called spark extinguishing combination for opening switching contacts Center electrode third terminal contact of the interrupting switching element,
Sensoreinheit, sofern der Zustand des Stromkreistrenners nur rückgemeldet werden soll, oder Sensor unit, if the state of the circuit breaker is only to be reported back, or
Kurzschlusselektrode.  Short circuit electrode.

Claims

Patentansp rü che Patent claim
1. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1), insbesondere zum Unterbrechen von hohen Strömen bei hohen Spannungen, 1. Electrical interruption switching element (1), in particular for interrupting high currents at high voltages,
(a) mit einem Gehäuse (3), das eine den Strompfad durch das Unterbrechungsschaltglied (1) definierende Kontakteinheit (5) umgreift und (A) with a housing (3) which surrounds a current path through the interruption switching member (1) defining contact unit (5) and
(b) mit einem pyrotechnischen Material (35), das ein gaserzeugendes und/oder stoßwellenerzeugendes, aktivierbares Material umfasst, (b) a pyrotechnic material (35) comprising a gas generating and / or shock wave generating activatable material,
(c) wobei die Kontakteinheit einen ersten und zweiten Anschlusskontakt (1 1 , 13) und einen Trennbereich (27) aufweist, (c) the contact unit having first and second terminal contacts (11, 13) and a separation area (27),
(d) wobei das pyrotechnische Material (35) und die Kontakteinheit (5) so ausgebildet sind, dass ihr über den ersten Anschlusskontakt (1 1) ein zu unterbrechender Strom zuführbar und von ihr über den zweiten Anschlusskontakt (13) abführbar ist, oder umgekehrt, und dass bei einem Zünden des pyrotechnischen Materials (35) der Trennbereich (27) mit einem durch das aktivierbare Material erzeugten Gasdruck und/oder Stoßwelle beaufschlagt wird, so dass der Trennbereich (27) aufgerissen, eingedrückt oder getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, (d) wherein the pyrotechnic material (35) and the contact unit (5) are formed so that they can be fed via the first terminal contact (1 1) to be interrupted power and from it via the second terminal contact (13), or vice versa in that, when the pyrotechnic material (35) is ignited, the separating region (27) is acted upon by a gas pressure and / or shock wave generated by the activatable material, so that the separating region (27) is torn, pressed or separated, characterized
(e) dass mindestens eine Kammer (61) im Unterbrechungsschaltglied (1), die zumindest teilweise von dem Trennbereich (27) begrenzt wird, im Wesentlichen vollständig mit einem Füllmaterial (45), vorzugsweise mit Silikonöl, gefüllt ist, so dass der Trennbereich (27) mit dem Füllmaterial (45) in Kontakt steht. (e) that at least one chamber (61) in the interruption switching member (1) which is at least partially delimited by the separation region (27) is substantially completely filled with a filling material (45), preferably with silicone oil, so that the separation region ( 27) is in contact with the filling material (45).
2. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1), nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Trennbereich (27) so gestaltet ist, dass er eine Kammer (61), vorzugsweise eine Brennkammer, zumindest teilweise umgibt. 2. Electrical circuit breaker (1), according to claim 1, characterized in that the separating region (27) is designed so that it surrounds a chamber (61), preferably a combustion chamber, at least partially.
3. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1), nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennbereich (27) die eine Kammer (61) von einer weiteren Kammer (63) abtrennt, die den Trennbereich (27) vorzugsweise ringförmig umgibt. 3. Electrical interruption switching element (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the separating region (27) which separates a chamber (61) from a further chamber (63) which surrounds the separating region (27) preferably annular.
4. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auftrennung des Trennbereichs (27) die eine Kammer (61) mit der weiteren Kammer (63) verbunden wird. 4. An electrical circuit breaker (1) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in the separation of the separation region (27), the one chamber (61) with the further chamber (63) is connected.
5. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die eine Kammer (61), als auch die weitere Kammer (63) im Wesentlichen vollständig mit dem Füllmaterial (45) gefüllt sind. 5. Electrical interruption switching element (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that both the one chamber (61) and the further chamber (63) are substantially completely filled with the filling material (45).
6. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1), nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich das pyrotechnische Material (35) in der Kammer (61) befindet, die mit dem Füllmaterial (45) gefüllt ist. 6. An electrical circuit breaker (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the pyrotechnic material (35) is in the chamber (61) which is filled with the filling material (45).
7. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1), nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kammer (61) eine Brennkammer ist, in der sich das pyrotechnische Material (35) befindet. 7. An electrical circuit breaker (1) according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the one chamber (61) is a combustion chamber in which the pyrotechnic material (35) is located.
8. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1), nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinheit (5) einen Stauchbereich (23) aufweist. 8. Electrical circuit breaker (1), according to one of claims 1 to 7, characterized in that the contact unit (5) has an upsetting region (23).
9. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stauchbereich (23) derart gestaltet ist, dass er eine noch weitere Kammer (63) umgibt. 9. Electrical interruption switching element (1) according to claim 8, characterized in that the compression region (23) is designed such that it surrounds a still further chamber (63).
10. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die noch weitere Kammer (65) über wenigstens einen Kanal (49) mit der einen Kammer (61) verbunden ist. 10. Electrical interruption switching element (1) according to claim 9, characterized in that the still further chamber (65) via at least one channel (49) with the one chamber (61) is connected.
1 1. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auch die noch weitere Kammer (65) und der wenigstens eine Kanal (49) im Wesentlichen vollständig mit dem Füllmaterial (45) gefüllt sind. 1 1. Electrical interruption switching element (1) according to claim 10, characterized in that also the still further chamber (65) and the at least one channel (49) are substantially completely filled with the filling material (45).
12. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stauchbereich (23) hinsichtlich des Materials und der Geometrie so ausgelegt ist, dass die Wandung des Stauchbereichs (23) infolge der Stauchbewegung gefaltet, vorzugsweise mäanderförmig gefaltet wird. 12. An electrical circuit breaker (1) according to any one of claims 8 to 1 1, characterized in that the swage region (23) is designed with respect to the material and the geometry so that the wall of the swaged portion (23) folded as a result of the compression movement, preferably meandering is folded.
13. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1), nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennbereich (27) hohlzylindrisch und im Querschnitt vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist. 13. Electrical interrupting switching element (1), according to one of claims 1 to 12, characterized in that the separating region (27) is formed as a hollow cylinder and in cross-section preferably annular.
14. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stauchbereich (23) hohlzylindrisch und im Querschnitt vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist. 14. Electrical circuit breaker (1) according to any one of claims 8 to 13, characterized in that the compression region (23) is formed as a hollow cylinder and in cross-section preferably annular.
15. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wand des Trennbereichs (27) so gestaltet ist, dass eine Stoßwellenlenkung erfolgen kann. 15. Electrical interruption switching element (1) according to one of claims 1 to 14, characterized in that a wall of the separating region (27) is designed so that a shock wave steering can be carried out.
16. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Treibspiegel (25b) aufweist, der bei einem Zünden des pyrotechnischen Materials (35) derart mit einem durch das aktivierbare Material erzeugten Gasdruck und/oder Stoßwelle beaufschlagt wird, dass der Treibspiegel (25b) im Gehäuse (3) in einer Bewegungsrichtung aus einer Ausgangsposition in eine Endposition bewegt und dabei der Stauchbereich (23) plastisch verformt wird, wobei der Trennbereich (27) vollständig aufgetrennt wird und in der Endposition des Treibspiegels (25b) ein Isolationsabstand zwischen den aufgetrennten Enden des Trennbereichs (27) erreicht ist. 16. An electric circuit breaker (1) according to any one of claims 8 to 15, characterized in that it comprises a sabot (25b), which in an ignition of the pyrotechnic material (35) in such a way with a gas pressure generated by the activatable material and / or shock wave is acted upon, that the sabot (25b) moves in the housing (3) in a direction of movement from an initial position to an end position and thereby the swaged portion (23) is plastically deformed, wherein the separation region (27) completely separated is achieved and in the end position of the sabot (25b) an isolation distance between the separated ends of the separation region (27).
17. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinheit (5) eine gerade Längsachse aufweist, entlang derer der Treibspiegel (25b) verschiebbar ist, wobei der Trennbereich (27) und der Stauchbereich (23) auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des Treibspiegels (25b) an diesen angrenzend angeordnet und in der Längsachse liegend vorgesehen sind. 17. An electrical circuit breaker (1) according to claim 16, characterized in that the contact unit (5) has a straight longitudinal axis, along which the sabot (25 b) is displaceable, wherein the separating region (27) and the compression region (23) on each opposite Sides of the sabot (25b) are arranged adjacent to these and lying in the longitudinal axis.
18. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinheit (5) einen ersten Anschlusskontaktbereich mit dem ersten Anschlusskontakt (11) und einen zweiten Anschlusskontaktbereich mit dem zweiten Anschlusskontakt (13) aufweist, die auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des Trennbereichs (27) angeordnet sind. 18. Electrical interrupting switching element (1) according to one of claims 1 to 17, characterized in that the contact unit (5) has a first terminal contact area with the first terminal contact (11) and a second terminal contact area with the second terminal contact (13), each on opposite sides of the separation area (27) are arranged.
19. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlusskontaktbereich in der Längsachse liegend angrenzend an den Stauchbereich (23) und der zweite Anschlusskontaktbereich in der Längsachse liegend angrenzend an den Trennbereich (27) angeordnet ist. 19. An electrical circuit breaker (1) according to claim 18, characterized in that the first terminal contact region lying in the longitudinal axis adjacent to the compression region (23) and the second terminal contact region in the longitudinal axis lying adjacent to the separation region (27).
20. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlusskontaktbereich hohlzylindrisch und im Querschnitt vorzugsweise ringförmig ausgestaltet ist. 20. An electrical circuit breaker (1) according to claim 19, characterized in that the first terminal contact region is designed as a hollow cylinder and in cross-section preferably annular.
21. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Anschlusskontakt (81) oder ein Sensor vorhanden ist, der, wenn der Treibspiegel (25b) in Richtung der Endposition bewegt wird, mechanisch und/oder elektrisch betätigt wird und so als Detekti- onsmittel für eine erfolgte Auslösung des Unterbrechungsschaltglieds (1) dient. 21. An electrical circuit breaker (1) according to any one of claims 16 to 20, characterized in that a third terminal contact (81) or a sensor is present, which, when the sabot (25 b) is moved in the direction of the end position, mechanically and / or is electrically actuated and thus serves as a means of detection for a successful triggering of the interruption switching element (1).
22. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, der dritte Anschlusskontakt (81) mit dem zweiten Anschlusskontakt (13) elektrisch in Verbindung gebracht wird. 22. An electrical circuit breaker (1) according to claim 21, characterized in that the third terminal contact (81) with the second terminal contact (13) is electrically connected.
23. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Anschlusskontakt (81) als Draht, Stab oder Feder, vorzugsweise Kupfer- oder Messingdraht/stab oder Kupferfeder, ausgebildet ist, der/die sich im vom ersten Anschlusskontaktbereich gebildeten Innenraum entlang der Längsrichtung der Kontakteinheit (5) erstreckt, und vorzugsweise vom Außenbereich des Unterbrechungsschaltglieds (1) bis in die vom Stauchbereich (23) umgebene noch weitere Kammer (65) reicht. 23. An electrical circuit breaker (1) according to claim 21 or 22, characterized in that the third terminal contact (81) as a wire, rod or spring, preferably copper or brass wire / rod or copper spring is formed, the / in the from the first Interior contact area formed along the longitudinal direction of the contact unit (5), and preferably from the outer region of the interruption switching member (1) extends into the compression region (23) surrounded even further chamber (65).
24. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der als Draht oder Stab ausgebildete dritte Anschlusskontakt (81) an seinem in das Unterbrechungsschaltglied (1) ragenden Ende in mindestens zwei Teile aufgesplittet ist, um leichter verformbar zu sein. 24. An electrical breaker circuit breaker (1) according to claim 23, characterized in that formed as a wire or rod third terminal contact (81) is split at its in the interruption switching member (1) projecting end into at least two parts to be easily deformed.
25. Elektrisches Unterbrechungsschaltglied (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gehäuse (3) mehr als ein Trennbereich (27) vorhanden ist. 25. Electrical interrupting switching element (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in a housing (3) more than one separation region (27) is present.
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