WO2018015032A1 - Trennvorrichtung für eine energieleitung und verfahren zur trennung einer energieleitung - Google Patents

Trennvorrichtung für eine energieleitung und verfahren zur trennung einer energieleitung Download PDF

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WO2018015032A1
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separating device
separating
separation
contact point
connecting element
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PCT/EP2017/059105
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French (fr)
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David Cacciatore
Wacim TAZARINE
Sohejl RAFATI
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Auto-Kabel Management Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/42—Impedances connected with contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H2039/008—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current using the switch for a battery cutoff

Definitions

  • the subject matter relates to a separating device for a power line, in particular a motor vehicle power line, comprising at least one separating means arranged spatially between a first and a second connecting part in a closed state of the separating device.
  • the subject matter relates to a method for separating a power line.
  • the electrical protection of power conductors represents a safety-relevant area of motor vehicle technology with regard to ensuring the safety of the vehicle occupants.
  • motor vehicle power conductors which carry a high current such as the starter and generator cable, the main battery line and / or other current-carrying lines of the Motor vehicle electrical system, must be quickly separated from the vehicle battery in accidents. If this is not ensured, short-circuits with brief, very high currents can occur in the event of accidents. The high short-circuit currents can lead to the formation of electric arcs. This must be reliably prevented in order not to endanger the safety of the vehicle occupants.
  • separation devices are frequently used in which the
  • Power lines are severed in case of impending short circuit by pyrotechnic separation devices.
  • the separation of the power lines using the pyrotechnic separation devices is usually achieved either by mechanical cutting of the power line or by the
  • a disadvantage of the pyrotechnic separation devices conventionally used is the fact that at the moment of separation of a current-carrying line arcs can form between the gap at the separation point, whereby the connection parts remain electrically connected to each other, at least temporarily. This is frequently the case, in particular, in high-voltage applications in electric or hybrid vehicles, since here the formation of electric arcs is particularly favored due to the high currents and potential differences.
  • the object was the object of a
  • Separating device spatially arranged between a first and a second connector part separating means, wherein the separating means at least one in the closed state of the separating device, an electrical connection between the
  • Connecting element in the closed state of the separating device via a first contact point with the first connector part and a second contact point with the second connector part is electrically connected and wherein the separating means is arranged such that a breakdown voltage between the first and the second connector part in an open state of the separator is greater than between the first connection part and the first contact point of the
  • the separation device can be designed such that the first and second connection part are current-carrying components of a motor vehicle power line.
  • the first and second connection part can also be current-carrying components of power lines of other vehicles, of building installations, of electrically operated machines or interlockings. In particular, where high currents are flowing, an objective protection of the circuits makes sense.
  • the separating device advantageously has a current carrying capacity of more than 10 amperes, preferably more than 20 amps, in particular more than 100 amperes.
  • the separating device is advantageously formed such that between the
  • the connecting element and the connecting parts may preferably be formed of an electrically conductive material, such as a copper material or an aluminum material.
  • the connecting parts and the connecting element also from different materials
  • Connecting element or the connecting parts can be adapted to the particular requirement.
  • a copper material is preferably used in the field of power transmission, where only a limited space is available and simultaneously high operating temperatures and high mechanical demands on the material are made.
  • An aluminum material is used everywhere in the area of power transmission where weight or costs are to be saved.
  • the connecting element may preferably be formed as a flat cable. It is understood that according to another embodiment instead of flat cables also round cables can be used. Nevertheless, one can also Combination of round and flat cables can be provided.
  • the lines can be formed of solid material.
  • Arcs can be achieved when a current-carrying line is separated at substantially the same time not only at one, but at two separation points. As a result, the induced voltage is divided between the two separation points, whereby the voltage to be separated is divided between the two separation points.
  • Connecting element may be arranged on the separating means such that a separation extends at least two contact points substantially simultaneously.
  • the connecting element with the release agent at least positively, for example as a tongue-and-groove or
  • the connecting element can be non-positively connected, for example wedged or screwed, to the separating means.
  • the connecting element may be materially bonded, in particular soldered, glued or welded to the release agent.
  • Separating device may preferably be formed such that the separating means between an open and a closed state of the separating device is translationally and / or rotationally movable.
  • shape of the release agent can be adapted to the type of separation.
  • the separating means may be formed in a substantially circular in a separation of the connecting parts of a connecting element as a result of rotation of the release agent, whereas the release agent in a separation of the connecting parts of a
  • Connecting element may be formed as a result of a translational movement of the separating element is substantially polygonal, in particular quadrangular. In this way, in particular the process of separating the connecting element from the connecting parts is facilitated depending on the movement of the separating element. Also rhombus-shaped, trapezoidal, elliptical or other geometric shapes for the separator are possible.
  • Release agent may be a substantially simultaneous separation of the
  • the separation device may be formed as a pyrotechnic separation device.
  • the separation can preferably be initiated by the ignition of a squib in an ignition channel.
  • the ignition channel may in one embodiment with a release agent on, for example, a
  • Terminal tab be arranged, which is also firmly connected to the release agent and this holds in a fixed position.
  • the ignition channel can also be arranged on a piston which is accelerated away from the ignition channel due to the pulse caused by the ignition of the squib such that the separating means has an angular translational movement, preferably perpendicular to the connecting plane of the connecting parts and of
  • connection parts from the connection element can also be achieved by a pyrotechnic release agent
  • Compressed air release agent a motor-controlled release agent, a hydraulically controlled release agent or a magnetically controlled release agent.
  • a separation can also take place via the acceleration of two cutting chisels, which in the
  • the separating device is formed such that the separating means is arranged in an end state of the separating device such that the breakdown voltage between the first and the second connecting part equal or smaller is, as between the first connection part and the first contact point of the connecting element and / or between the second connection part and the second contact point of
  • This can be realized in the case of a round, preferably circular release agent, for example, characterized in that the release agent of the separator at the separation by an angle of 45 ° or more from the original Position is turned out.
  • this can be realized in the case of an angularly shaped release agent in that the distance of a translational movement carried out during the separation is greater than or equal to the distance between the two connection parts in the open state of the separation device.
  • the separating means can have at least one insulating element, which is arranged spatially between the first and the second connecting part in an opened state of the separating device. This can be the
  • Isolation element positively, preferably non-positively, particularly preferably cohesively connected to the release agent.
  • the insulating element may preferably be part-circular-shaped and, in a closed state of the separating device, be arranged directly on the connecting element. Especially with such
  • the separating means spatially between at least two in a closed state of the separating device between a first and second
  • connection part Having connection part arranged insulation elements. This ensures after a separation of the connecting element of the connection parts
  • the separating device with a square separating means preferably only one insulating element, which is advantageously formed rectangular, in a closed state of the separating device directly on the
  • a particularly simple type of arrangement of an insulation element on or on a release agent can be achieved in that the release agent is preferably formed entirely of an insulating material. In this case, that can
  • Release agent only a groove or recess for receiving the Having connecting element and otherwise be formed entirely of an insulating material.
  • the insulation element may be formed from a dielectric material with a low electrical conductivity, preferably a plastic, a ceramic or a resin.
  • the insulation element may preferably be formed from an insulation material with a dielectric strength of at least more than 5 kV / mm, preferably more than 20 kV / mm, more preferably more than 50 kV / mm and / or a specific electrical conductivity of at least less than 10 5 S-cm-1, preferably less than 10 -10 S-cm-1, more preferably less than 10 -15 S-cm-1.
  • the separating device can have at least one resistance element which is arranged between the connecting parts immediately after the disconnection, electrically connecting the connecting parts.
  • the resistance element can be positively, preferably non-positively, particularly preferably cohesively connected to the release agent.
  • connection parts remain electrically conductively connected to one another via at least one resistance element immediately after the separation and the current is thereby first reduced finally to be completely separated.
  • the current flow between the connection parts is initially only limited before, for complete separation, at least one insulation element arranged spatially between the first and the second connection part essentially completely suppresses the flow of current.
  • This arrangement corresponds to a two-stage switching and reduces the risk of the emergence of a Arc in that in addition to a reduced induction voltage, the respective current change over time (di / dt) is reduced.
  • the resistance element made of a material having a low specific electrical conductivity of at least less than 10 2 S-cnr 1 , preferably less than 10 "1 S-cm -1 , especially Preferably, less than ICH S-cm -1 may be formed
  • the resistance element may preferably
  • the release agent can at least two in one
  • the separating device with a polygonal separating means, only one resistance element can be arranged, which advantageously can be rectangular and, in a closed state of the separating device, can be arranged directly on the connecting element.
  • the separating device can have at least two resistance elements, which can preferably be formed from different materials having a different specific electrical conductivity.
  • the resistance elements can be arranged between the connection parts immediately after a separation such that a Current change over time (di / dt) due to the separation of a current-carrying line is minimized.
  • Circular release agent for example, be achieved in that two partially circular resistance elements formed, which differ in their specific electrical conductivity, are arranged on the release agent such that after the separation of an electrical connection between the connecting parts and the connecting element as a result of rotation of the release agent, a
  • Resistive elements is produced, wherein the two resistive elements along the direction of movement of the separating means form a resistance gradient, so that increases with increasing rotational angle of the electrical resistance between the connecting part.
  • Separating means may be preferably arranged two resistance elements with a different electrical conductivity such that the resistance element with the higher electrical conductivity after separation of the separator are first arranged between the first and second terminal part, before then the resistive element with the lower specific electrical conductivity between the connection parts is arranged. This also realizes a resistance gradient in the direction of movement of the release agent.
  • Resistance elements which differ in their specific electrical conductivity, on or on the release agent, in particular in the form of a
  • Coating with a resistance material, which forms a resistance gradient are arranged. This allows separation of a current-carrying line with a resistance increasing in the direction of movement, thereby reducing the current gradient and thus the probability of the occurrence of an arc in the separation of a current-carrying line considerably.
  • Separating device has at least two electrically connected in series separating means, wherein the separating means preferably spatially separated from each other
  • Connecting means are interconnected.
  • Arc in the separation of a current-carrying line can be further optimized by the fact that by increasing the number of separation points - assuming a substantially simultaneous opening of the separation points - the voltage induced by the current change is divided into several separation points.
  • a first and second connection part be electrically connected to one another via two connection elements at a first and second contact point and a third and fourth contact point in the closed state of the separation device - and due to a rotational or translational movement of the
  • Release agent can be separated substantially simultaneously.
  • Resistance elements in the form of a resistance gradient can be further reduced.
  • Separating device can be arranged in a housing. It can thus be achieved that, in the case of a separation of a current-carrying line, despite the formation of an arc, no rollover occurs to the surroundings.
  • the housing may preferably be formed from a dielectric material with a low electrical conductivity, in particular a plastic, a ceramic or a resin.
  • Another object is a method for separating a power line in which at least one separation signal is received before at least one signal, in particular a control signal for igniting a squib is triggered, such that the electrical connection between a arranged on a release agent
  • Connecting element and a first connection part at a first contact point and between the connection element and a second connection part at a second contact point is separated such that a breakdown voltage between the first and the second connection part in the disconnected state of the separation device is greater than between the first connection part and the first contact point of the connecting element and / or between the second
  • the method for separating a power line can be carried out preferably such that a separation of the release agent to at least two
  • the method for separating a power line in particular the disconnect signal, may preferably be coupled to the triggering of an airbag control signal.
  • the method may also be responsive to the behavior of others
  • Vehicle components such as coupled to the behavior of the belt tensioner, the Gurtkraftberetes or the roll bar.
  • the subject method can also be coupled to signals from crash or impact sensors.
  • the separation signal be received by a sensor, preferably a reed sensor, a Hall sensor or an induction sensor.
  • Isolation signal preferably be transmitted galvanically separated from the circuit. This can be achieved, in particular, by arranging the sensor in an electrically insulated manner, for example, on a housing of the separating device.
  • a method for the separation of a power line in which in addition to the separation of an electrical connection, in particular substantially simultaneously with the separation of an electrical connection, an electrical connection is established, which is the discharge of stored electrical energy, in particular the discharge of a DC link voltage from a DC link capacitor allows.
