技术摘要：
本发明涉及具有横截面直径可变的管状或杆状镦压区的电断路开关件。它具有壳体，壳体包围限定经过断路开关件的电流路径的触点单元。触点单元具有第一和第二连接触点、分离区和镦压区。触点单元经由第一连接触点可被供应电流并可经由第二连接触点自此输出电流，或反之。 全部
背景技术：
这样的断路开关件例如被用在发电厂技术和KFZ技术中，比如在机器和设备的开 关柜的常见的机器结构和电气结构中，就像在电动车和混动车内的电动范围内，但也可以 在电动直升机和飞行器中在紧急情况下被用来按规定且快速分断开强电流电路。对这种开 关件的要求在于，未由此出现热气、颗粒、丁块或等离子体。另外，这话总开关件应该在断开 之后保证绝缘电阻。 其它的应用领域是针对相关组件中的短路情况组件与船载电网电气隔断，例如在 立式电热装置中或电制动器中，以及锂电池的紧急关断，就像它们迄今用在电动车和混动 车以及飞行器中那样。电池在结构体积小的情况下具有在极小内电阻下的高达1200伏的端 电压。这两者导致了达到5000安的可能短路电流，有时且暂时甚至达到30千安，在此情况下 没有源电压显著击穿，这可能已经在几秒之后导致电池着火或其爆炸。在此所提出的断路 开关件很好地也适用于在紧急情况下紧急关断单独的太阳能电池模块或整个太阳能电池 场，因为它可被设计成可控制或可遥控。 所有在此说明的应用状况一般是直流电流关断，它不同于交流电流地不具有过 零。通常，在断路开关件中仅加载有工作电压。但在断路开关件中直流电路断路的时刻，外 电流电路的磁场崩溃造成电压如此显著升高，即在一个断路件的分开两端之间一般出现电 弧。为了产生电弧，一般需要相对高的电压。但已经低了许多的电压就足以用于维持，一般 在常见的约450伏工作电压下就是这种情况。 为了在电压峰值降低到工作电压之后也熄灭电弧，已经采用如下开关件，其具有 导通电流且带有呈空心柱状的分离区的触点管，其中该空心柱沿着其横截面完全开裂、熔 化或断裂以便电路断开，并以机械方式使空心柱的两端相互远离。为了空心柱体的开裂或 断开，此时通常采用可激活的驱动件，其位于空心柱体的空腔内。此外，这样的断路开关件 大多包含推进反射器(Treibspiegel)，其用于通过运动使分离区的分开端头相互远离。此 时，推进反射器必然镦压触点管的镦压区(Stauchbereich)。通常，镦压区也涉及成管状或 空心柱形且须在镦压时能良好折叠。但确定了在推进反射器快速运动和镦压区镦压时镦压 区经常碎裂且同时该壳体可能不允许地导电接触，在此可能跨过已分开的连接件的绝缘。
技术实现要素：
鉴于现有技术，本发明基于以下任务，提供一种尤其用于断开高电压下的大直流 电流的断路开关件，在此，在从导通位置过渡至分离位置时防止了镦压区的材料碎裂，从而 不会有碎片将已分开的且随后相对于壳体保持电绝缘的组件触点朝向壳体短路。 本发明涉及一种尤其适用于断开在高电压下的大电流的电断路开关件。它具有壳 体，该壳体包围限定经过断路开关件的电流路径的触点单元。该触点单元具有第一和第二 3 CN 111599642 A 说 明 书 2/7 页 连接触点、分离区和镦压区。该触点单元被设计成其经由第一连接触点可接受电流并且可 经由第二连接触点自此输出电流，或反之。该触点单元具有推进反射器或与推进反射器相 连接。推进反射器被设计成其可以通过施加压力从初始位置运动到最终位置，其中在推进 反射器的最终位置中该分离区被分断开，并且获得在第一和第二连接触点之间的绝缘距 离。该镦压区被设计成其在推进反射器从初始位置运动到最终位置时被镦压。 根据本发明的断路开关件的特点是，该镦压区被设计成管状件或杆状件，其轴向 延伸方向沿着轴线X延伸，其中该管状件或杆状件的横截面沿着轴线X具有一个或多个缩窄 部，其中该横截面垂直于轴线X。 通过一个或多个缩窄部，不同于沿轴线X保持不变的横截面，可以在从导通位置过 渡至分离位置时绝大程度上避免镦压区碎片崩落，从而断路开关件的已分开的触点不会相 对于壳体被导电接触。