CN109564837A - 用于能源导线的断开设备和用于断开能源导线的方法 - Google Patents

Abstract

用于能源导线的断开设备(1)，其具有至少一个在该断开设备的关闭状态下在空间上安置在第一和第二连接部件(2,4)之间的断开装置(6)，其中该断开装置(6)具有至少一个在断开设备的关闭状态下形成连接部件(7)之间的电气连接的连接元件(8)，其中该连接元件在断开设备的关闭状态下通过第一接触位置(10a)与第一连接部件(2)电气相连并且通过第二接触位置(10b)与第二连接部件(4)电气连接，并且其中该断开装置(6)这样安置，使得在断开设备的打开状态下，第一和第二连接部件(2,4)之间的击穿电压比第一连接部件(2)和连接元件的第一接触位置(10a)之间的和/或第二连接部件(2)和连接元件的第二接触位置(10b)之间的要大。

Description

用于能源导线的断开设备和用于断开能源导线的方法

技术领域

本发明涉及一种用于能源导线，尤其载重车辆能源导线的断开设备，其包括至少一个在该断开设备的关闭状态下在空间上安置在第一和第二连接部件之间的断开装置。此外本发明涉及一种用于断开能源导线的方法。

背景技术

能源导体，尤其载重车辆能源导体的电气保险在保证车辆乘客的安全方面是车辆技术与安全相关的领域。尤其是引导高电流的车辆能源导体，如启动机线缆和发电器线缆、主电池导线和/或整车电源的其它的引导电流的导线，必须在发生事故时迅速与车辆电池断开。如果这一点不能保证，那么在发生事故时可能会出现具有短时非常高电流的短路。这种高的短路电流会导致形成电弧。这必须被可靠限制，以使得车辆乘客的安全不受威胁。

目前，通常使用在出现产生威胁的短路时通过烟火技术断开设备来中断能源导线的断开设备。借助于烟火技术断开设备对能源导线的断开通常通过能源导线的机械中断或者通过从圆柱体中将柱销加速甩出，其中在关闭状态下在柱销和圆柱体之间形成电流通路，该电流通路通过该断开设备，例如柱销来中断。

传统上所使用的烟火技术断开设备的缺点在于，在断开导电导线的时刻，在断开位置处的空隙之间会产生电弧，由此连接部件至少一段时间内保持彼此电气连接。这在电动车辆或者混动车辆中的应用高压时尤其通常是这样，因为这里由于高电流和电势差特别促进了电弧的产生。

发明内容

出于该原因，本发明的目的在于提供一种用于能源导线的断开设备，其即使在高压应用中也保证了导电导线的安全断开。

根据本发明，该目的通过一种用于能源导线的断开设备解决，其具有至少一个在该断开设备的关闭状态下在空间上安置在第一和第二连接部件之间的断开装置，其中该断开装置具有至少一个在断开设备的关闭状态下形成连接部件之间的电气连接的连接元件，其中该连接元件在断开设备的关闭状态下通过第一接触位置与第一连接部件电气相连并且通过第二接触位置与第二连接部件电气连接，并且其中该断开装置这样安置，使得在断开设备的打开状态下，第一和第二连接部件之间的击穿电压比第一连接部件和连接元件的第一接触位置之间和/或第二连接部件和连接元件的第二接触位置之间的要大。

这里，该断开设备这样形成，使得第一和第二连接部件为载重车辆能源导线的导电组件。同样，第一和第二连接部件也可以为其它车辆、建筑安装设备、电动机械或者信号塔的能源导线的导电组件。尤其是流过高电流的位置有必要对电流回路进行根据本发明的保险。为此，断开设备有利地在关闭状态下具有超过10安培，优选超过20安培，尤其超过100安培的导电能力。

同样地，在所有施加有相对高电压的位置都有必要对电流回路进行根据本发明的保险。为了例如也保证高压整车电路电线的安全断开，断开设备有利地这样形成，使得打开状态下连接部件之间施加有至少100V，优选至少200V，尤其超过200V的电势差。

为了在断开设备的关闭状态下实现尽可能无损的能源供应，优选可以使连接元件以及连接部件由导电材料，例如铜材料或者铝材料构成。这里，连接部件和连接元件也可以由不同的材料构成。连接元件或者连接部件的材料可有利地匹配于相应的要求。铜材料优选在电流传递区域中用在仅存在有限的构建空间可用并且同时存在高使用温度以及对材料有高机械要求的位置。铝材料用在电流传递区域中所有需要节省重量或者成本的位置。

连接元件优选可以形成为扁平导线。当然，根据另一个实施例，也可以替代扁平导线而使用圆导线。同样也可以设定圆导线和扁平导线的结合。导线可以由实心材料构成。

已经认识到，当导电导线不仅在一个，而是基本同时在两个断开位置断开时，在断开导电导线时可实现电弧产生可能性非常有效的降低。由此将感应电压分配到两个断开位置上，由此将待断开的电压分配到两个断开位置上。