  • Cables of the high voltage systems of electric or hybrid vehicles which have intermediate circuits with DC link capacitors, it must be ensured to discharge these circuits in a separation of the current-carrying lines in order to avoid the risk to persons of high voltage.
  • Fig. La a separator for a power line according to a first
  • FIG. 1b shows the separating device according to FIG. 1a in an opened state
  • Fig. Lc a disconnecting device for a power line according to a first
  • Embodiment with a two-part release agent in a closed state Embodiment with a two-part release agent in a closed state
  • FIG. 1 d shows the separating device according to FIG. 1 c in an opened state
  • FIG. Fig. 2a is a separation device for a power line according to a second
  • FIG. 2b shows the separating device according to FIG. 2a in an opened state
  • FIG. Fig. 3a shows a separation device for a power line in a two-stage
  • FIG. 3b shows the separating device according to FIG. 3a in an immediately after
  • 3c shows the separating device according to FIGS. 3a, b in an opened state
  • 4a shows a separation device for a power line in a two-stage
  • 4c shows the separating device according to FIGS. 4a, b in an opened state
  • Fig. 5a shows a separation device for a power line in a parallel
  • FIG. 5b shows the separating device according to FIG. 5a in an opened state
  • FIG. 6b shows the separating device according to FIG. 6a in an opened state
  • Fig. 7a a separator for a power line in a parallel
  • FIG. 7b shows the separating device according to FIG. 7a in an immediately after
  • FIG. 7c shows the separating device according to FIGS. 7a, b in an opened state
  • the separator of Figure 8a in a state immediately after the separation state
  • the disconnecting device according to Figures 8a, b in an open state, a disconnecting device for a power line for the simultaneous separation and production of an electrical connection according to a first embodiment in an initial state
  • FIG. 9b shows the separating device according to FIG. 9a in a final state
  • FIG. 1 a shows a disconnecting device for a power line 1 in a closed state. In this state, a first terminal part 2 and a second
  • the connecting element 8 is arranged on or on a separating means 6. Attached to the separating means 6 is a connecting lug 12 ', which is arranged on a firing channel 12 having a squib 14.
  • the connecting element 8 and the connecting parts 2, 4 may preferably made of an electrically conductive material, such as a copper material or a
  • the connecting element 8 may preferably be formed as a flat cable. It is understood that according to another variant instead of flat cables also round cables can be used. However, a combination of round and flat cables can also be provided.
  • the connecting element 8 may preferably be arranged on the separating means 6.
  • the connecting element 8 is preferably a metallic strip, preferably in a groove or
  • the separating means 6 is a circular member, which may preferably be rotatably mounted.
  • the separating means 6 may be formed of an electrical insulator, preferably a plastic or a ceramic.
  • the release agent 6 may be in particular groove-shaped or
  • part-circular recesses in which the connecting element 8 can be used So can in a closed state of the
  • Separating device 1 for example, an electrical connection between a first and a second connecting part 2, 4 to be made via the connecting element 8.
  • the contact points 10a, 10b can advantageously be in the form of
  • the contact areas 10a, 10b may also be formed of a material which on the one hand has a low material strength, on the other hand has a high current carrying capacity.
  • the attached to the ignition channel 12 connecting plate 12 ' may also have a predetermined breaking point, preferably at the contact point between
  • Connecting lug 12 'and ignition channel 12 may be arranged.
  • Figure lb shows the separator for a power line 1 of Figure la in an open state.
  • the two connecting parts 2, 4 are no longer connected to each other via the connecting element 8, but are electrically separated from each other as a result of rotation of the separating means 6.
  • the terminal lug 12 ' was separated by the triggering of the squib 14 of the ignition channel 12 and thus the release agent 6 could not be kept in its original position.
  • Figure lc shows a separator for a power line 1 with a two-part release agent 6 in a closed state.
  • a first connecting part 2 and a second connecting part 4 are electrically connected to one another via a connecting element 8 and two further connecting pieces 10c, 10c '.
  • the connecting pieces 10c, 10c ' are in each case arranged on the first separating means section 6a of the separating means 6 and electrically connected to the first and the second connecting part 2, 4, respectively, at a first contact point 10a, 10b.
  • connecting pieces 10c, 10c ' are each connected to a second one
  • Contact point 10a 'and 10b' are each electrically connected to the connecting element 8, which is arranged on the second separating means section 6b of the separating means 6.
  • b is also in the version with two-part release agent, a connecting lug 12 'is provided, on the one hand to a - a squib 14th
  • Figure ld shows the disconnecting device for a power line 1 of Figure lc in an open state.
  • the two connecting parts 2, 4 are now no longer electrically connected to one another via the connecting element 8 and the two connecting pieces 10c, 10c ', but are due to a rotation of the first
  • Release agent section 6a electrically separated from each other. It can be seen from FIG. 1d that the connecting lug 12 'was also separated from the ignition channel 12 in the embodiment with a two-part separating means by the triggering of the squib 14. In contrast to the separation device with one-part release agent according to the figures la, b, however, changes only the position of the first here
  • Triggering the squib will be the illustrated rotation of the first
  • Release means section 6a caused by an angle of approximately 20-25 °, whereby the connecting pieces 10c, 10c 'between the first connection part 2 and the
  • FIG. 2 a shows a disconnecting device for a power line 1 according to a second embodiment in a closed circuit
  • the separating means 6, on which the connecting element 8 is arranged formed rectangular.
  • a squib 14 is disposed in an ignition channel 12, but not as shown in Figures la, b proposed, a terminal strap attached to the ignition channel 12, but there is a bolt 16 'on the ignition channel 12 arranged.
  • the separating means 6 and the bolt 16 ' can be held in their position by a lateral boundary 16 in order to prevent movement of the bolt 16' and of the separating means 6 substantially perpendicular to the
  • Ignition channel 12 is accelerated away and shifts the release agent 6 from its original position. Due to the illustrated translational movement of the separating means 6, the connecting element 8 at the first and second contact points 10a, 10b has been separated from the first and second connecting part 2, 4. Again, the
  • FIG. 3 a shows another embodiment of a separation device for a power line 1 with a two-stage switching mechanism.
  • FIG. 3 a shows the structure already shown in FIG. 1 a with a rotatable separating element 6, in which a first and a second connecting part 2, 4 are connected via a Connecting element 8 are electrically connected together.
  • the separating means 6 according to the embodiment of FIG. 3 a has at least two resistance elements 18 a, b, which are arranged partially circular on the separating means 6.
  • the resistive elements may preferably be made of a material having a low electrical conductivity of less than 10 2 S-cnr 1, preferably less than 10 "1 S-cnr 1, particularly preferably made less than I S-cnr. 1, the resistance elements can, in particular soldered, glued or welded to be connected to the separating means 6. Likewise, the resistance elements can also be positively connected, in particular as tongue and groove or dovetail connection with the separating means 6. It can also be more than two
  • Resistance elements may be arranged on the separating means 6, which may preferably be formed of different materials, each having different specific electrical conductivity.
  • FIG. 3b shows an intermediate form between a closed state of the separating device 1 according to FIG. 3a and an opened state according to FIG. 3c immediately after the separation of the connecting parts 2, 4 from the connecting element 8.
  • the two connecting parts 2, 4 are no longer above the latter
  • Resistance elements 18 a, b electrically connected to each other.
  • the rotation of the separating means 6 takes place - as shown in Figure 3b - by triggering a squib 14 and the associated separation of the terminal lug 12 'of the ignition channel 12. Due to the illustrated rotation of the separating means 6 by an angle of about 10 - 15 ° in the counterclockwise direction, the connecting element 8 at the first and second contact points 10a, 10b of the first and second
  • the resistor elements 18 a, b may be arranged on the separating means 6, which may preferably be formed of different materials, each with different specific electrical conductivities. It has been recognized that the formation of an arc in the
  • Moving direction forming on the release agent 6 are arranged.
  • a gentler separation of a power line can be realized in which there is a lower current gradient, which counteracts the formation of arcs.
  • the two part-circular regions of FIGS. 3a-c may be formed, for example, each of three different resistance elements, which are arranged such that in each case the two resistance elements having the highest specific electrical conductivity of the total six
  • Resistance elements are arranged as a result of a rotation of the separating means 6 immediately after a separation of the separating device 1 as the first at least partially between the two connection parts.
  • each of the two resistive elements with the next largest specific electrical conductivity can be at least partially disposed between the two connection parts.
  • the two resistance elements with the lowest specific electrical conductivity can be arranged at least partially between the two connection parts.
  • FIG. 3c illustrates the disconnecting device for a power line 1 according to FIGS. 3a, b after a further or the continuation of a rotation through an angle of a further approx. 10-15 ° in an opened state, in which the two
  • FIGS. 4a-c show a second embodiment of a disconnecting device for a power line 1 with an at least two-stage switching mechanism.
  • FIG. 4a shows the construction already shown in FIG. 2a with a rectangular one
  • Connecting element 8 are electrically connected together.
  • Resistance element 18 which is arranged on or on the separating means 6.
  • FIG. 4b shows a state between a closed state of FIG
  • Connecting element 8 electrically connected to each other, but are electrically connected together as a result of a translational movement of the separating means 6 via the resistance element 18.
  • the translational movement of the separating means 6 perpendicular to the connecting axis of the connecting parts and the connecting element takes place - as shown in Figure 4b - by the triggering of a squib 14 and the associated accelerating out of the bolt 16 'of the ignition channel 12 away.
  • FIG. 4c shows the disconnecting device for a power line 1 according to FIGS. 4a, b in an opened state.
  • the two connection parts 2, 4 are electrically connected to each other neither via the connecting element 8, nor via the resistance element 18.
  • FIGS. 5a, b show a disconnecting device for a power line 1 in a parallel arrangement according to a first exemplary embodiment.
  • Figure 5a shows a structure with a rotatable, circular separating means 6 in a closed state.
  • a first and a second connecting part 2, 4 are electrically connected to one another via two connecting elements 8a, b at a first and second contact point 10a, 10a 'and a third and fourth contact point 10b, 10b'.
  • the connecting elements 8 a, b are arranged on the separating means 6.
  • a connecting lug 12 ' is fastened to the separating means 6 and is arranged on an ignition channel 12 having a squib 14.
  • the connecting elements 8a, b may preferably be formed as a flat conductor. However, it is understood that the connecting elements 8a, b can also be formed as a round conductor. Preferably, the connecting elements 8a, b may be aligned substantially parallel to each other and have substantially the same length and the same cross-section. In addition, the two connecting elements 8a, b may advantageously be formed of the same material.
  • FIG. 5b shows a disconnecting device for a power line 1 according to FIG. 5a in an opened state. Here are the two connecting parts 2, 4 no longer over the connecting elements 8a, b connected to each other, but are separated by a rotation of the separating means 6 from each other. According to the
  • Embodiments of Figures la, b was here also the terminal lug 12 'separated by the triggering of the squib 14 of the ignition channel 12, whereby the release agent 6 can not be held in its original position.
  • the connecting elements 8a, b at the first and second contact point 10a, 10a 'and the third and fourth contact point 10b, 10b' substantially simultaneously the first and second connection part 2, 4 separated.
  • the parallel arrangement with circular separating means according to the figures 5a, b can also be carried out according to the embodiment with two-part release agent according to the figures lc, d, whereby the probability of arcing during the separation of a current-carrying line can be further reduced.
  • Figure 6a shows a structure of a disconnecting device for a power line 1 in a parallel arrangement and a rectangular separating means 6 in a closed state.
  • a first and a second connecting part 2, 4 via two connecting elements 8a, b at a first and second contact point 10a, 10a 'and a third and fourth contact point 10b, 10b' are electrically connected with each other.
  • the connecting elements 8 a, b are arranged on the separating means 6.
  • FIG. 6b shows the arrangement from FIG. 6a in an opened state.
