烟火断路器的制作方法

本发明大体上涉及烟火断路器，其旨在装备电动车辆以便快速切断电路(特别是具有高电流强度、和/或高电压、和/或具有高电感的牵引电路)。流过电动车辆的此类电路的电流可具有几千或几万安培的强度，其中电压范围可达几十到几千伏。

背景技术：

1、在断路器的现有技术中，已知在壳体中在最初包括要被断开的电导体的断开室与被设计用于接收来自烟火致动器的燃烧气体的烟火室之间提供气体通道。然而，该系统可具有大尺寸和/或操作后绝缘电阻不足(由于燃烧气体留下的导电沉积物)的缺点。例如，文献de102019135591示出了此类断路器。

2、例如，de102018125059a1例示了具有冷却通道的断路器。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述背景技术的缺点，并且特别地，首先提出一种紧凑的和/或使得能够提供提高的操作安全性的断路器。

2、因此，本发明的第一方面涉及烟火断路器，包括：

3、-壳体，

4、-待中断的电导体，

5、-活塞，该活塞被布置在壳体中以切割电导体并且能够在闲置位置与激活位置之间移动，在该激活位置中，电导体被中断，

6、-烟火致动器，该烟火致动器被布置在壳体中以使活塞从闲置位置移动到激活位置，

7、活塞包括近侧端部和远侧端部，该近侧端部被布置在烟火致动器的一侧，该远侧端部与近侧端部相对，

8、其特征在于，活塞包括至少一个气体通道，该至少一个气体通道被布置在远侧端部与近侧端部之间。根据上述实施方案，断路器包括至少一个气体通道，该至少一个气体通道被布置在活塞上或活塞中，从而提供紧凑的解决方案。另外，在远侧端部与近侧端部之间的流体连通会限制或防止活塞移动时活塞上方的气体的压缩，因此通过防止活塞由于远侧端部所压缩的气体所施加的过度压力而向后移动来增加操作安全性。

9、在一个实施方案中，活塞(或通道)可包括至少一个孔口，该至少一个孔口设置在远侧端部侧和/或近侧端部侧上，以便在远侧端部与近侧端部之间建立流体连通。

10、在一个实施方案中，流体连通可以是永久的和/或独立于活塞位置。换句话说，通道可被设计成总是打开，以促进/允许气体从活塞的一侧通到另一侧。此类通道可被看作是增加容纳导体的腔室内的气体的可用体积的装置(该导体在断路器被激活之前待被中断，并且在断路器被激活之后被中断)。

11、在一个实施方案中，活塞和/或通道和/或断路器可没有过滤装置。气体不需要被冷却或过滤以确保不存在活塞返回或反冲。

12、在一个实施方案中，活塞和/或通道和/或断路器可没有通风口和/或通风装置。因此，使其易于保证环境耐性。

13、在一个实施方案中，至少当活塞处于闲置位置时，近侧端部可直接面向烟火致动器。

14、在一个实施方案中，至少当活塞处于闲置位置时，远侧端部可直接面向待中断的电导体。

15、在一个实施方案中，活塞(或通道)可包括至少一个孔口，当活塞处于闲置位置时，该至少一个孔口位于远侧端部处并且直接面向待中断的电导体。

16、根据一个实施方案，近侧端部可以是活塞在活塞行进方向上的第一端，并且远侧端部可以是活塞在活塞行进方向上的第二端。

17、根据一个实施方案，当活塞处于闲置位置时，壳体可与活塞一起形成：

18、-切断室，该切断室包括待中断的电导体的一部分，

19、-烟火室，该烟火室被设计成接收来自烟火致动器的燃烧气体，

20、-侧室，该侧室通过活塞与切断室分开，并且与烟火室隔离，

21、并且气体通道可将切断室放置成与侧室流体连通。根据上述具体实施，烟火室通过活塞与侧室和切断室隔离，使得燃烧气体保持被限制在烟火室中：提高了操作安全性，特别是具有较高的操作后隔离阻力。

22、根据一个实施方案：

23、-壳体可包括点火器井，并且

24、-活塞可包括裙部，该裙部接合在点火器井中并且将侧室与烟火室分开。该结构是简单的，其中裙部提供附加引导。垫圈可被装配到裙部上。

25、根据一个实施方案：

26、-壳体可包括主缸，并且

27、-活塞可包括接合在主缸中的外周表面，

28、并且气体通道可被布置在外周表面与活塞裙部之间。

29、在一个实施方案中，处于激活位置的活塞可将切断室分成多个副室，并且活塞可具有每个副室通向侧室的至少一个气体通道。即使在活塞移动后切断室被分隔，多个气体通道的存在也确保了远侧端部上不存在过大的压力，从而保证了活塞保持在其最终位置而不往回移动。