为了保证电弧出现可能性尽可能有效的降低，建议可以将连接元件这样安置在断开装置上，使得在至少两个接触位置上基本同时断开。

为此建议，可以将连接元件与断开装置至少形状配合地，例如作为沟槽-弹簧或者燕尾结合连接地相连。连接元件优选可以力配合地，例如楔紧或者拧紧地与断开装置连接。连接元件可以特别优选地材料配合地，尤其钎焊、粘合或者熔焊地与断开装置连接。

为了保证连接部件与连接元件尽可能同时的断开，建议优选可以这样形成断开设备，使得断开装置可在断开设备打开和关闭状态之间平移和/或旋转运动。这里，优选可以使断开装置的形状匹配于断开形式。由此，在将连接部件与连接元件断开时，断开装置可由于该断开装置的旋转而形成为基本圆形的，与此相对，在将连接部件与连接元件断开时，断开装置可由于该断开装置的平移运动而形成为基本多边形的，尤其四边形的。由此根据断开元件的运动类型而尤其简化了连接元件与连接部件断开的断开过程。对于断开装置来说，菱形、梯形、椭圆形或者其它几何形状也是可能的。

通过断开元件的平移或者旋转运动，以及连接元件在断开装置上优选防脱离的布置可以实现连接元件与两个连接部件基本上同时的断开，并由此实现了在断开导电导线时产生电弧的几率的降低。

为了保证断开过程简单且可靠的触发，建议可以将断开设备形成为烟火技术断开设备。这里，断开优选通过点燃点火通道内的点火器而触发。点火通道可以在某个具有断开装置的实施形式中安置在例如连接舌片上，连接舌片同时与该断开装置牢固相连并且将其保持在固定位置中。

由于通过点燃点火器而引发的脉冲可以将点火通道和连接舌片之间的连接断开。由于断开，断开装置无法再保持在其位置中，由此其连同连接元件围绕着自己的轴旋转，并且将第一和第二接触位置处的连接元件与第一和第二连接部件断开。

同样地，在具有断开元件的断开设备的一个实施形式中，点火通道也可以安置在活塞上，该活塞由于通过点火器的点燃而引起的脉冲这样加速远离点火通道，使得断开装置与连接部件和连接元件的连接平面成角度地，优选垂直地进行平移运动，该平移运动促使点火通道和连接舌片之间连接的断开。

作为通过烟火技术断开装置的断开的替代，连接部件与连接元件的断开同样可以通过压力空气断开装置、马达控制的断开装置、液压控制断开装置或者磁力控制断开装置进行。

此外，作为通过断开装置的运动进行的断开的替代，断开也可以通过两个断开钎的加速来进行，其基本同时向连接部件和连接元件之间的接触位置的方向加速，并将连接部件在这些位置上与连接元件断开。

为了在根据本发明的断开设备的断开装置的移动路径方面保证更大的灵活性，建议这样形成断开设备，使得断开装置在断开设备的最终状态下这样安置，使得第一和第二连接部件之间的击穿电压等于或小于第一连接部件和连接元件的第一接触位置之间和/或第二连接部件和连接元件的第二接触位置之间的。

这可以在使用圆的、优选圆形的断开装置的情况下例如这样实现，即，断开设备的断开装置在断开时以45°或者更大的角度从原始位置中转出。替代性地，这在使用形成得有棱角的断开装置时这样实现，即，在断开时所进行的平移运动的距离大于或等于两个连接部件之间在断开设备的打开状态下的间距。

为了尽可能有效地抑制电弧的产生，建议断开装置可具有至少一个绝缘元件，该绝缘元件在断开设备的打开状态下在空间上安置在第一和第二连接部件之间。这里可以将该绝缘元件与断开装置形状配合地、优选力配合地、特别优选材料配合地连接。

在断开设备的一个具有圆的、优选圆形的断开装置的实施形式中，该绝缘元件优选形成为节圆形的-并且在断开设备的关闭状态下临接连接元件安置。尤其在该实施形式中，断开装置可以具有至少两个在断开设备的关闭状态下在空间上安置在第一和第二连接部件之间的绝缘元件。这保证了在将连接元件与连接部件断开后，两个断开位置上电弧的尽可能迅速的消灭。

在断开设备一个具有有着棱角的断开装置的实施形式中，可以在断开设备的闭合状态下直接紧邻连接元件安置优选形成为矩形的优选仅一个的绝缘元件。

绝缘元件在断开装置上或者断开装置处一个特别简单的布置形式通过使断开装置优选完全由绝缘材料构成而实现。在这种情况下，断开装置可仅具有一个沟槽或者缺口来容纳连接元件，并且其余部分完全由绝缘材料构成。

为了保证在断开导电导线后足够迅速并且可靠地消除电弧，建议绝缘元件可以由耐击穿的、具有低导电率的绝缘材料，优选塑料、陶瓷或者树脂构成。这里，绝缘元件可优选由具有至少大于5kV/mm，优选大于20kV/mm，特别优选大于50kV/mm击穿强度的绝缘材料构成，和/或具有至少小于10^-5S·cm^-1，优选小于10^-10S·cm^-1，别优选小于10^-15S·cm^-1的比电导率。