  • the two connecting parts 2, 4 are no longer connected to each other via the connecting elements 8a, b, but are separated from each other as a result of a translational movement of the separating means 6 substantially perpendicular to the connecting axis of the connecting parts and the connecting element.
  • FIGS. 7a-c show a disconnecting device for a power line 1 in a parallel arrangement and a two-stage embodiment according to a first embodiment.
  • Figure 7 a shows a closed state in which a first and second
  • Connecting part 2, 4 via two connecting elements 8a, b at a first and second contact point 10a, 10a 'and at a third and fourth contact point 10b, 10b' are electrically connected together.
  • the connecting elements are arranged on a rotatable, circular separating means 6.
  • the connecting elements are arranged on a rotatable, circular separating means 6.
  • FIG. 7 b shows a state between a closed state of the separating device 1 according to FIG. 7 a and an opened state according to FIG. 7 c immediately after the separation of the connecting parts 2, 4 from the
  • Connecting elements 8a, b Connecting elements 8a, b.
  • the two connecting parts 2, 4 are no longer electrically connected to each other via the connecting elements 8 a, b, but are now electrically connected to each other at least partially via the resistance elements 18 a, b, c as a result of rotation of the separating means 6.
  • the rotation of the separating means 6 takes place - as shown in Figure 7b - by triggering a squib 14 and the associated separation of the terminal lug 12 'of the ignition channel 12.
  • the connecting elements 8a, b at the first and second contact points 10a, 10b and at a third and fourth contact point 10b, 10b ' were separated from the first and second connection part 2, 4, wherein at least partially via the resistance elements 18a, b, c an electrical
  • Connection is formed between the first and second connection part.
  • FIG. 7c shows the separating device for an energy line 1 according to FIG. 7b after a further or the continuation of a rotation through an angle of a further approx. 10-15 ° in an opened state.
  • the two connecting parts 2, 4 are now neither on the connecting elements 8a, b, at least partially on the
  • Resistance elements 18 a, b, c electrically connected to each other.
  • FIGS. 8a-c show a disconnecting device for a power line 1 in a parallel arrangement and a multi-stage disconnection according to a second exemplary embodiment.
  • Figure 8a shows a closed state in which a first and second
  • Connecting part 2, 4 via two connecting elements 8a, b at a first and second contact point 10a, 10a 'and at a third and fourth contact point 10b, 10b' are electrically connected together.
  • the connecting elements are arranged on a preferably rectangular separating means 6.
  • the connecting elements are arranged on a preferably rectangular separating means 6.
  • Separator 1 at least two resistance elements 18a, b, which are arranged next to the connecting elements 8a, b on the separating means 6.
  • FIG. 8b shows a state between a closed state of FIG
  • Connecting elements 8a, b Connecting elements 8a, b.
  • the two connecting parts 2, 4 are no longer electrically connected to each other via the connecting element 8a, b, but are now electrically connected together at least partially via the resistance elements 18a, b as a result of a translational movement of the separating means 6.
  • the translational movement of the separating means 6 takes place-as can be seen in FIG. 8b-by the triggering of a squib 14 and the associated acceleration of a bolt 16 'away from the ignition channel 12.
  • Connection is formed between the first and second connection part.
  • FIG. 8c shows the disconnecting device for a power line 1 according to FIGS. 8a and 8b in an opened state.
  • FIGS. 9 a, b show a disconnecting device for a power line 1 for the simultaneous disconnection and production of an electrical connection according to a further exemplary embodiment.
  • Figure 9a shows the separator 1 in an initial state in which a first circuit is closed and a second circuit is opened.
  • the first circuit is exemplified in the form of a parallel arrangement with a release agent 6.
  • a first and a second connecting part 2, 4 are electrically connected to one another via two connecting elements 8a, b at a first and second contact point 10a, 10a 'and a third and fourth contact point 10b, 10b'.
  • a third connecting element 8c is arranged on the separating means 6, which is in electrical connection with neither of the two circuits.
  • the first and second circuits are electrically connected via a capacitor 20.
  • the separation device 1 has a bolt 16 'which is arranged between a separating means 6 and an ignition channel 12 having a squib 14.
  • FIG. 9b shows the separating device 1 according to FIG. 9a in one
  • the third connecting element 8c is displaced by the movement such that it produces an electrical connection between the second connection part and the second circuit substantially simultaneously.
  • the first circuit is in an open state and the second circuit is in a closed state.
  • simultaneous separation and production of an electrical connection may also be formed via a combination of a second circuit with any other embodiment of any of the separators provided herein, provided that in an initial state one of the two circuits is closed, whereas the other circuit is open and in one thereon following

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Abstract

Trennvorrichtung für eine Energieleitung (1) mit zumindest einem in einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung räumlich zwischen einem ersten und einem zweiten Anschlussteil (2, 4) angeordneten Trennmittel (6), wobei das Trennmittel (6) zumindest ein im geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlussteilen (7) bildendes Verbindungselement (8) aufweist, wobei das Verbindungselement im geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung über eine erste Kontaktstelle (10a) mit dem ersten Anschlussteil (2) und über eine zweite Kontaktstelle (10b) mit dem zweiten Anschlussteil (4) elektrisch verbunden ist und wobei das Trennmittel (6) derart angeordnet ist, dass eine Durchschlagsspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil (2, 4) in einem geöffneten Zustand der Trennvorrichtung größer ist, als zwischen dem ersten Anschlussteil (2) und der ersten Kontaktstelle (10a) des Verbindungselements und/oder zwischen dem zweiten Anschlussteil (2) und der zweiten Kontaktstelle (10b) des Verbindungselements.

Description

Trennvorrichtung für eine Energieleitung und Verfahren zur Trennung
Energieleitung
Der Gegenstand betrifft eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung, insbesondere eine Kraftfahrzeugenergieleitung, umfassend zumindest ein in einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung räumlich zwischen einem ersten und einem zweiten Anschlussteil angeordnetes Trennmittel. Darüber hinaus betrifft der Gegenstand ein Verfahren zur Trennung einer Energieleitung.
Die elektrische Absicherung von Energieleitern, insbesondere Kraftfahrzeugenergie- leitern, stellt hinsichtlich der Gewährleistung der Sicherheit der Fahrzeuginsassen einen sicherheitsrelevanten Bereich der Kraftfahrzeugtechnologie dar. Insbesondere Kraftfahrzeugenergieleiter die einen hohen Strom führen, wie das Starter - und Generatorkabel, die Hauptbatterieleitung und/oder weitere stromführende Leitungen des Kraftfahrzeugbordnetzes, müssen bei Unfällen schnell von der Fahrzeugbatterie getrennt werden. Wird dies nicht sichergestellt, so können bei Unfällen Kurzschlüsse mit kurzzeitig sehr hohen Strömen auftreten. Die hohen Kurzschlussströme können zur Bildung von Lichtbögen führen. Dies muss zuverlässig unterbunden werden, um die Sicherheit der Fahrzeuginsassen nicht zu gefährden. Heutzutage werden häufig Trennvorrichtungen verwendet, bei denen die
Energieleitungen im Falle eines drohenden Kurzschlusses durch pyrotechnische Trennvorrichtungen durchtrennt werden. Die Trennung der Energieleitungen mit Hilfe der pyrotechnischen Trennvorrichtungen wird in der Regel entweder durch mechanisches Durchtrennen der Energieleitung erreicht oder durch das
Herausbeschleunigen eines Bolzens aus einem Zylinder, wobei im geschlossenen
Zustand ein Strompfad zwischen dem Bolzen und dem Zylinder gebildet ist, der durch die Trennvorrichtung, z.B. den Bolzen durchtrennt wird. Nachteilig an den herkömmlich verwendeten pyrotechnischen Trennvorrichtungen ist die Tatsache, dass sich im Moment der Trennung einer stromführenden Leitung Lichtbögen zwischen dem Spalt an der Trennstelle ausbilden können, wodurch die Anschlussteile zumindest zeitweilig elektrisch miteinander verbunden bleiben. Dies ist insbesondere bei Hochvoltanwendungen in Elektro - oder Hybridfahrzeugen häufig der Fall, da hier die Entstehung von Lichtbögen aufgrund der hohen Ströme und Potentialdifferenzen besonders begünstigt ist.
Aus diesen Gründen lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, eine
Trennvorrichtung für Energieleitungen zur Verfügung zu stellen, die eine sichere Trennung von stromführenden Leitungen selbst bei Hochvoltanwendungen
gewährleistet.
Diese Aufgabe wird gegenständlich durch eine Trennvorrichtung für eine
Energieleitung gelöst mit zumindest einem in einem geschlossenen Zustand der
Trennvorrichtung räumlich zwischen einem ersten und einem zweiten Anschlussteil angeordneten Trennmittel, wobei das Trennmittel zumindest ein im geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung eine elektrische Verbindung zwischen den
Anschlussteilen bildendes Verbindungselement aufweist, wobei das
Verbindungselement im geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung über eine erste Kontaktstelle mit dem ersten Anschlussteil und über eine zweite Kontaktstelle mit dem zweiten Anschlussteil elektrisch verbunden ist und wobei das Trennmittel derart angeordnet ist, dass eine Durchschlagsspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil in einem geöffneten Zustand der Trennvorrichtung größer ist, als zwischen dem ersten Anschlussteil und der ersten Kontaktstelle des
Verbindungselements und/oder zwischen dem zweiten Anschlussteil und der zweiten Kontaktstelle des Verbindungselements.
Die Trennvorrichtung kann dabei derart ausgebildet sein, dass das erste und zweite Anschlussteil stromführende Komponenten einer Kraftfahrzeugenergieleitung sind. Ebenso können das erste und zweite Anschlussteil auch stromführende Komponenten von Energieleitungen anderer Fahrzeuge, von Gebäudeinstallationen, von elektrisch betriebenen Maschinen oder Stellwerken sein. Insbesondere dort, wo hohe Ströme fließen, ist eine gegenständliche Absicherung der Stromkreise sinnvoll.
Vorteilhafterweise weist die Trennvorrichtung dazu im geschlossenen Zustand eine Stromtragfähigkeit von über 10 Ampere, vorzugsweise von über 20 Ampere, insbesondere von über 100 Ampere auf.
Ebenso ist überall dort, wo vergleichsweise hohe Spannungen anliegen, eine gegenständliche Absicherung der Stromkreise sinnvoll. Um ein sicheres Trennen beispielsweise auch von Leitungen in Hochspannungsbordnetzen zu gewährleisten, ist die Trennvorrichtung vorteilhafterweise derart gebildet, dass zwischen den
Anschlussteilen im geöffneten Zustand eine Potentialdifferenz von mindestens 100 V, vorzugsweise von mindestens 200 V, insbesondere von über 200 V anliegt. Um in einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung eine möglichst
verlustarme Energieversorgung zu realisieren, können das Verbindungselement sowie die Anschlussteile vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie einem Kupferwerkstoff oder einem Aluminiumwerkstoff gebildet sein. Hierbei können die Anschlussteile und das Verbindungselement auch aus unterschiedlichen
Materialien gebildet sein. Vorteilhafterweise kann das Material des
Verbindungselements oder der Anschlussteile an die jeweiligen Anforderung angepasst werden. Ein Kupferwerkstoff wird im Bereich der Stromübertragung vorzugsweise dort verwendet, wo nur ein begrenzter Bauraum zur Verfügung steht und gleichzeitig hohe Einsatztemperaturen vorliegen sowie hohe mechanische Anforderungen an das Material gestellt werden. Ein Aluminiumwerkstoff wird im Bereich der Stromübertragung überall dort eingesetzt, wo Gewicht oder Kosten eingespart werden sollen.
Das Verbindungselement kann vorzugsweise als Flachleitung gebildet sein. Es versteht sich, dass gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel anstatt Flachleitungen ebenso Rundleitungen eingesetzt werden können. Gleichwohl kann auch eine Kombination von Rund - und Flachleitungen vorgesehen sein. Die Leitungen können aus Vollmaterial gebildet sein.