由此没有大部分从镦压区撕落，而是出现镦压区的折叠但没有形成 有害的碎片。 在本发明的一个设计中优选的是，该管状件或杆状件在其对置的两个端部区分别 过渡至凸缘，凸缘延伸向壳体且垂直于轴线X延伸。该凸缘用于使得力可以从推进反射器起 在轴线X方向上施加至镦压区，即该镦压区可被镦压。 该杆状件或管状件的横截面可以具有任何形状，例如呈圆形、椭圆形、具有或不带 一个或多个角的任何圆形、三角形、四角形、五角形、六角形或多角形，其中优选圆形横截 面。它是管状件，因此人们宁愿说是圆环形横截面而不是圆形横截面。 横截面缩窄在此是指，该横截面在该镦压区的区域内小于邻接区域(在轴线X的方 向上)。镦压区在缩窄部具有最小横截面区，其最好朝向镦压区的两个端部区递增。 横截面递增可以在杆状件或管状件的轴向延伸方向上是连续的或断续的，即例如 呈阶梯状，在这里优选连续递增。连续递增可以线性地或渐进地进行。本发明优选的是，该 横截面朝向该杆状件或管状件的端部区分别呈锥形递增。还优选的是，该杆状件或管状件 如此设计，它在垂直于轴线X的任何平面内具有形状相同的横截面(具有变化的面积尺寸)。 此外，横截面在两个方向上朝向杆状件或管状件的端部区的横截面的增大可以是不同的或 相同的，即以镜像对称方式延伸，在这里，该镜面在最小横截面区中垂直于轴线X布置。也优 选的是，直至杆状件或管状件的各自端部区的横截面过渡部沿径向延伸，即具有规定的半 径，以避免在此过高的切口应力，其可能不希望地在所述部位断开所述杆状件或管状件，尤 其是在组件或连接件的机械载荷或振动载荷下。 在本发明的一个设计中优选的是该镦压区具有多个缩窄部，最小横截面区与最大 横截面区最好周期性交替。在此情况下，该镦压区可以在表面设计成锯齿形、阶梯形或手风 琴风箱状。后者最好是在镦压区设计成管状件时。 该杆状件或管状件的最小横截面区能以具有保持不变的横截面的区域形式构成。 此时优选的是，从具有最小横截面的区域到横截面递增的区域的横截面过渡部沿径向延 伸，就是说具有一定的半径。在一个实施方式中，也可以省掉这种具有保持不变的横截面的 区域，即在最小横截面区内，多个横截面增大区域相接，也最好以径向延伸的横截面过渡 部。 在一个设计中，本发明的断路开关件具有至少一个腔室，其至少部分由分离区界 定。所述至少一个腔室最好填充有灭火剂 从而使得该分离区接触灭火剂。所 4 CN 111599642 A 说 明 书 3/7 页 述至少一个腔室最好处于最好呈管状件形式的分离区空腔外，即所述至少一个腔室被分离 区包围。另外，本发明的断路开关件可以具有另一个腔室，其邻接分离区的管状件的外侧区 域。换言之，管状件将所述至少一个腔室与另一个腔室定界分开。所述另一个腔室在其外周 最好由断路开关件的壳体界定。所述另一个腔室也最好填充有灭火剂。 但也可以放弃分离区的管状件的空腔的填充，在此情况下仅给在管状连接件外的 另一个腔室填充灭火剂。但在与电路感应很小相关的待切断电流很小时，也可以完全省掉 灭火剂，在此周围空气于是就足以用于分离过程。 灭火剂可以是固体的、粉末状的或流态的介质。灭火剂最好是可蒸发的或可气化 的介质(如硼酸，粉末在电弧影响下直接从粉末相转变至气体，在此它吸收能量且因此耗尽 电弧)。灭火剂最好是流态介质，其在达到沸点或气化温度时完全或部分转入气态。同时优 选的是，该灭火剂也具有良好电绝缘性能，以便电弧在该分离区的两个分开部分相隔足够 远之后可被熄灭，随后在分开的触点之间存在针对在此随后不希望有的电流流动的充分隔 绝。灭火剂最好是具有或没有稠化剂例如硅油的油，或者是具有尽量少的碳原子量或还更 好没有碳原子量的硅烷或聚硅氧烷例如己硅烷或戊硅烷。 该推进反射器在本发明的断路开关件中有以下任务，将该分离区的两个分开的部 分相互分离开，做法是它通过压力施加执行机械运动，其使分开的分离区的一部分与分开 的分离区的另一部分远离。通过这种方式，在分离区的两个分开部分之间建立安全距离。 