根据一个实施例建议，断开设备可具有至少一个电阻元件，其在刚刚断开后以将连接部件电气连接的形式安置在连接部件之间。这里，该电阻元件可形状配合地，优选力配合地，特别优选材料配合地与断开装置相连。

已经意识到，当在刚刚断开后首先通过至少一个电阻元件使连接部件保持彼此电气连接，并且由此首先降低电流，以最终真正完全断开时，可显著降低在断开导电导线时产生电弧的可能性。连接部件之间的电流首先仅受到限制，然后空间上安置在第一和第二连接部件之间的绝缘元件基本完全抑制电流，以完全断开。这种布置对应于两级切换并且降低了产生电弧的风险，方法是除了降低的感应电压外还降低了分别随时间的电流变化(di/dt)。

为了尽可能有效地降低连接部件之间的电流，建议电阻元件可优选由具有至少小于10²S·cm^-1，优选小于10^-1S·cm^-1，特别优选小于10^-4S·cm^-1的小的比电导率的材料构成。

在断开设备具有圆的，优选圆形的断开装置的实施形式中，电阻元件优选可形成为节圆形的-并且在断开设备的闭合状态下直接安置在连接元件处。尤其在这样的实施形式中，断开装置可具有至少两个在断开设备的闭合状态下在空间上安置在第一和第二连接部件之间的电阻元件。这保证了在将连接元件和连接部件断开之后，断开位置上尽可能快的电流降低。

在断开设备具有有着棱角的断开装置的实施形式中，也可以仅设置一个电阻元件，其有利地形成为矩形，并且在断开设备的闭合状态下可直接安置在连接元件处。

根据一个实施例建议，断开设备可具有至少两个电阻元件，其优选由具有不同比电导率的不同材料构成。

这里，电阻元件在刚刚断开后优选可这样安置在连接部件之间，使得由于导电导线的断开而导致的随时间的电流变化(di/dt)尽可能小。

这可以在断开设备具有圆形断开装置的实施形式的情况下例如这样实现，使得两个形成为节圆形的、比电导率不同的电阻元件这样安置在断开装置上，使得在将连接部件和连接元件之间的电连接断开后，由于断开装置的旋转，通过两个电阻元件建立起了连接部件之间的电气连接，其中两个电阻元件沿着断开装置的移动方向形成电阻梯度，由此随着旋转角度的增大，连接部件之间的电阻增大。

在断开设备具有矩形断开装置的实施形式的情况下，优选可以这样安置具有不同比电导率的两个电阻元件，使得具有较高比电导率的电阻元件在断开断开设备后首先位于第一和第二连接部件之间，然后具有较低比电导率的电阻元件位于连接部件之间。这样也实现了在断开装置移动方向上的电阻梯度。

根据一个实施例建议在断开装置上或断开装置处尤其以形成电阻梯度的电阻材料涂层的形式安置多于两个比电导率不同的电阻元件。这实现了利用在运动方向中增加的电阻将导电导线断开并且由此降低了电流梯度并由此显著降低了在断开导电导线时产生电弧的可能性。

根据另一个实施形式建议，断开设备具有至少两个电气串联连接的断开装置，其中断开装置优选在空间上彼此分离地通过连接装置彼此连接。

最小化在断开导电导线时出现电弧的可能性的原理可以这样进一步优化，即，通过提高断开位置的数量将通过电流变化而感应出的电压分配至多个断开位置上-前提是这些断开位置基本同时打开。

根据另一个实施例建议，在并联排布中，第一和第二连接部件在断开设备的闭合状态下通过两个连接元件在第一和第二接触位置以及第三和第四接触位置处彼此电气连接-并且由于断开装置的旋转运动或者平移运动能够基本同时彼此分离。

由此可以进一步优化最小化在断开导电导线时出现电弧的可能性的原理，因为通过两个连接元件的并联和分别两个平行安置的断开位置基本同时的打开，相对于仅一个断开位置，不仅感应电压减半，而且各个断开位置中的电流也减半。

当然，断开设备的串联布置的所有实施形式和实例同样可使用于断开设备的并联布置。与此相应，也可以在并联的实施形式中通过额外集成电阻梯度形式的电阻元件进一步降低在断开导电导线时产生电弧的可能性。

为了保证电绝缘，建议将断开设备安置在壳体中。由此可以实现，在断开导电导线时，即使形成了电弧，也不会在环境中出现电火花。

这里，壳体优选由耐击穿的、具有低比电导率的材料，尤其塑料、陶瓷或者树脂构成。

另一个主体为用于断开能源导线的方法，在该方法中，在触发至少一个信号，尤其用于点燃点火器的控制信号之前接收至少一个断开信号，以这样的方式，即，安置在断开装置上的连接元件和第一连接部件之间的电气连接在第一接触位置上、以及连接元件和第二连接部件之间的电气连接在第二接触位置上这样断开，使得在断开设备的断开状态下，第一和第二连接部件之间的击穿电压比第一连接部件和连接元件的第一接触位置之间的和/或第二连接部件和连接元件的第二接触位置之间的要大。