Es ist erkannt worden, dass bei der Trennung von stromführenden Leitungen eine äußerst effiziente Reduzierung der Wahrscheinlichkeit der Entstehung von
Lichtbögen erreicht werden kann, wenn eine stromführende Leitung im Wesentlichen zeitgleich nicht nur an einer, sondern an zwei Trennstellen getrennt wird. Dadurch wird die induzierte Spannung auf beide Trennstellen aufgeteilt, wodurch sich die zu trennende Spannung auf die beiden Trennstellen aufteilt.
Um eine möglichst effiziente Reduzierung der Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Lichtbögen zu gewährleisten, wird deshalb vorgeschlagen, dass das
Verbindungselement derart an das Trennmittel angeordnet sein kann, dass eine Trennung an zumindest zwei Kontaktstellen im Wesentlichen zeitgleich verläuft.
Hierzu wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement mit dem Trennmittel zumindest formschlüssig, beispielsweise als Nut-Feder oder
Schwalbenschwanzverbindung, verbunden sein kann. Vorzugsweise kann das Verbindungselement kraftschlüssig, beispielsweise verkeilt oder verschraubt mit dem Trennmittel verbunden sein. Besonders bevorzugt kann das Verbindungselement stoffschlüssig, insbesondere gelötet, geklebt oder verschweißt mit dem Trennmittel verbunden sein.
Um eine möglichst zeitgleiche Trennung der Anschlussteile von dem
Verbindungselement zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass die
Trennvorrichtung vorzugsweise derart gebildet sein kann, dass das Trennmittel zwischen einem geöffneten und einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar ist. Vorteilhafterweise kann dabei die Form des Trennmittels an die Art der Trennung angepasst werden. So kann das Trennmittel bei einer Trennung der Anschlussteile von einem Verbindungselement infolge einer Rotation des Trennmittels in wesentlichen kreisförmig gebildet sein, wohingegen das Trennmittel bei einer Trennung der Anschlussteile von einem
Verbindungselement infolge einer Translationsbewegung des Trennelements im wesentlichen mehreckig, insbesondere viereckig gebildet sein kann. Hierdurch wird in Abhängigkeit der Bewegungsart des Trennelements insbesondere der Vorgang der Trennung des Verbindungselements von den Anschlussteilen erleichtert. Auch sind rhombusförmige, trapezförmige, ellipsenförmige oder andere geometrische Formen für das Trennelement möglich.
Durch eine Translations - oder Rotationsbewegung des Trennelementes sowie die vorzugsweise verliersichere Anordnung des Verbindungselementes auf dem
Trennmittel kann eine im Wesentlichen zeitgleiche Trennung des
Verbindungselements von beiden Anschlussteilen und damit eine Reduzierung der Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Lichtbögen bei der Trennung einer stromführenden Leitung erreicht werden.
Um eine einfache und zugleich sichere Initiierung eines Trennvorgangs zu
gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass die Trennvorrichtung als pyrotechnische Trennvorrichtung gebildet sein kann. Die Trennung kann dabei vorzugsweise durch das Zünden einer Zündpille in einem Zündkanal initiiert werden. Der Zündkanal kann bei einer Ausführungsform mit einem Trennmittel an beispielsweise einer
Anschlusslasche angeordnet sein, die zugleich fest mit dem Trennmittel verbunden ist und dieses in einer festen Position hält.
Infolge des durch die Zündung der Zündpille verursachten Impulses kann die
Verbindung zwischen dem Zündkanal und der Anschlusslasche getrennt werden. Infolge der Trennung kann das Trennmittel nicht mehr in seiner Position gehalten werden, woraufhin es sich samt dem Verbindungselement um die eigene Achse dreht und das Verbindungselement an einer ersten und zweiten Kontaktstelle von dem ersten und zweiten Anschlussteil trennt. Ebenso kann der Zündkanal bei einer Ausführungsform einer Trennvorrichtung mit einem Trennelement auch an einen Kolben angeordnet sein, der infolge des durch die Zündung der Zündpille verursachten Impulses derart von dem Zündkanal weg beschleunigt wird, dass das Trennmittel eine Translationsbewegung winklig, vorzugsweise senkrecht zur Verbindungsebene der Anschlussteile und des
Verbindungselements erfährt, die zu einer Trennung der Verbindung zwischen dem Zündkanal und der Anschlusslasche führt.
Alternativ zur Trennung durch ein pyrotechnisches Trennmittel kann die Trennung der Anschlussteile von dem Verbindungselement ebenso durch ein
Drucklufttrennmittel, ein motorisch gesteuertes Trennmittel, ein hydraulisch gesteuertes Trennmittel oder ein magnetisch gesteuertes Trennmittel erfolgen.
Zudem kann eine Trennung alternativ zu einer Trennung durch eine Bewegung des Trennmittels auch über die Beschleunigung zweier Trennmeißel erfolgen, die im
Wesentlichen zeitgleich in Richtung der Kontaktstellen zwischen den Anschlussteilen und dem Verbindungselement beschleunigt werden und die Anschlussteile an diesen Stellen von dem Verbindungselement trennen. Um eine größere Flexibilität betreffend den Verschiebeweg des Trennmittels der gegenständlichen Trennvorrichtung zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass die Trennvorrichtung derart gebildet ist, dass das Trennmittel in einem Endzustand der Trennvorrichtung derart angeordnet ist, dass die Durchschlagsspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil gleich oder kleiner ist, als zwischen dem ersten Anschlussteil und der ersten Kontaktstelle des Verbindungselements und/oder zwischen dem zweiten Anschlussteil und der zweiten Kontaktstelle des
Verbindungselements.
Dies kann im Falle eines runden, vorzugsweise kreisförmigen Trennmittels beispielsweise dadurch realisiert werden, dass das Trennmittel der Trennvorrichtung bei der Trennung um einen Winkel von 45° oder mehr aus der ursprünglichen Position heraus gedreht wird. Alternativ kann dies im Falle eines eckig geformten Trennmittels dadurch realisiert werden, dass die Strecke einer während der Trennung durchgeführten Translationsbewegung größer oder gleich dem Abstand zwischen den beiden Anschlussteilen im geöffneten Zustand der Trennvorrichtung ist.
Um die Entstehung eines Lichtbogens möglichst effizient zu unterdrücken, wird vorgeschlagen, dass das Trennmittel zumindest ein Isolationselement aufweisen kann, welches in einem geöffneten Zustand der Trennvorrichtung räumlich zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil angeordnet ist. Hierbei kann das
Isolationselement formschlüssig, vorzugsweise kraftschlüssig, besonders bevorzugt stoffschlüssig mit dem Trennmittel verbunden sein.
In einer Ausführungsform der Trennvorrichtung mit einem runden, vorzugsweise kreisförmigen Trennmittel kann das Isolationselement vorzugsweise teilkreisförmig gebildet - und in einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung unmittelbar an das Verbindungselement angeordnet sein. Insbesondere bei einer solchen
Ausführungsform kann das Trennmittel zumindest zwei in einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung räumlich zwischen einem ersten und zweiten
Anschlussteil angeordnete Isolationselemente aufweisen. Dies gewährleistet nach einer Trennung des Verbindungselementes von den Anschlussteilen ein
schnellstmögliches Löschen eines Lichtbogens an beiden Trennstellen.
In einer Ausführungsform der Trennvorrichtung mit einem eckigen Trennmittel kann vorzugsweise nur ein Isolationselement, das vorteilhafterweise rechteckig gebildet ist, in einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung unmittelbar an dem
Verbindungselement angeordnet sein.
Eine besonders einfache Art der Anordnung eines Isolationselements an oder auf einem Trennmittel kann dadurch erreicht werden, dass das Trennmittel vorzugsweise vollständig aus einem Isolationsmaterial gebildet ist. In diesem Fall kann das
Trennmittel nur eine Nut oder Ausnehmung für die Aufnahme des Verbindungselements aufweisen und ansonsten vollständig aus einem Isolationsmaterial gebildet sein.
Um ein ausreichend schnelles und sicheres Löschen eines Lichtbogens nach der Trennung einer stromführenden Leitung zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass das Isolationselement aus einem durchschlagsfesten Isolationsmaterial mit einer geringen elektrischen Leitfähigkeit, vorzugsweise einem Kunststoff, einer Keramik oder einem Harz gebildet sein kann. Hierbei kann das Isolationselement vorzugsweise aus einem Isolationsmaterial mit einer Durchschlagsfestigkeit von zumindest mehr als 5 kV/mm, bevorzugt mehr als 20 kV/mm, besonders bevorzugt mehr als 50 kV/mm gebildet sein und/oder eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von zumindest weniger als 10 5 S-cm-1, bevorzugt weniger als 10-10 S-cm-1, besonders bevorzugt weniger als 10-15 S-cm-1 aufweisen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Trennvorrichtung zumindest ein Widerstandselement aufweisen kann, welches unmittelbar nach dem Trennen, die Anschlussteile elektrisch verbindend, zwischen den Anschlussteilen angeordnet ist. Hierbei kann das Widerstandselement formschlüssig, vorzugsweise kraftschlüssig, besonders bevorzugt stoffschlüssig mit dem Trennmittel verbunden sein.
Es ist erkannt worden, dass die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Lichtbögen bei der Trennung von stromführenden Leitungen deutlich reduziert werden kann, wenn die Anschlussteile unmittelbar nach der Trennung zunächst über zumindest ein Widerstandselement elektrisch leitend miteinander verbunden bleiben, und der Strom dadurch zunächst reduziert wird, um abschließend tatsächlich vollständig getrennt zu werden. Der Stromfluss zwischen den Anschlussteilen wird zunächst lediglich begrenzt, bevor zur vollständigen Trennung zumindest ein räumlich zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil angeordnetes Isolationselement den Stromfluss im Wesentlichen vollständig unterbindet. Diese Anordnung entspricht einem zweistufigen Schalten und verringert das Risiko der Entstehung eines Lichtbogens dadurch, dass zusätzlich zu einer verringerten Induktionsspannung die jeweilige Stromänderung über die Zeit (di/dt) verringert wird.
Um einen Stromfluss zwischen den Anschlussteilen möglichst effizient zu reduzieren, wird vorgeschlagen, dass das Widerstandselement aus einem Material mit einer niedrigen spezifischen elektrischen Leitfähigkeit von zumindest weniger als 102 S-cnr 1, bevorzugt weniger als 10"1 S-cm-1, besonders bevorzugt weniger als ICH S-cm-1 gebildet sein kann. In einer Ausführungsform der Trennvorrichtung mit einem runden vorzugsweise kreisförmigen Trennmittel kann das Widerstandselement vorzugsweise
teilkreisförmig gebildet - und in einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung unmittelbar an dem Verbindungselement angeordnet sein. Insbesondere bei einer solchen Ausführungsform kann das Trennmittel zumindest zwei in einem
geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung räumlich zwischen einem ersten und zweiten Anschlussteil angeordnete Widerstandselemente aufweisen. Dies
gewährleistet nach einer Trennung des Verbindungselements von den Anschlussteilen ein schnellstmögliches Reduzieren des Stromflusses an den Trennstellen. In einer Ausführungsform der Trennvorrichtung mit einem eckigen Trennmittel kann auch nur ein Widerstandselement angeordnet sein, das vorteilhafterweise rechteckig gebildet und in einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung unmittelbar an dem Verbindungselement angeordnet sein kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Trennvorrichtung zumindest zwei Widerstandselemente aufweisen kann, welche vorzugsweise aus unterschiedlichen Materialien mit einer unterschiedlichen spezifischen elektrischen Leitfähigkeit gebildet sein können. Vorzugsweise können die Widerstandselemente dabei unmittelbar nach einer Trennung derart zwischen den Anschlussteilen angeordnet werden, dass eine Stromänderung über die Zeit (di/dt) infolge der Trennung einer stromführenden Leitung möglichst gering ist.