30、在一个实施方案中，烟火断路器可包括至少一个冷却特征，该至少一个冷却特征被布置成冷却当电导体被中断时产生的电弧加热的气体。此类冷却特征通过防止气体保持热来进一步提高操作安全性，即使在操作期间发生电弧放电也如此；压力会迅速下降。

31、在一个实施方案中，所述至少一个冷却特征可被布置在切断室中和/或侧室中。

32、在一个实施方案中，至少一个冷却特征可附接到壳体和/或活塞。至少一个冷却特征可被布置在气体路径中以迫使通道穿过该气体路径以用于更有效的冷却。例如，气体通道可提供或通向冷却特征。

33、根据一个实施方案，气体发生器可包括：

34、-通孔，该通孔形成在活塞中，或

35、-外部凹槽，该外部凹槽形成在活塞的侧向表面中。

36、在一个实施方案中，气体通道可具有大于或等于15mm2或甚至25mm2的横截面积。该表面可通过一次、两次或多次通过而获得。注意，通道比必须相对于彼此移动的两个部件之间的机械间隙大得多。此外，制造公差可导致两个移动部件之间的机械间隙变化很大，而气体通道具有变化很小的表面积，从而提供更大的可重复性。

37、根据一个实施方案，所述至少一个气体通道可允许气体连通到壳体中，以便在最大压力pmax的峰值之后在壳体中施加介于pmax与0.9pmax之间的压力持续1ms。最大压力pmax可以是在操作测试期间测量的最大压力，并且0.9pmax可表示最大压力的90％。最大压力pmax可以是在断路器的切断室中测量的最大压力，即在含有待中断的导体的腔室中测量的最大压力，并且至少部分地由活塞的远侧端部限定。根据该具体实施，气体通道避免了过高的峰值压力，这会导致更平坦的压力曲线：压力在峰值压力之后变化很小。结果，活塞受到很小的应力，并且一旦其已经达到其最大位移就不会往回移动。

38、在一个实施方案中，电导体可穿过壳体。

39、在一个实施方案中，气体通道可被布置成当电导体被中断时允许存在的气体从当活塞处于闲置位置时活塞的面向电导体的一侧移动到当活塞处于激活位置时活塞的面向烟火致动器的一侧。

40、本发明的第二方面涉及一种机动车辆，该机动车辆包括至少一个根据本发明的第一方面的烟火断路器。

1.一种烟火断路器，所述烟火断路器包括：

2.根据权利要求1所述的烟火断路器，其中所述至少一个气体通道(31,32)允许气体连通到所述壳体(10)中，以便在最大压力pmax的峰值之后在所述壳体(10)中施加介于pmax与0.9pmax之间的压力持续1ms。

3.根据权利要求1或2所述的烟火断路器，其中，当所述活塞(30)处于所述闲置位置时，所述壳体(10)与所述活塞(30)一起形成：

4.根据权利要求3所述的烟火断路器，其中：

5.根据权利要求4所述的烟火断路器，其中：

6.根据权利要求3至5中的一项所述的烟火断路器，其中处于所述激活位置的所述活塞(30)将所述切断室(130)分成多个副室，并且其中所述活塞(30)具有每个副室通向所述侧室(120)的至少一个气体通道(31,32)。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的烟火断路器，所述烟火断路器包括至少一个冷却特征(13,14)，所述至少一个冷却特征被布置成冷却由在所述电导体(20)的中断期间产生的电弧加热的气体。

8.根据从属于权利要求3至6中的一项的权利要求7所述的烟火断路器，其中所述至少一个冷却特征(13,14)被布置在所述切断室(130)中和/或所述侧室(120)中。

9.根据权利要求7或8中的一项所述的烟火断路器，其中所述至少一个冷却特征(13,14)附接至所述壳体(10)和/或所述活塞(30)。

10.根据权利要求1至9中的一项所述的烟火断路器，其中所述气体通道(31,32)为：

11.根据权利要求1至10中的一项所述的烟火断路器，其中所述气体通道(31,32)具有大于或等于15mm、或甚至25mm2的横截面积。

12.根据权利要求1至11中的一项所述的烟火断路器，其中所述电导体(20)穿过所述壳体(10)。

13.根据权利要求1至12中的一项所述的烟火断路器，其中所述气体通道(31,32)被布置成当所述电导体(20)被中断时允许存在的气体从当所述活塞(30)处于所述闲置位置时所述活塞(30)的面向所述电导体(20)的一侧朝向当所述活塞(30)处于所述激活位置时所述活塞(30)的面向所述烟火致动器(40)的一侧移动。

14.一种机动车辆，所述机动车辆包括至少一个根据权利要求1至13中的一项所述的烟火断路器。