用于断开能源导线的方法这里可优选这样实施，即，断开装置在至少两个接触位置上的断开基本同时进行。

为了在发生事故时可靠地、同时以简单的方式方法保护车辆的乘客不受导电导线的短路的威胁，可以将用于断开能源导线的方法，尤其断开信号优选与气囊控制信号的触发相关联。

作为根据本发明的方法关联至气囊控制信号的替代或补充，也可以将该方法与其它车辆组件的行为，例如安全带张紧器、安全带力限制器或者翻车保护杆的行为相关联。

根据本发明的方法尤其也可以与碰撞或撞击传感器的信号相关联。

根据一个实施例建议，由传感器，优选磁簧传感器、霍尔传感器或者感应传感器来接收断开信号。

为了能够不受干扰并且可靠地传递断开信号，优选可以与电流回路电隔离地传递断开信号。这尤其可以这样实现，即，将传感器电绝缘地安置在例如断开设备的壳体上。

根据另一个实施例，给出用于断开能源导线的方法，在该方法中，除断开电气连接之外，尤其与电气连接的断开基本同时地建立电气连接，其实现了释放所存储的电能，尤其实现了从中间回路电容中释放出中间回路电压。

已经认识到，尤其在断开具有有着中间回路电容的中间电流回路的电动或混动车辆的高压整车电源的导电导线时，必须注意，在断开导电导线时也应将这些电流回路放电，以避免高压对人员的危害。

附图说明

接下来借助于示出了实施例的附图对本发明进一步说明。图中：

图1a示出了根据第一种实施例，关闭状态下的用于能源导线的断开设备；

图1b示出了根据图1a的、处于打开状态的断开设备；

图1c示出了根据第一种实施例，处于关闭状态的、具有两件式断开装置的用于能源导线的断开设备；

图1d示出了根据图1c的、处于打开状态的断开设备；

图2a示出了根据第二种实施例，关闭状态下的用于能源导线的断开设备；

图2b示出了根据图2a处于打开状态的断开设备；

图3a示出了根据第一种实施例，处于关闭状态的、两级实施形式的用于能源导线的断开设备；

图3b示出了根据图3a处于刚断开后的状态的断开设备；

图3c示出了根据图3a，b的处于打开状态的断开设备；

图4a示出了根据第二种实施例，处于关闭状态的、两级实施形式的用于能源导线的断开设备；

图4b示出了根据图4a处于刚断开后的状态的断开设备；

图4c示出了根据图4a，b的处于打开状态的断开设备；

图5a示出了根据第一种实施例，处于关闭状态下并联布置的用于能源导线的断开设备；

图5b示出了根据图5a处于打开状态的断开设备；

图6a示出了根据第二种实施例，处于关闭状态下并联布置的用于能源导线的断开设备；

图6b示出了根据图6a处于打开状态的断开设备；

图7a示出了根据第一种实施例，处于关闭状态下并联布置以及两级实施形式的用于能源导线的断开设备；

图7b示出了根据图7a的处于刚断开后状态的断开设备；

图7c示出了根据图7a，b处于打开状态的断开设备；

图8a示出了根据第二种实施例，处于关闭状态下并联布置以及两级实施形式的用于能源导线的断开设备；

图8b示出了根据图8a的处于刚断开后状态的断开设备；

图8c示出了根据图8a，b处于打开状态的断开设备；

图9a示出了根据第一个实施例，处于初始状态的、用于同时断开和建立电气连接的、用于能源导线的断开设备；

图9b示出了根据图9a处于最终状态的断开设备；

根据不同可能性，在附图中相同的元件使用相同的附图标记。

具体实施方式

图1a示出了关闭状态下的用于能源导线的断开设备1。在这种状态下，第一连接部件2和第二连接部件4通过连接元件8在第一和第二接触位置10a，10b处彼此电气连接。连接元件8安置在断开装置6上或者断开装置6处。在该断开装置6处固定有连接舌片12‘，其安置在具有点火器14的点火通道12处。

连接元件8以及连接部件2,4可以优选由导电材料构成，例如铜材料或者铝材料。这里，连接部件2,4和连接元件8也可以由不同材料构成。

连接元件8可优选形成为扁平导线。当然根据其它不同变体方案，也可以提替代扁平导线而使用圆导线。同样也可以设定圆导线和扁平导线的结合。连接元件8可优选安置在断开装置6上。连接元件8优选为金属导体带，其优选安置在断开装置6上的沟槽或者凹陷中。

如图1a所示，断开装置6为圆形构件，其优选可旋转地安放。有利地，断开装置6可以由电绝缘体，优选塑料或者陶瓷构成。这里，断开装置6尤其可以具有沟槽状或者节圆形的凹陷，将连接元件8放置在这些凹陷中。由此可以在断开装置1的关闭状态下例如通过连接元件8建立第一和第二连接部件2,4之间的电气连接。

接触位置10a，10b可以有利地形成为具有材料弱化的额定断裂位置。为此，在断开设备1的关闭状态下，例如连接部件2,4和连接元件之间相应接触区域10a，10b中的材料横截面积比连接部件2,4和/或连接元件8的更小。接触区域10a，10b优选也可以由一方面具有低材料强度，另一方面具有高载流能力的材料构成。