Dies kann im Falle einer Ausführungsform der Trennvorrichtung mit einem
kreisförmigen Trennmittel beispielsweise dadurch erreicht werden, dass zwei teilkreisförmig gebildete Widerstandselemente, die sich in ihrer spezifischen elektrischen Leitfähigkeit unterscheiden, derart auf dem Trennmittel angeordnet sind, dass nach der Trennung einer elektrischen Verbindung zwischen den Anschlussteilen und dem Verbindungselement infolge einer Drehung des Trennmittels, eine
elektrische Verbindung zwischen den Anschlussteilen über die beiden
Widerstandselemente hergestellt wird, wobei die beiden Widerstandselemente entlang der Bewegungsrichtung des Trennmittels einen Widerstandsgradienten bilden, so dass mit zunehmendem Drehwinkel der elektrische Widerstand zwischen den Anschlussteil zunimmt.
Im Falle einer Ausführungsform der Trennvorrichtung mit einem rechteckigen
Trennmittel können zwei Widerstandselemente mit einer unterschiedlichen spezifischen elektrischen Leitfähigkeit vorzugsweise derart angeordnet sein, dass das Widerstandselement mit der höheren spezifischen elektrischen Leitfähigkeit nach einer Trennung der Trennvorrichtung zuerst zwischen dem ersten und zweiten Anschlussteil angeordnet sind, bevor dann das Widerstandselement mit der niedrigeren spezifischen elektrischen Leitfähigkeit zwischen den Anschlussteilen angeordnet ist. Auch hierdurch wird ein Widerstandsgradient in Bewegungsrichtung des Trennmittels realisiert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass mehr als zwei
Widerstandselemente, die sich in ihrer spezifischen elektrischen Leitfähigkeit unterscheiden, auf oder an dem Trennmittel, insbesondere in Form einer
Beschichtung mit einem Widerstandsmaterial, das einen Widerstandsgradienten bildet, angeordnet sind. Dies ermöglicht eine Trennung einer stromführenden Leitung mit einem in Bewegungsrichtung zunehmenden Widerstand und reduziert dadurch den Stromgradienten und mithin die Wahrscheinlichkeit der Entstehung eines Lichtbogens bei der Trennung einer stromführenden Leitung erheblich.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die
Trennvorrichtung zumindest zwei elektrisch seriell geschaltete Trennmittel aufweist, wobei die Trennmittel vorzugsweise räumlich voneinander getrennt über
Verbindungsmittel miteinander verbunden sind.
Das Prinzip der Minimierung der Wahrscheinlichkeit der Entstehung eines
Lichtbogens bei der Trennung einer stromführenden Leitung kann dadurch weiter optimiert werden, dass durch eine Erhöhung der Anzahl der Trennstellen - ein im Wesentlichen zeitgleiches Öffnen der Trennstellen vorausgesetzt - die durch die Stromänderung induzierte Spannung auf mehrere Trennstellen aufgeteilt wird. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass in einer parallelen Anordnung ein erstes und zweites Anschlussteil im geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung über zwei Verbindungselemente an einer ersten und zweiten Kontaktstelle sowie einer dritten und vierten Kontaktstelle elektrisch miteinander verbunden - und infolge einer Rotations - oder Translationsbewegung des
Trennmittels im Wesentlichen zeitgleich voneinander getrennt werden können.
Hierdurch kann das Prinzip der Minimierung der Wahrscheinlichkeit der Entstehung eines Lichtbogens bei der Trennung einer stromführenden Leitung weiter optimiert werden, da durch die parallele Anordnung zweier Verbindungselemente und ein im Wesentlichen zeitgleiches Öffnen von jeweils zwei parallel angeordneten Trennstellen nicht nur die induzierte Spannung, sondern auch der Stromfluss in jeder der
Trennstellen gegenüber nur einer Trennstelle halbiert wird.
Es versteht sich, dass sämtliche Ausführungsformen und Beispiele einer seriellen Anordnung einer Trennvorrichtung genauso auf eine parallele Anordnung einer Trennvorrichtung übertragbar sind. Dementsprechend kann die Wahrscheinlichkeit der Entstehung eines Lichtbogens bei der Trennung einer stromführenden Leitung auch in der parallelen Ausführungsform durch die zusätzliche Integration von
Widerstandselementen in Form eines Widerstandsgradienten weiter reduziert werden.
Um eine elektrische Isolierung zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass die
Trennvorrichtung in einem Gehäuse angeordnet sein kann. So kann erreicht werden, dass bei einer Trennung einer stromführenden Leitung, trotz der Bildung eines Lichtbogens, kein Überschlag auf die Umgebung stattfindet.
Das Gehäuse kann dabei vorzugsweise aus einem durchschlagsfesten Material mit einer geringen spezifischen elektrischen Leitfähigkeit, insbesondere einem Kunststoff, einer Keramik oder einem Harz gebildet sein. Ein weiterer Gegenstand ist ein Verfahren zur Trennung einer Energieleitung bei dem zumindest ein Trennsignal empfangen wird, bevor zumindest ein Signal, insbesondere ein Steuersignal zum Zünden einer Zündpille ausgelöst wird, derart, dass die elektrische Verbindung zwischen einem an einem Trennmittel angeordneten
Verbindungselement und einem ersten Anschlussteil an einer ersten Kontaktstelle und zwischen dem Verbindungselement und einem zweiten Anschlussteil an einer zweiten Kontaktstelle derart getrennt wird, dass eine Durchschlagsspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil im getrennten Zustand der Trennvorrichtung größer ist, als zwischen dem ersten Anschlussteil und der ersten Kontaktstelle des Verbindungselements und/oder zwischen dem zweiten
Anschlussteil und der zweiten Kontaktstelle des Verbindungselements.
Das Verfahren zur Trennung einer Energieleitung kann dabei vorzugsweise derart ausgeführt werden, dass eine Trennung der Trennmittel an zumindest zwei
Kontaktstellen im Wesentlichen zeitgleich verläuft. Um die Fahrzeuginsassen eines Kraftfahrzeugs bei einem Unfall zuverlässig und auf zugleich einfache Art und Weise vor einem Kurzschluss einer stromführenden Leitung zu schützen, kann das Verfahren zur Trennung einer Energieleitung, insbesondere das Trennsignal vorzugsweise an das Auslösen eines Airbag-Steuersignals gekoppelt sein.
Alternativ oder Kumulativ zur Kopplung des gegenständlichen Verfahrens an ein Airbag-Steuersignal, kann das Verfahren auch an das Verhalten anderer
Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise an das Verhalten des Gurtstraffers, des Gurtkraftbegrenzers oder des Überrollbügels gekoppelt sein.
Insbesondere kann das gegenständliche Verfahren auch an Signale von Crash - oder Aufprallsensoren gekoppelt sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Trennsignal von einem Sensor, vorzugsweise einem Reed-Sensor, einem Hall-Sensor oder einem Induktionssensor empfangen wird.
Um das Trennsignal störungsfrei und sicher übertragen zu können, kann das
Trennsignal vorzugsweise galvanisch von dem Stromkreis getrennt übertragen werden. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der Sensor elektrisch isoliert beispielsweise an einem Gehäuse der Trennvorrichtung angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zur Trennung einer Energieleitung vorgeschlagen, bei dem neben der Trennung einer elektrischen Verbindung, insbesondere im Wesentlichen zeitgleich mit der Trennung einer elektrischen Verbindung eine elektrische Verbindung hergestellt wird, welche die Entladung von gespeicherter elektrischer Energie, insbesondere die Entladung einer Zwischenkreisspannung aus einem Zwischenkreiskondensator ermöglicht. Es ist erkannt worden, dass insbesondere beim Trennen von stromführenden
Leitungen der Hochspannungsbordnetze von Elektro - oder Hybridfahrzeugen, welche Zwischenstromkreise mit Zwischenkreiskondensatoren aufweisen, dafür gesorgt werden muss, auch diese Stromkreise bei einer Trennung der stromführenden Leitungen zu entladen, um die Gefährdung der Personen durch Hochspannung zu vermeiden.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. la eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel in einem geschlossenen Zustand;
Fig. lb die Trennvorrichtung gemäß Figur la in einem geöffneten Zustand;
Fig. lc eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel mit einem zweiteiligen Trennmittel in einem geschlossenen Zustand;
Fig. ld die Trennvorrichtung gemäß Figur lc in einem geöffneten Zustand; Fig. 2a eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel in einem geschlossenen Zustand;
Fig. 2b die Trennvorrichtung gemäß Figur 2a in einem geöffneten Zustand; Fig. 3a eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung in einer zweistufigen
Ausführung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem geschlossenen Zustand;
Fig. 3b die Trennvorrichtung gemäß Figur 3a in einem unmittelbar nach der
Trennung liegenden Zustand; Fig. 3c die Trennvorrichtung gemäß Figuren 3a, b in einem geöffneten Zustand;
Fig. 4a eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung in einer zweistufigen
Ausführung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem geschlossenen Zustand;
Fig. 4b die Trennvorrichtung gemäß Figur 4a in einem unmittelbar nach der
Trennung liegenden Zustand; Fig. 4c die Trennvorrichtung gemäß Figuren 4a, b in einem geöffneten Zustand;
Fig. 5a eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung in einer parallelen
Anordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem geschlossenen Zustand;
Fig. 5b die Trennvorrichtung gemäß Figur 5a in einem geöffneten Zustand;
Fig. 6a eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung in einer parallelen
Anordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem geschlossenen Zustand;
Fig. 6b die Trennvorrichtung gemäß Figur 6a in einem geöffneten Zustand;
Fig. 7a eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung in einer parallelen
Anordnung und einer zweistufigen Ausführung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel in einem geschlossenen Zustand;
Fig. 7b die Trennvorrichtung gemäß Figur 7a in einem unmittelbar nach der
Trennung liegenden Zustand; Fig. 7c die Trennvorrichtung gemäß Figuren 7a, b in einem geöffneten Zustand; eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung in einer parallelen Anordnung und einer zweistufigen Ausführung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem geschlossenen Zustand; die Trennvorrichtung gemäß Figur 8a in einem unmittelbar nach der Trennung liegenden Zustand; die Trennvorrichtung gemäß Figuren 8a, b in einem geöffneten Zustand eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung zur gleichzeitigen Trennung und Herstellung einer elektrischen Verbindung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem Anfangszustand;
Fig. 9b die Trennvorrichtung gemäß Figur 9a in einem Endzustand;
Nach Möglichkeit wurden in den Zeichnungen für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet. Figur la zeigt eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 in einem geschlossenen Zustand. In diesem Zustand sind ein erstes Anschlussteil 2 und ein zweites
Anschlussteil 4 über ein Verbindungselement 8 an einer ersten und einer zweiten Kontaktstelle 10a, 10b elektrisch miteinander verbunden. Das Verbindungselement 8 ist auf oder an einem Trennmittel 6 angeordnet. An dem Trennmittel 6 ist eine Anschlusslasche 12' befestigt, die an einen - eine Zündpille 14 aufweisenden - Zündkanal 12 angeordnet ist.