本发明的断路开关件的触发、即从导通位置到分离位置的过渡过程的触发能以被 动方式或主动方式进行。 如果应该主动进行本发明断路开关件的触发，则优选的是该断路开关件包含可激 活材料。最好如此布置可激活材料，即，在烟火材料点燃时，分离区承受由该可激活材料产 生的气压或冲击波，从而使分离区开裂、压入或分断，推进反射器运动并且镦压区被镦压。 在此该推进反射器最好如此设计，即其在可激活材料点燃时如此承受由此产生的气压或冲 击波，使得推进反射器在壳体内在一个运动方向上从初始位置运动到最终位置，同时使该 分离区开裂、压入或分断。 可激活材料可以是烟火材料，其起到引爆作用或爆燃作用。烟火材料存在于本发 明的断路开关件、最好是所谓的微型雷管或者引火剂或饼状点火器中，但也能以其它形式 被装入。 如果本发明断路开关件的触发应该被动进行、即不需要可激活材料来初次断开分 离区，则优选的是所述分离区、推进反射器和灭火剂如此设计，即该分离区可以通过供应电 流在超出阈电流强度时因在连接件材料的熔点处或超过熔点地变热而被分为至少两个部 分，其中在分离区的两个部分之间出现的电弧将灭火剂气化，从而出现施加于推进反射器 的气压，其中该推进反射器运动且镦压区被镦压。 此外，该分离区也可以具有一个或多个理论断裂位，其能以缩窄部、切口、槽或孔 的形式存在。该理论断裂点最好以穿过分离区的管状件的孔的形式存在。通过这种方式，所 述孔将所述至少一个腔室与另一个腔室相连。通过这种方式，在制造本发明的断路开关件 时容易将灭火剂填充入该管状件内的所述至少一个腔室中。 根据本发明的镦压区的设计尤其在使用镦压区用材料时是有利的或有重大意义 的，其延展性并非如通常在此所用的E铜一样好。例如，为了作为连接件用材料加工铝而必 5 CN 111599642 A 说 明 书 4/7 页 须采用硬铝，其在折叠过程中将会马上破碎成许多小碎片，即便是在连接件在其制造后软 化退火之后。 根据本发明的一个设计而优选的是，该镦压区设计成管状件。在管状件内的空腔 在此被称为另外的腔室。在此，所述镦压区的另外的腔室可以完全填充有灭火剂。此时优选 的是，在另外的腔室与至少一个腔室之间存在呈通道形式的连通机构。通过推进反射器的 运动和/或镦压区的镦压过程，所述另外的腔室的体积被如此缩小，即，灭火剂通过该通道 被喷入该分离区的至少两个部分之间。由此，该灭火剂可以在镦压过程中从其它的腔室经 由该通道被压入另外的腔室中并且禁止或者说进一步有效冷却或许还要出现在分离区处 的电弧。同时，在所述至少一个腔室内或许已经部分分解的灭火剂通过新流入的灭火剂被 稀释，因此也改善“拘谨”的灭火剂绝缘性能。在本发明的这个设计中也可能优选的是，仅一 个腔室且还有另一个腔室以及相连的通道填充有灭火剂。在此可能优选的是所述另一个腔 室未装有灭火剂。 本发明断路开关件的在前述实施方式中所示的特征只要他们未被相互排斥就可 以根据本发明相互组合。 附图说明 以下，结合如图所示的实施方式来详述本发明。所有如图所示的单独特征只要在 技术上可实现就能彼此无关地被用在根据本发明的断路开关件中。 图1示出了在镦压区开始前(导通位置)的本发明的断路开关件的示意图，其以在 其横截面直径中有多个缩窄部的杆状件形式存在， 图2至图8示出了在镦压区内的本发明断路开关的触点单元的局部，其横截面直径 具有不同的缩窄形式。 附图标记列表 1 断路开关件 2 壳体 3 触点单元 4 第一连接触点 5 第二连接触点 6 分离区 7 腔室 8 另一个腔室 9 推进反射器 10 可激活材料 12 镦压区 13 镦压区上的凸缘用于通过推进反射器施加压力 14 镦压区上的凸缘 L 镦压区在轴线X方向上的延伸长度 R1-R5 横截面过渡区的半径 T 在镦压区内的具有最小壁厚的柱形区的长度 6 CN 111599642 A 说 明 书 5/7 页 w1-w4 壁厚线性递增的角度 X 轴线X Z 在分离区内的具有最小壁厚的柱形区的长度 F 力，由推进反射器施加压力决定