安装在点火通道12上的连接舌片12‘同样可以具有额定断裂位置，其优选可安置在连接舌片12‘和点火通道12之间的接触位置上。

图1b示出了根据图1a的、处于打开状态的用于能源导线的断开设备1。这里，两个连接部件2,4不再通过连接元件8彼此相连，而是由于断开装置6的旋转而彼此电气断开。由图1b中可以看到，通过触发点火器14，连接舌片12‘与点火通道12分离并且断开装置6由此不再能够保持在其原始位置中。通过所展示出的、断开装置6逆时针约20-25°的旋转，将连接元件8在第一和第二接触位置10a，10b处与第一和第二连接部件2,4断开。当然，根据其它的变体方案，替代逆时针的旋转也可以进行顺时针的旋转。

通过在图1a，b中示出的实施形式实现了在两个不同的、彼此远离安置的接触位置10a，10b处基本同时地断开电流通路，由此将所感应产生的电压分配在两个断开位置上。由此显著降低了电弧产生的可能性。

图1c示出了处于关闭状态的、具有两件式断开装置6的用于能源导线的断开设备1。在该状态下，第一连接部件2和第二连接部件4通过连接元件8以及两个另外的连接件10c，10c‘彼此电气相连。连接件10c，10c‘在此分别安置在断开装置6的第一断开装置区段6a上并且分别在第一接触位置10a或10b处与第一或第二连接部件2,4电气相连。此外，连接件10c，10c‘分别在第二接触位置10a‘或10b‘处分别与连接元件8电气相连，该连接元件安置在断开装置6的第二断开装置区段6b上。对应于根据图1a，b的断开设备的布置，此外也在具有两件式断开装置的实施形式中设置连接舌片12‘，其一方面固定在具有点火器14的点火通道12上，另一方面固定在断开装置6的断开装置区段6a上。

图1d示出了根据图1c的、处于打开状态的用于能源导线的断开设备1。这里，两个连接部件2,4不再通过连接元件8以及两个连接件10,10c‘彼此电气连接，而是由于第一断开装置区段6a的旋转而处于彼此电气断开的状态。由图1d中可以看到，连接舌片12‘在具有两件式的断开装置的实施形式中也通过触发点火器14而与电火通道12分离。相对于根据图1a，b的具有一件式断开装置的断开设备，在此仅有第一断开装置区段6a的位置发生改变，而不是整个断开装置6。由于点火器的触发而引起所示出的第一断开装置区段6a约20-25°的旋转，由此，连接件10c，10c‘在第一连接部件2和连接元件8之间，在接触位置10a和10a‘处或在第二连接部件和连接元件8之间，在接触位置10b和10b‘处断开。

通过在图1c，d中所示的实施形式实现了不仅仅在两个，而是在四个不同的、彼此远离安置的接触位置10a、10a‘、10b、10b‘上基本同时断开电流通路，由此所感应出的电压不仅仅分配至两个，而是至四个断开位置上。由此相对于根据图1a，b具有一件式断开装置的断开设备进一步降低了电弧产生的可能性。图2a示出了根据第二种实施例，关闭状态下的用于能源导线的断开设备1。这里，第一连接部件2和第二连接部件4也通过连接元件8在第一和第二接触位置10a，10b处彼此电气相连。相对于根据图1a，b的实施形式，其上安置有连接元件8的断开装置6形成为矩形。根据图2a，b中的实施例也在点火通道12中安置点火器14，但并不是图1a，b所显示的那样，将连接舌片固定在点火通道12上，而是在点火通道12处安置柱销16‘。

断开装置6以及柱销16‘在此可以如图2所示那样，通过侧面限制物16保持在其位置中，以预防柱销16‘和断开装置6基本上垂直于主运动方向的移动。

柱销16‘的主运动方向由图2b中可见，图2b示出了根据图2a的、处于打开状态的用于能源导线的断开装置1。这里，两个连接部件2,4不再通过连接元件8彼此相连，而是由于断开装置6与连接部件和连接元件8的连接轴成角度的、优选垂直的移动而彼此断开。由图2b中可以看到，柱销16‘通过点火器14的触发而加速远离点火通道12，并且断开装置6由其原始位置中推出。通过断开装置6所示出的平移运动，将连接元件8在第一和第二接触位置10a，10b处与第一和第二连接部件2,4断开。这里，电流通路的断开也基本同时进行。

图3a-c示出了具有两级切换机制的、用于能源导线的断开装置1的另一个实施例。

图3a在此示出了已经在图1a中示出的、具有可旋转的断开装置6的结构，在该结构中第一和第二连接部件2,4通过连接元件8彼此电气相连。但不同之处在于，根据图3a中的实施形式的断开装置6具有至少两个电阻元件18a，b，其以节圆形安置在断开装置6上。