Das Verbindungselement 8 sowie die Anschlussteile 2, 4 können vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie einem Kupferwerkstoff oder einem
Aluminiumwerkstoff gebildet sein. Hierbei können die Anschlussteile 2, 4 und das Verbindungselement 8 auch aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Das Verbindungselement 8 kann vorzugsweise als Flachleitung gebildet sein. Es versteht sich, dass gemäß einer anderen Variante anstatt Flachleitungen ebenso Rundleitungen eingesetzt werden können. Gleichwohl kann auch eine Kombination von Rund - und Flachleitungen vorgesehen sein. Das Verbindungselement 8 kann vorzugsweise auf dem Trennmittel 6 angeordnet sein. Das Verbindungselement 8 ist vorzugsweise eine metallische Leiterbahn, die vorzugsweise in einer Nut oder
Ausnehmung an dem Trennmittel 6 angeordnet ist. Wie in Figur la dargestellt, ist das Trennmittel 6 ein kreisförmiges Bauteil, das vorzugsweise drehbar gelagert sein kann. Vorteilhafterweise kann das Trennmittel 6 aus einem elektrischen Isolator, vorzugsweise einem Kunststoff oder einer Keramik gebildet sein. Das Trennmittel 6 kann dabei insbesondere nutförmige oder
teilkreisförmige Ausnehmungen aufweisen in die das Verbindungselement 8 eingesetzt werden kann. So kann in einem geschlossenen Zustand der
Trennvorrichtung 1 beispielsweise eine elektrische Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Anschlussteil 2, 4 über das Verbindungselement 8 hergestellt sein. Die Kontaktstellen 10a, 10b können vorteilhafterweise in Form von
Materialverjüngungen aufweisenden Sollbruchstellen gebildet sein. Hierzu können im geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung 1 beispielsweise die
Materialquerschnitte in den entsprechenden Kontaktbereichen 10a, 10b zwischen den Anschlussteilen 2, 4 und dem Verbindungselement kleiner sein, als an den
Anschlussteilen 2, 4 und/oder dem Verbindungelement 8. Vorzugsweise können die Kontaktbereiche 10a, 10b auch aus einem Material gebildet sein, das einerseits eine geringe Materialfestigkeit aufweist, andererseits eine hohe Stromtragfähigkeit besitzt.
Die an dem Zündkanal 12 angebrachte Anschlusslasche 12' kann ebenfalls eine Sollbruchstelle aufweisen, die vorzugsweise an der Kontaktstelle zwischen
Anschlusslasche 12' und Zündkanal 12 angeordnet sein kann. Figur lb zeigt die Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 aus Figur la in einem geöffneten Zustand. Hier sind die beiden Anschlussteile 2, 4 nun nicht mehr über das Verbindungselement 8 miteinander verbunden, sondern sind in Folge einer Drehung des Trennmittels 6 elektrisch voneinander getrennt. Aus Figur lb ist ersichtlich, dass die Anschlusslasche 12' durch das Auslösen der Zündpille 14 von dem Zündkanal 12 getrennt wurde und das Trennmittel 6 somit nicht mehr in seiner ursprünglichen Position gehalten werden konnte. Durch die dargestellte Drehung des Trennmittels 6 um einen Winkel von ca. 20 - 25 ° entgegen dem Uhrzeigersinn wurde das
Verbindungselement 8 an der ersten und zweiten Kontaktstelle 10a, 10b von dem ersten und zweiten Anschlussteil 2, 4 getrennt. Es versteht sich, dass gemäß einer anderen Variante anstatt einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn ebenso auch eine Drehung im Uhrzeigersinn erfolgen kann. Durch die in Figuren la, b dargestellte Ausführungsform ist es möglich, den Strompfad an zwei unterschiedlichen, voneinander entfernt angeordneten Kontaktstellen 10a, 10b im Wesentlichen zeitgleich zu trennen, womit die induzierte Spannung auf beide Trennstellen aufgeteilt wird. Infolgedessen ist die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Lichtbögen deutlich reduziert.
Figur lc zeigt eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 mit einem zweiteiligen Trennmittel 6 in einem geschlossenen Zustand. In diesem Zustand sind ein erstes Anschlussteil 2 und ein zweites Anschlussteil 4 über ein Verbindungselement 8 sowie zwei weitere Verbindungsstücke 10c, 10c' elektrisch miteinander verbunden. Die Verbindungsstücke 10c, 10c' sind dabei jeweils auf dem ersten Trennmittelabschnitt 6a des Trennmittels 6 angeordnet und an jeweils einer ersten Kontaktstelle 10a bzw. 10b mit dem ersten bzw. dem zweiten Anschlussteil 2, 4 elektrisch verbunden.
Darüber hinaus sind die Verbindungsstücke 10c, 10c' an jeweils einer zweiten
Kontaktstelle 10a' bzw. 10b' jeweils mit dem Verbindungselement 8 elektrisch verbunden, das auf dem zweiten Trennmittelabschnitt 6b des Trennmittels 6 angeordnet ist. Entsprechend der Anordnung der Trennvorrichtung gemäß den Figuren la, b ist zudem auch in der Ausführung mit zweiteiligem Trennmittel eine Anschlusslasche 12' vorgesehen, die einerseits an einen - eine Zündpille 14
aufweisenden -Zündkanal 12 und andererseits an dem Trennmittelabschnitt 6a des Trennmittels 6 befestigt ist.
Figur ld zeigt die Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 aus Figur lc in einem geöffneten Zustand. Hier sind die beiden Anschlussteile 2, 4 nun nicht mehr über das Verbindungselement 8 sowie die beiden Verbindungsstücke 10c, 10c' elektrisch miteinander verbunden, sondern liegen in Folge einer Drehung des ersten
Trennmittelabschnitts 6a elektrisch voneinander getrennt vor. Aus Figur ld ist zu erkennen, dass die Anschlusslasche 12' auch in der Ausführung mit zweiteiligem Trennmittel durch das Auslösen der Zündpille 14 von dem Zündkanal 12 getrennt wurde. Im Gegensatz zur Trennvorrichtung mit einteiligem Trennmittel gemäß den Figuren la, b ändert sich hier jedoch ausschließlich die Position des ersten
Trennmittelabschnitts 6a und nicht des gesamten Trennmittels 6. Infolge des
Auslösens der Zündpille wird die dargestellte Drehung des ersten
Trennmittelabschnitts 6a um einen Winkel von ca. 20 - 25 ° verursacht, wodurch die Verbindungsstücke 10c, 10c' zwischen dem ersten Anschlussteil 2 und dem
Verbindungselement 8 an den Kontaktstellen 10a und 10a' bzw. dem zweiten
Anschlussteil und dem Verbindungselement 8 an den Kontaktstellen 10b und 10b' getrennt werden.
Durch die in Figuren lc, d dargestellte Ausführungsform ist es möglich, den Strompfad nicht nur an zwei, sondern an vier unterschiedlichen, voneinander entfernt
angeordneten Kontaktstellen 10a, 10a', 10b, 10b' im Wesentlichen zeitgleich zu trennen, womit die induzierte Spannung nicht nur auf zwei, sondern auf vier
Trennstellen aufgeteilt wird. Infolgedessen ist die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Lichtbögen gegenüber der Trennvorrichtung mit einteiligem Trennmittel gemäß den Figuren la, b weiter reduziert. Figur 2a zeigt eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform in einem geschlossenen
Zustand. Auch hier sind ein erstes Anschlussteil 2 und ein zweites Anschlussteil 4 über ein Verbindungselement 8 an einer ersten und einer zweiten Kontaktstelle 10a, 10b elektrisch miteinander verbunden. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß den Figuren la, b ist das Trennmittel 6, auf dem das Verbindungselement 8 angeordnet ist, rechteckig gebildet. Auch gemäß dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 2a, b ist eine Zündpille 14 in einem Zündkanal 12 angeordnet, jedoch ist nicht wie in den Figuren la, b vorgeschlagen, eine Anschlusslasche an den Zündkanal 12 befestigt, sondern es ist ein Bolzen 16' an dem Zündkanal 12 angeordnet.
Das Trennmittel 6 sowie der Bolzen 16' können dabei wie in Figur 2 dargestellt, durch eine seitliche Begrenzung 16 in ihrer Position gehalten werden, um einer Bewegung des Bolzens 16' und des Trennmittels 6 im Wesentlichen senkrecht zur
Hauptbewegungsrichtung vorzubeugen.
Die Hauptbewegungsrichtung des Bolzens 16' ist aus Figur 2b ersichtlich, welche die Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 aus Figur 2a in einem geöffneten Zustand darstellt. Hier sind die beiden Anschlussteile 2, 4 nun nicht mehr über das
Verbindungselement 8 miteinander verbunden, sondern sind in Folge einer Bewegung des Trennmittels 6 winklig, vorzugsweise senkrecht zur Verbindungsachse der Anschlussteile und dem Verbindungselement 8 voneinander getrennt. Aus Figur 2b ist erkennbar, dass der Bolzen 16' durch das Auslösen der Zündpille 14 von dem
Zündkanal 12 weg beschleunigt wird und das Trennmittel 6 aus seiner ursprünglichen Position verschiebt. Durch die dargestellte Translationsbewegung des Trennmittels 6 wurde das Verbindungselement 8 an der ersten und zweiten Kontaktstelle 10a, 10b von dem ersten und zweiten Anschlussteil 2, 4 getrennt. Auch hier erfolgt die
Trennung des Strompfades im Wesentlichen zeitgleich.
Figuren 3a - c zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 mit einem zweistufigen Schaltmechanismus. Figur 3a stellt dabei den bereits in Figur la gezeigten Aufbau mit einem drehbaren Trennelement 6 dar, bei dem ein erstes und zweites Anschlussteil 2, 4 über ein Verbindungselement 8 elektrisch miteinander verbunden sind. Ein Unterschied ist jedoch, dass das Trennmittel 6 gemäß der Ausführung aus Figur 3a zumindest zwei Widerstandselemente 18 a, b aufweist, die teilkreisförmig auf dem Trennmittel 6 angeordnet sind.
Die Widerstandselemente können vorzugsweise aus einem Material mit einer geringen spezifischen elektrischen Leitfähigkeit von weniger als 102 S-cnr1, bevorzugt weniger als 10"1 S-cnr1, besonders bevorzugt weniger als ICH S-cnr1 gebildet sein. Die Widerstandselemente können, insbesondere gelötet, geklebt oder verschweißt mit dem Trennmittel 6 verbunden sein. Ebenso können die Widerstandselemente auch formschlüssig, insbesondere als Nut-Feder oder Schwalbenschwanzverbindung mit dem Trennmittel 6 verbunden sein. Es können auch mehr als nur zwei
Widerstandselemente auf dem Trennmittel 6 angeordnet sein, die vorzugsweise aus verschiedenen Materialien mit jeweils unterschiedlichen spezifischen elektrischen Leitfähigkeit gebildet sein können.
Figur 3b zeigt eine Zwischenform zwischen einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung 1 gemäß Figur 3a und einem geöffneten Zustand gemäß Figur 3c unmittelbar nach der Trennung der Anschlussteile 2, 4 von dem Verbindungselement 8. Hier sind die beiden Anschlussteile 2, 4 nun nicht mehr über das
Verbindungselement 8 elektrisch miteinander verbunden, sondern werden in Folge einer Drehung des Trennmittels 6 nunmehr zumindest teilweise über die
Widerstandselemente 18 a, b elektrisch miteinander verbunden. Die Drehung des Trennmittels 6 erfolgt - wie aus Figur 3b ersichtlich - durch das Auslösen einer Zündpille 14 und das damit verbundene Trennen der Anschlusslasche 12' von dem Zündkanal 12. Infolge der dargestellten Drehung des Trennmittels 6 um einen Winkel von ca. 10 - 15 ° entgegen dem Uhrzeigersinn wurde das Verbindungselement 8 an der ersten und zweiten Kontaktstelle 10a, 10b von dem ersten und zweiten
Anschlussteil 2, 4 getrennt, wobei hier jedoch weiterhin zumindest teilweise über die Widerstandselemente 18 a, b eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Anschlussteil gebildet ist. Wie bereits erwähnt, können auch mehr als nur zwei Widerstandselemente 18a, b auf dem Trennmittel 6 angeordnet sein, die vorzugsweise aus verschiedenen Materialien mit jeweils unterschiedlichen spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten gebildet sein können. Es ist erkannt worden, dass die Entstehung eines Lichtbogens bei der
Trennung einer stromführenden Leitung möglichst effizient dadurch unterbunden werden kann, dass Widerstandselemente einen Widerstandgradienten in
Bewegungsrichtung bildend auf dem Trennmittel 6 angeordnet sind. Durch diese Art der Anordnung kann anstatt einer abrupten Trennung einer Energieleitung eine sanftere Trennung einer Energieleitung realisiert werden, bei der ein geringerer Stromgradient vorliegt, was der Entstehung von Lichtbögen entgegenwirkt.
Die beiden teilkreisförmigen Bereiche aus den Figuren 3a - c können dabei beispielsweise jeweils aus drei verschiedenen Widerstandselementen gebildet sein, die derart angeordnet sind, dass jeweils die beiden Widerstandselemente mit der höchsten spezifischen elektrischen Leitfähigkeit der insgesamt sechs
Widerstandselemente infolge einer Drehung des Trennmittels 6 unmittelbar nach einer Trennung der Trennvorrichtung 1 als erstes zumindest teilweise zwischen den beiden Anschlussteilen angeordnet sind. Bei einer weiteren Drehung oder der Fortführung einer Drehung können daraufhin beispielsweise jeweils die beiden Widerstandselemente mit der nächstgrößeren spezifischen elektrischen Leitfähigkeit zumindest teilweise zwischen den beiden Anschlussteilen angeordnet sein. Zuletzt können schließlich bei einer letzten Drehung oder der weiteren Fortführung einer Drehung beispielsweise jeweils die beiden Widerstandselemente mit der niedrigsten spezifischen elektrischen Leitfähigkeit zumindest teilweise zwischen den beiden Anschlussteilen angeordnet sein.
Figur 3c stellt die Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 gemäß den Figuren 3a, b nach einer weiteren oder der Fortführung einer Drehung um einen Winkel von weiteren ca. 10 - 15 ° in einem geöffneten Zustand dar, bei dem die beiden
Anschlussteile 2, 4 nun weder über das Verbindungselement 8, noch zumindest teilweise über die Widerstandselemente 18 a, b elektrisch miteinander verbunden sind.
Durch die in den Figuren 3a - c dargestellte Ausführungsform ist es über die
Generierung eines geringeren Stromgradienten durch die Verwendung von
Widerstandselementen möglich, die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von
Lichtbögen gegenüber der Ausführungsform gemäß den Figuren la, b noch weiter zu reduzieren. Die Figuren 4a - c zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 mit einem zumindest zweistufigen Schaltmechanismus. Figur 4a zeigt dabei den bereits in Figur 2a gezeigten Aufbau mit einem rechteckigen
Trennmittel 6, bei dem ein erstes und zweites Anschlussteil 2, 4 über ein
Verbindungselement 8 elektrisch miteinander verbunden sind. Ein Unterschied ist jedoch, dass das Trennmittel 6 gemäß der Ausführung aus Figur 4a ein
Widerstandselement 18 aufweist, das auf oder an dem Trennmittel 6 angeordnet ist.
Figur 4b zeigt einen Zustand zwischen einem geschlossenen Zustand der
Trennvorrichtung 1 gemäß Figur 4a und einem geöffneten Zustand gemäß Figur 4c unmittelbar nach der Trennung der Anschlussteile 2, 4 von dem Verbindungselement 8. Hier sind die beiden Anschlussteile 2, 4 nun nicht mehr über das
Verbindungselement 8 elektrisch miteinander verbunden, sondern werden in Folge einer Translationsbewegung des Trennmittels 6 über das Widerstandselement 18 elektrisch miteinander verbunden. Die Translationsbewegung des Trennmittels 6 senkrecht zur Verbindungsachse der Anschlussteile und dem Verbindungselement erfolgt - wie aus Figur 4b ersichtlich - durch das Auslösen einer Zündpille 14 und das damit verbundene Herausbeschleunigen des Bolzens 16' von dem Zündkanal 12 weg.
Es versteht sich, dass auch in der Ausführungsform gemäß den Figuren 4a - c mehr als nur ein Widerstandselement auf dem Trennmittel 6 angeordnet sein kann, die vorzugsweise aus verschiedenen Materialien mit jeweils unterschiedlichen spezifischen elektrischen Leitfähigkeit gebildet sein können. Somit ist auch in dieser Ausführungsform eine Anordnung möglich, welche die Wahrscheinlichkeit der
Entstehung von Lichtbögen durch eine Reduktion des Stromgradienten weiter reduziert.
Figur 4c zeigt die Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 gemäß den Figuren 4a, b in einem geöffneten Zustand. Hier sind die beiden Anschlussteile 2, 4 weder über das Verbindungselement 8, noch über das Widerstandselement 18 miteinander elektrisch verbunden.
Die Figuren 5a, b zeigen eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 in einer parallelen Anordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Figur 5a zeigt einen Aufbau mit einem drehbaren, kreisförmigen Trennmittel 6 in einem geschlossenen Zustand. Gemäß dieser Ausführungsform sind ein erstes und ein zweites Anschlussteil 2, 4 über zwei Verbindungselemente 8a, b an einer ersten und zweiten Kontaktstelle 10a, 10a' sowie einer dritten und vierten Kontaktstelle 10b, 10b' elektrisch miteinander verbunden. Die Verbindungselemente 8 a, b sind auf dem Trennmittel 6 angeordnet. Ähnlich der Ausführungsform gemäß den Figuren la, b ist an dem Trennmittel 6 eine Anschlusslasche 12' befestigt, die an einen - eine Zündpille 14 aufweisenden -Zündkanal 12 angeordnet ist.
Die Verbindungselemente 8a, b können vorzugsweise als Flachleiter gebildet sein. Es versteht sich jedoch, dass die Verbindungselemente 8a, b auch als Rundleiter gebildet sein können. Vorzugsweise können die Verbindungselemente 8a, b im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sein und im Wesentlichen dieselbe Länge und denselben Querschnitt aufweisen. Zudem können die beiden Verbindungselemente 8a, b vorteilhafterweise aus demselben Material gebildet sein. Figur 5b zeigt eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 gemäß Figur 5a in einem geöffneten Zustand. Hier sind die beiden Anschlussteile 2, 4 nicht mehr über die Verbindungselemente 8a, b miteinander verbunden, sondern sind in Folge einer Drehung des Trennmittels 6 voneinander getrennt. Entsprechend den
Ausführungsformen aus den Figuren la, b wurde auch hier die Anschlusslasche 12' durch das Auslösen der Zündpille 14 von dem Zündkanal 12 getrennt, womit das Trennmittel 6 nicht mehr in seiner ursprünglichen Position gehalten werden kann. Durch die dargestellte Drehung des Trennmittels 6 um einen Winkel von ca. 20 - 25 ° entgegen dem Uhrzeigersinn werden die Verbindungselemente 8a, b an der ersten und zweiten Kontaktstelle 10a, 10a' sowie der dritten und vierten Kontaktstelle 10b, 10b' im Wesentlichen zeitgleich von dem ersten und zweiten Anschlussteil 2, 4 getrennt.
Mit der in Figur 5a, b dargestellte Ausführungsform ist es nicht nur möglich, den Strompfad an zwei unterschiedlichen, voneinander entfernt angeordneten
Kontaktstellen 10a, 10b im Wesentlichen zeitgleich zu trennen, sondern durch die parallele Anordnung der Verbindungselemente 8a, b wird zusätzlich ermöglicht, an zwei weiteren, jeweils parallel zu den ersten beiden Trennstellen angeordneten Trennstellen im Wesentlichen zeitgleich zu trennen. Somit kann nicht nur die induzierte Spannung auf zwei Trennstellen aufgeteilt, sondern zusätzlich auch der Strom, der über die Trennstellen fließt, halbiert werden. Infolgedessen ist der zu schaltende Strom nur halb so groß, wie bei der seriellen Anordnung aus den Figuren la, b oder 2a, b, was die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Lichtbögen bei der Trennung einer stromführenden Leitung weiter reduziert. Die parallele Anordnung mit kreisförmigem Trennmittel gemäß den Figuren 5a, b lässt sich zudem auch entsprechend der Ausführung mit zweiteiligem Trennmittel gemäß den Figuren lc, d ausführen, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Lichtbögen bei der Trennung einer stromführenden Leitung weiter reduziert werden kann.
Figur 6a zeigt einen Aufbau einer Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 in einer parallelen Anordnung und einem rechteckigen Trennmittel 6 in einem geschlossenen Zustand. Gemäß dieser Ausführungsform sind ein erstes und ein zweites Anschlussteil 2, 4 über zwei Verbindungselemente 8a, b an einer ersten und zweiten Kontaktstelle 10a, 10a' sowie einer dritten und vierten Kontaktstelle 10b, 10b' elektrisch miteinander verbunden. Die Verbindungselemente 8a, b sind auf dem Trennmittel 6 angeordnet.
Figur 6b zeigt die Anordnung aus Figur 6a in einem geöffneten Zustand. Hier sind die beiden Anschlussteile 2, 4 nun nicht mehr über die Verbindungselemente 8a, b miteinander verbunden, sondern sind in Folge einer Translationsbewegung des Trennmittels 6 im Wesentlichen senkrecht zur Verbindungsachse der Anschlussteile und dem Verbindungselement voneinander getrennt. Auch hier erfolgt die
Translationsbewegung des Trennmittels 6 über ein Beschleunigen des Bolzens 16' infolge eines Auslösens der Zündpille 14. Durch die dargestellte
Translationsbewegung des Trennmittels 6 wird das Verbindungselement an der ersten und zweiten Kontaktstelle 10a, 10b sowie einer dritten und vierten
Kontaktstelle 10b, 10b' im Wesentlichen zeitgleich von dem ersten und zweiten Anschlussteil 2, 4 getrennt.
In den Figuren 7a - c ist eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 in einer parallelen Anordnung und einer zweistufigen Ausführung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Figur 7 a zeigt einen geschlossenen Zustand, bei dem ein erstes und zweites
Anschlussteil 2, 4 über zwei Verbindungselemente 8a, b an einer ersten und zweiten Kontaktstelle 10a, 10a' sowie an einer dritten und vierten Kontaktstelle 10b, 10b' elektrisch miteinander verbunden sind. Die Verbindungselemente sind auf einem drehbaren, kreisförmigen Trennmittel 6 angeordnet. Zudem weist die
Trennvorrichtung 1 die Widerstandselemente 18a, b auf, die teilkreisförmig auf dem Trennmittel 6 angeordnet sind. Neben den teilkreisförmig auf dem Trennmittel angeordneten Widerstandselementen weist die Trennvorrichtung in dieser
Ausführungsform auch ein drittes Widerstandselement 18 c auf, das zwischen den beiden Verbindungselementen 8a, b angeordnet ist. Figur 7 b zeigt einen Zustand zwischen einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung 1 gemäß Figur 7a und einem geöffneten Zustand gemäß Figur 7c unmittelbar nach der Trennung der Anschlussteile 2, 4 von den
Verbindungselementen 8a, b. Hier sind die beiden Anschlussteile 2, 4 nun nicht mehr über die Verbindungselemente 8 a, b elektrisch miteinander verbunden, sondern werden in Folge einer Drehung des Trennmittels 6 nunmehr zumindest teilweise über die Widerstandselemente 18a, b, c elektrisch miteinander verbunden. Die Drehung des Trennmittels 6 erfolgt - wie aus Figur 7b ersichtlich - durch das Auslösen einer Zündpille 14 und das damit verbundene Trennen der Anschlusslasche 12' von dem Zündkanal 12. Infolge der dargestellten Drehung des Trennmittels 6 um einen Winkel von ca. 10 - 15 ° entgegen dem Uhrzeigersinn wurden die Verbindungselemente 8a, b an der ersten und zweiten Kontaktstelle 10a, 10b sowie an einer dritten und vierten Kontaktstelle 10b, 10b' von dem ersten und zweiten Anschlussteil 2, 4 getrennt, wobei zumindest teilweise über die Widerstandselemente 18a, b, c eine elektrische
Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Anschlussteil gebildet ist.
Figur 7c zeigt die Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 gemäß Figur 7b nach einer weiteren oder der Fortführung einer Drehung um einen Winkel von weiteren ca. 10 - 15 ° in einem geöffneten Zustand. Hier sind die beiden Anschlussteile 2, 4 nun weder über die Verbindungselemente 8a, b, noch zumindest teilweise über die
Widerstandselemente 18 a, b, c elektrisch miteinander verbunden.