电阻元件可优选由具有小于10²S·cm^-1，优选小于10^-1S·cm^-1，特别优选小于10^{- 4}S·cm^-1的小的比电导率的材料构成。电阻元件可以尤其钎焊地、粘合地或者熔焊地与断开装置6相连。同样地，电阻元件也可以形状配合地，尤其以沟槽-弹簧的形式或者燕尾结合连接的形式与断开装置6相连。也可以在断开装置6上安置多于两个的电阻元件，其优选由不同的、分别具有不同比电导率的材料构成。

图3b示出了根据图3a的断开设备1的关闭状态和根据图3c的打开状态之间在刚将连接部件2,4与连接元件8断开后的中间形式。这里，两个连接部件2,4不再通过连接元件8彼此电气连接，而是由于断开装置6的旋转至少部分地通过电阻元件18a，b彼此电气相连。如图3b所示，断开装置6的旋转通过触发点火器14和与随之而来的连接舌片12‘与点火通道12的分离进行。由于所示出的断开装置6约10-15°的逆时针旋转，将连接元件8在第一和第二接触位置10a，10b处与第一和第二连接部件2,4断开，其中，在此依旧至少部分地通过电阻元件18a，b建立第一和第二连接部件之间的电气连接。

如已经提到的，也可以在断开装置6上安置多于两个的电阻元件18a，b，其优选可由具有不同比电导率的不同材料构成。已经认识到，在断开导电导线时可以这样尽可能高效地抑制电弧的产生，即，将电阻元件以在运动方向上形成电阻梯度的形式安置在断开装置6上。通过这种排布形式可以实现能源导线更缓和的断开，而不是突然将能源导线断开，在更缓和地断开时存在更小的电流梯度，这对抗了电弧的产生。

图3a-c中的两个节圆形区域在此例如可分别由三个不同的电阻元件构成，其这样安置，使得总共六个电阻元件中具有最高比电导率的两个电阻元件由于断开装置6的旋转而在断开设备1刚刚断开后最先至少部分地位于两个连接部件之间。在进一步旋转或继续旋转时，接下来例如具有次大比电导率的两个电阻元件至少部分地位于两个连接部件之间。最后，在最后一次旋转或者进一步继续旋转时，例如具有最小比电导率的两个电阻元件可至少部分地位于两个连接部件之间。

图3c示出了根据图3a，b的，在另一次旋转或继续旋转另外的约10-15°后处于打开状态的用于能源导线的断开设备1，在该状态下，两个连接部件2,4既不通过连接元件8、也不至少部分地通过电阻元件18a，b彼此电气连接。

通过在图3a-c中所示的实施形式，利用通过使用电阻元件而产生较小的电流梯度实现了相对于根据图1a，b的实施形式进一步降低电弧产生的可能性。

图4a-c示出了具有至少两级切换机制的、用于能源导线的断开设备1的第二个实施例。这里，图4a示出了图2a中已经示出的具有矩形断开装置6的结构，在该结构中，第一和第二连接部件2,4通过连接元件8彼此电气连接。但不同之处在于，根据图4a的实施形式的断开装置6具有电阻元件18，其安置在断开装置6上或断开装置处。

图4b示出了在根据图4a的断开设备1的关闭状态和根据图4c的打开状态之间的、在刚刚将连接部件2,4与连接元件8断开之后的状态。这里，两个连接部件2,4不再通过连接元件8彼此电气连接，而是由于断开装置6的平移运动而通过电阻元件18彼此电气连接。如图4b所示，断开装置6的平移运动通过触发点火器14和随之而来的柱销16‘远离点火通道12的加速移出而垂直于连接部件和连接元件的连接轴进行。

当然，在根据图4a-c的实施形式中，在断开装置6上也可安置有多于一个的电阻元件，其优选可由具有不同比电导率的不同材料构成。由此在该实施形式中也实现了通过降低电流梯度来进一步降低电弧产生的可能性的布置。

图4c示出了根据图4a，b的、处于打开状态的用于能源导线的断开设备1。这里，两个连接部件2,4既不通过连接元件8、也不通过电阻元件18彼此电气连接。

图5a，b示出了根据第一种实施例，并联布置的用于能源导线的断开设备1。

图5a示出了具有可旋转的、圆形断开装置6的、处于关闭状态的结构。根据该实施形式，第一和第二连接部件2,4通过两个连接元件8a，b在第一和第二接触位置10a，10a‘，以及第三和第四接触位置10b，10b‘处彼此电气连接。连接元件8a，b安置在断开装置6上。与根据图1a，b的实施形式类似，在断开装置6上固定有连接舌片12‘，其安置在具有点火器14的点火通道12上。

连接元件8a，b优选可形成为扁平导体。但当然也可以将连接元件8a，b形成为圆导体。连接元件8a，b优选可以彼此基本平行地定向并且具有基本相同的长度和相同的横截面。此外，两个连接元件8a，b可有利地由相同的材料构成。