Mit Hilfe der in den Figuren 7a - c dargestellten Kombination einer seriellen
Trennung, einer parallelen Trennung sowie einer Reduktion des Stromgradienten kann die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Lichtbögen gegenüber den vorherigen Ausführungsformen noch weiter reduziert werden. Auch die Kombination einer seriellen und einer parallelen Trennung gemäß den Figuren 7a - c lässt sich entsprechend der Ausführung mit zweiteiligem Trennmittel gemäß den Figuren lc, d weiter entwickeln, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Lichtbögen bei der Trennung einer stromführenden Leitung noch weiter reduziert werden kann. In den Figuren 8a - c ist eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 in einer parallelen Anordnung und einer mehrstufigen Trennung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Figur 8a zeigt einen geschlossenen Zustand, bei dem ein erstes und zweites
Anschlussteil 2, 4 über zwei Verbindungselemente 8a, b an einer ersten und zweiten Kontaktstelle 10a, 10a' sowie an einer dritten und vierten Kontaktstelle 10b, 10b' elektrisch miteinander verbunden sind. Die Verbindungselemente sind auf einem vorzugsweise rechteckigen Trennmittel 6 angeordnet. Zudem weist die
Trennvorrichtung 1 zumindest zwei Widerstandselemente 18a, b auf, die neben den Verbindungselementen 8a, b auf dem Trennmittel 6 angeordnet sind.
Figur 8b zeigt einen Zustand zwischen einem geschlossenen Zustand der
Trennvorrichtung 1 gemäß Figur 8a und einem geöffneten Zustand gemäß Figur 8c unmittelbar nach der Trennung der Anschlussteile 2, 4 von den
Verbindungselementen 8a, b. Hier sind die beiden Anschlussteile 2, 4 nun nicht mehr über die Verbindungselement 8a, b elektrisch miteinander verbunden, sondern werden in Folge einer Translationsbewegung des Trennmittels 6 nunmehr zumindest teilweise über die Widerstandselemente 18a, b elektrisch miteinander verbunden. Die Translationsbewegung des Trennmittels 6 erfolgt - wie aus Figur 8b ersichtlich - durch das Auslösen einer Zündpille 14 und das damit verbundene Beschleunigen eines Bolzens 16' von dem Zündkanal 12 weg. Infolge der dargestellten
Translationsbewegung des Trennmittels 6 werden die Verbindungselemente 8a, b an der ersten und zweiten Kontaktstelle 10a, 10b sowie an einer dritten und vierten Kontaktstelle 10b, 10b' von dem ersten und zweiten Anschlussteil 2, 4 getrennt, wobei zumindest teilweise über die Widerstandselemente 18a, b eine elektrische
Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Anschlussteil gebildet ist.
Figur 8c zeigt die Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 gemäß den Figuren 8a und b in einem geöffneten Zustand. Hier ist die Translationsbewegung des
Trennmittels 6 weiter fortgeschritten, so dass die beiden Anschlussteile 2, 4 nun weder über die Verbindungselemente 8a, b, noch über die Widerstandselemente 18a, b miteinander elektrisch verbunden sind.
Ferner ist den Figuren 9a, b eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 zur gleichzeitigen Trennung und Herstellung einer elektrischen Verbindung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt.
Figur 9a zeigt die Trennvorrichtung 1 in einem Anfangszustand, in dem ein erster Stromkreis geschlossen und ein zweiter Stromkreis geöffnet ist. Der erste Stromkreis ist beispielhaft in Form einer parallelen Anordnung mit einem Trennmittel 6 dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform sind im ersten Stromkreis ein erstes und ein zweites Anschlussteil 2, 4 über zwei Verbindungselemente 8a, b an einer ersten und zweiten Kontaktstelle 10a, 10a' sowie einer dritten und vierten Kontaktstelle 10b, 10b' elektrisch miteinander verbunden. Neben den Verbindungselementen 8a, b ist auf dem Trennmittel 6 auch ein drittes Verbindungselement 8c angeordnet, welches mit keinem der beiden Stromkreise in elektrischer Verbindung steht. Elektrisch verbunden sind dagegen der erste und zweite Stromkreis über einen Kondensator 20. Darüber hinaus weist die Trennvorrichtung 1 einen Bolzen 16' auf, der zwischen einem Trennmittel 6 und einem - eine Zündpille 14 aufweisenden - Zündkanal 12 angeordnet ist.
Figur 9b zeigt schließlich die Trennvorrichtung 1 gemäß Figur 9a in einem
Endzustand. Hier liegen nun ein erster Stromkreis in einem geöffneten und ein zweiter Stromkreis in einem geschlossenen Zustand vor. Demnach sind die beiden Anschlussteile 2, 4 in dem ersten Stromkreis nun nicht mehr über die
Verbindungselemente 8a, b miteinander verbunden, sondern liegen in Folge einer Translationsbewegung des Trennmittels 6, vorzugsweise senkrecht zur
Verbindungsachse der Anschlussteile und der Verbindungselemente 8a, b,
voneinander getrennt vor. Auch hier erfolgt die Translationsbewegung des
Trennmittels 6 über ein Herausbeschleunigen des Bolzens 16' infolge eines Auslösens der Zündpille 14. Durch die dargestellte Translationsbewegung des Trennmittels 6 werden die Verbindungselemente 8a, b an der ersten und zweiten Kontaktstelle 10a, 10b sowie einer dritten und vierten Kontaktstelle 10b, 10b' im Wesentlichen zeitgleich von dem ersten und zweiten Anschlussteil 2, 4 getrennt. Zusätzlich zum Trennen der Verbindungselemente vom ersten und zweiten
Anschlussteil im ersten Stromkreis wird das dritte Verbindungselement 8c durch die Bewegung derart verschoben, dass es im Wesentlichen zeitgleich eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Anschlussteil und dem zweiten Stromkreis herstellt. Somit liegen gemäß dem Endzustand - wie aus Figur 9b ersichtlich ist - der erste Stromkreis in einem geöffneten und der zweite Stromkreis in einem geschlossen Zustand vor.
Durch die in den Figuren 9a und b dargestellte Ausführungsform kann es
beispielsweise möglich sein, neben der Trennung einer stromführenden Leitung auch die in einem Zwischenstromkreis gespeicherte elektrische Energie sicher abzuführen, um eine Gefährdung von Personen durch Hochspannung zu vermeiden. Unter
Hochspannung betriebene Zwischenstromkreise kommen häufig bei
Hochvoltanwendungen wie Elektro - oder Hybridfahrzeugen zum Einsatz. Es versteht sich, dass eine Trennvorrichtung für eine Energieleitung 1 zur
gleichzeitigen Trennung und Herstellung einer elektrischen Verbindung ebenso über eine Kombination eines zweiten Stromkreises mit jeder anderen Ausführungsform einer der hier vorgestellten Trennvorrichtungen gebildet sein kann, vorausgesetzt, dass in einem Anfangszustand einer der beiden Stromkreise geschlossen ist, wohingegen der andere Stromkreis geöffnet ist und in einem darauf folgenden
Endzustand der vorher geöffnete Stromkreis geschlossen ist, wohingegen der vorher geschlossene Stromkreis nun in einem geöffneten Zustand ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Trennvorrichtung für eine Energieleitung umfassend
zumindest ein in einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung räumlich zwischen einem ersten und einem zweiten Anschlussteil angeordnetes
Trennmittel,
wobei das Trennmittel zumindest ein im geschlossenen Zustand der
Trennvorrichtung eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlussteilen bildendes Verbindungselement aufweist,
wobei das Verbindungselement im geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung über eine erste Kontaktstelle mit dem ersten Anschlussteil und über eine zweite Kontaktstelle mit dem zweiten Anschlussteil elektrisch verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Trennmittel derart angeordnet ist, dass eine Durchschlagsspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil in einem geöffneten Zustand der Trennvorrichtung größer ist, als zwischen dem ersten Anschlussteil und der ersten Kontaktstelle des Verbindungselements und/oder zwischen dem zweiten Anschlussteil und der zweiten Kontaktstelle des Verbindungselements.
2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verbindungselement derart an das Trennmittel angeordnet ist, dass eine Trennung an zumindest zwei Kontaktstellen im Wesentlichen zeitgleich verläuft.
3. Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Trennmittel zwischen einem geöffneten und einem geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar ist. Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Trennmittel eine Auffanglasche aufweist, die das Trennmittel im
geschlossenen Zustand der Trennvorrichtung in seiner Position hält.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trennvorrichtung ein mit Druckluft gesteuertes Trennmittel vorzugsweise ein pyrotechnisch gesteuertes Trennmittel aufweist.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Trennmittel in einem Endzustand der Trennvorrichtung derart angeordnet ist, dass die Durchschlagsspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussteil gleich oder kleiner ist, als zwischen dem ersten Anschlussteil und der ersten Kontaktstelle des Verbindungselements und/oder zwischen dem zweiten Anschlussteil und der zweiten Kontaktstelle des Verbindungselements.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Trennmittel zumindest ein Isolationselement aufweist, welches in einem geöffneten Zustand der Trennvorrichtung räumlich zwischen dem ersten und zweiten Anschlussteil angeordnet ist.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Isolationselement aus einem Isolationsmaterial mit einer
Durchschlagsfestigkeit von zumindest mehr als 5 kV/mm, bevorzugt mehr als 20 kV/mm, besonders bevorzugt mehr als 50 kV/mm gebildet ist. Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Isolationselement aus einem Isolationsmaterial mit einer spezifischen elektrischen Leitfähigkeit von zumindest weniger als 10"5 S-cnr1, bevorzugt weniger als 10"10 S-cnr1, besonders bevorzugt weniger als 10"15 S-cnr1 gebildet ist.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Trennmittel zumindest ein Widerstandselement aufweist, welches unmittelbar nach dem Trennen, die Anschlussteile elektrisch verbindend, zwischen den Anschlussteilen angeordnet ist.
11. Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Widerstandselement aus einem Material mit einer spezifischen elektrischen Leitfähigkeit von zumindest weniger als 102 S-cnr1, bevorzugt weniger als ICK S-cnr1, besonders bevorzugt weniger als ICH S-cnr1 gebildet ist.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Trennmittel zumindest zwei Widerstandselemente aufweist, welche vorzugsweise aus unterschiedlichen Materialien mit einer unterschiedlichen spezifischen elektrischen Leitfähigkeit gebildet sind.
Trennvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trennvorrichtung zumindest zwei elektrisch seriell geschaltete Trennmittel aufweist, wobei die Trennmittel vorzugsweise räumlich voneinander getrennt über Verbindungsmittel miteinander verbunden sind. Verfahren zur Trennung einer Energieleitung umfassend:
Empfangen zumindest eines Trennsignals,
Auslösen zumindest eines Signals, insbesondere Auslösen eines Steuersignals zum Zünden einer Zündpille derart,
dass die elektrische Verbindung zwischen einem an einem Trennmittel angeordneten Verbindungselement und einem ersten Anschlussteil an einer ersten Kontaktstelle und zwischen dem Verbindungselement und einem zweiten Anschlussteil an einer zweiten Kontaktstelle derart getrennt wird,
dass die Durchschlagsspannung zwischen dem ersten und dem zweiten
Anschlussteil im getrennten Zustand der Trennvorrichtung größer ist, als zwischen dem ersten Anschlussteil und der ersten Kontaktstelle des
Verbindungselements und/oder zwischen dem zweiten Anschlussteil und der zweiten Kontaktstelle des Verbindungselements.
Verfahren zur Trennung einer Energieleitung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
neben der Trennung einer elektrischen Verbindung, insbesondere im
Wesentlichen zeitgleich mit der Trennung einer elektrischen Verbindung eine elektrische Verbindung hergestellt wird, welche die Entladung von gespeicherter elektrischer Energie, insbesondere die Entladung einer Zwischenkreisspannung aus einem Zwischenkreiskondensator ermöglicht.
PCT/EP2017/059105 2016-07-18 2017-04-18 Trennvorrichtung für eine energieleitung und verfahren zur trennung einer energieleitung WO2018015032A1 (de)

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