图5b示出了根据图5a的、处于打开状态的用于能源导线的断开设备1。这里，两个连接部件2,4不再通过连接元件8a，b彼此连接，而是由于断开装置6的旋转而彼此分离。对应于图1a，b的实施形式，这里也通过触发点火器14而将连接舌片12‘与点火通道12分离，由此不再能够将断开装置6保持在其原始位置中。通过所示出的、断开装置6以约20-25°进行的逆时针旋转，将连接元件8a，b在第一和第二接触位置10a，10a‘以及第三和第四接触位置10b，10b‘处基本同时与第一和第二连接部件2,4断开。

利用图5a，b中所示的实施形式不仅实现了将电流通路在两个不同的、彼此间距安置的接触位置10a，10b上基本同时断开，并且还通过连接元件8a，b的并联布置而额外实现了在两个另外的、分别平行于之前两个断开位置安置的断开位置处将电流通路基本同时断开。由此不仅可以将感应电压分配在两个断开位置上，而且也额外将流经断开位置的电流减半。因此，待开关的电流仅有图1a，b或2a，b中串联布置的一半大，这在断开导电导线时进一步降低了产生电弧的可能性。根据图5a，b具有圆形断开装置的并联布置此外也可以对应于根据图1c，d具有两件式断开装置的实施形式而实施，由此可以在断开导电导线时进一步降低产生电弧的可能性。图6a示出了处于关闭状态下并联布置且具有矩形断开装置6的、用于能源导线的断开设备1的结构。根据该实施形式，第一和第二连接部件2,4通过两个连接元件8a，b在第一和第二接触位置10a，10a‘上、以及第三和第四接触位置10b，b‘上彼此电气连接。连接元件8a，b安置在断开装置6上。

图6b示出了处于打开状态的图6a中的布置。这里，两个连接部件2,4不再通过连接元件8a，b彼此连接，而是由于断开装置6基本垂直于连接部件以及连接元件的连接轴的平移运动而彼此分离。这里，断开装置6的平移运动也通过柱销16‘由于触发点火器14而产生的加速来进行。通过所示出的断开装置6的平移运动，将连接元件在第一和第二接触位置10a，10a‘以及第三和第四接触位置10b，10b‘处基本同时与第一和第二连接部件2,4断开。

图7a-c中示出了根据第一种实施例，并联布置以及两级实施形式的用于能源导线的断开设备1。

图7a示出了关闭状态，在该状态下，第一和第二连接部件2,4通过两个连接元件8a，b在第一和第二接触位置10a，10a‘以及第三和第四接触位置10b，10b‘处彼此电气连接。连接元件安置在可旋转的圆形断开装置6上。此外，断开设备1具有电阻元件18a，b，其以节圆形安置在断开装置6上。除了节圆形安置在断开装置上的电阻元件之外，断开设备在该实施形式中还具有第三电阻元件18c，其安置在两个连接元件8a，b之间。

图7b示出了断开设备1根据图7a的关闭状态和根据图7c的打开状态之间的、刚刚将连接部件2,4与连接元件8a，b断开之后的状态。这里，两个连接部件2,4不再通过连接元件8a，b彼此电气连接，而是由于断开装置6的旋转至少部分地通过电阻元件18a，b，c彼此电气连接。如图7b所示，断开装置6的旋转通过触发点火器14和与随之而来的连接舌片12‘与点火通道12的分离进行。由于所示出的断开装置6约10-15°的逆时针旋转，将连接元件8a,b在第一和第二接触位置10a，10a‘，以及第三和第四接触位置10b，10b‘处与第一和第二连接部件2,4断开，其中，至少部分地通过电阻元件18a，b，c建立第一和第二连接部件之间的电气连接。

图7c示出了根据图7b的，在另一次旋转或继续旋转另外的约10-15°后处于打开状态的用于能源导线的断开设备1。这里，两个连接部件2,4既不通过连接元件8a,b、也不至少部分地通过电阻元件18a，b，c彼此电气连接。

借助于在图7a-c所示的串联断开、并联断开以及电流梯度的降低的结合体可以相对于前述实施形式进一步降低电弧产生的可能性。根据图7a-c串联和并联断开的结合也可以对应于根据图1c，d的具有两件式的断开装置的实施方案进一步发展，由此可以在断开导电导线时更进一步降低产生电弧的可能性。

图8a-c中示出了根据第二种实施例，并联布置以及多级断开的用于能源导线的断开设备1。

图8a示出了关闭状态，在关闭状态下，第一和第二连接部件2,4通过两个连接元件8a，b在第一和第二接触位置10a，10a‘以及第三和第四接触位置10b，10b‘处彼此电气连接。连接元件安置在优选为矩形的断开装置6上。此外，断开设备1具有至少两个电阻元件18a，b，其在连接元件8a，b的旁边安置在断开装置6上。

图8b示出了断开设备1根据图8a的关闭状态和根据图8c的打开状态之间的、刚刚将连接部件2,4与连接元件8a，b断开后的状态。这里，两个连接部件2,4不再通过连接元件8a，b彼此电气连接，而是由于断开装置6的平移运动至少部分地通过电阻元件18a，b彼此电气连接。如图8b所示，断开装置6的平移运动通过触发点火器14和与随之而来的柱销16‘加速远离点火通道12进行。由于所示出的断开装置6的平移运动，将连接元件8a，b在第一和第二接触位置10a，10a‘，以及第三和第四接触位置10b，10b‘处与第一和第二连接部件2,4断开，其中，至少部分地通过电阻元件18a，b建立第一和第二连接部件之间的电气连接。

图8c示出了根据图8a和b的、处于打开状态的用于能源导线的断开设备1。这里，断开装置6进一步进行了平移运动，使得两个连接部件2,4既不通过连接元件8a，b、也不通过电阻元件18a，b彼此电气连接。

此外，图9a，b示出了根据另一个实施例的、用于同时断开和建立电连接的、用于能源导线的断开设备1。

图9a示出了处于初始状态的断开设备1，其中第一电流回路闭合并且第二电流回路打开。第一电流回路例如以具有断开装置6的并联布置的形式示出。根据该实施形式，在第一电流回路中，第一和第二连接部件2,4通过两个连接元件8a，b在第一和第二接触位置10a，10a‘以及第三和第四接触位置10b，10b‘处彼此电气连接。在连接元件8a，b之外，在断开装置6上还安置有第三连接元件8c，其与两个电流回路均不电气连接。与此相对，第一和第二电流回路通过电容20彼此电气连接。此外，该断开设备1具有柱销16‘，其安置在断开装置6和具有点火器14的点火通道12之间。

图9b最后示出了处于最终状态的、根据图9a的断开设备1。这里，第一电流回路处于打开状态并且第二电流回路处于闭合状态。因此，两个连接部件2,4在第一电流回路中不再通过连接元件8a，b彼此连接，而是由于断开装置6优选垂直于连接部件以及连接元件8a，b的连接轴的平移运动而彼此分离。这里，断开装置6的平移运动也通过柱销16‘由于触发点火器14而产生的加速移出来进行。通过所示出的断开装置6的平移运动，将连接元件8a，b在第一和第二接触位置10a，10a‘以及第三和第四接触位置10b，10b‘处基本同时与第一和第二连接部件2,4断开。

除了将连接元件与第一和第二连接部件在第一电流回路中分离外，通过移动将第三连接元件8c这样推移，使得在第二连接部件和第二电流回路之间基本同时产生电气连接。由此，如图9b所示，根据最终状态，第一电流回路处于打开状态并且第二电流回路处于闭合状态。

通过在图9a和b中所示的实施形式例如可以实现，除了断开导电导线之外，也将存储在中间电流回路中的电能可靠引出，以避免高压对人员造成危险。高压驱动的中间电流回路常用在高压应用，如电动车辆或混动车辆中。

当然，用于同时断开和建立电连接的、用于能源导线的断开设备1同样可以通过第二电流回路与此处所示出的断开设备的各个其它的实施形式的结合构成，前提是两个电流回路中的一个在初始状态下是闭合的，与此相对，另一个电流回路打开，并且在随后的最终状态下，先前打开的电流回路闭合，与此相对，先前闭合的电流回路现在处于打开状态。

Claims (15)

1.用于能源导线的断开设备，所述断开设备具有

-至少一个在所述断开设备的关闭状态下在空间上安置在第一和第二连接部件之间的断开装置，

-其中所述断开装置具有至少一个在断开设备的关闭状态下形成连接部件之间的电气连接的连接元件，

-其中所述连接元件在断开设备的关闭状态下通过第一接触位置与第一连接部件电气相连，并且通过第二接触位置与第二连接部件电气连接，

其特征在于，

所述断开装置这样安置，使得在断开设备的打开状态下，第一和第二连接部件之间的击穿电压比第一连接部件和连接元件的第一接触位置之间的和/或第二连接部件和连接元件的第二接触位置之间的要大。

2.根据权利要求1所述的断开设备，

其特征在于，

所述连接元件这样安置在所述断开装置处，使得在至少两个接触位置处的断开基本同时进行。

3.根据前述权利要求中任意一项所述的断开设备，

其特征在于，

所述断开装置能够在断开设备的打开和关闭状态之间平移和/或旋转运动。

4.根据前述权利要求中任意一项所述的断开设备，

其特征在于，

所述断开装置具有接收舌片，所述接收舌片在所述断开设备的关闭状态下将所述断开装置保持在其位置中。

5.根据前述权利要求中任意一项所述的断开设备，

其特征在于，

所述断开设备具有以压力空气控制的断开装置，优选烟火技术控制的断开装置。

6.根据前述权利要求中任意一项所述的断开设备，

其特征在于，

所述断开装置在断开设备的最终状态下这样安置，使得第一和第二连接部件之间的击穿电压等于或小于第一连接部件和连接元件的第一接触位置之间的和/或第二连接部件和连接元件的第二接触位置之间的。

7.根据前述权利要求中任意一项所述的断开设备，

其特征在于，

所述断开装置具有至少一个绝缘元件，所述绝缘元件在断开设备的打开状态下在空间上安置在第一和第二连接部件之间。

8.根据前述权利要求中任意一项所述的断开设备，

其特征在于，

所述绝缘元件由具有至少大于5kV/mm，优选大于20kV/mm，特别优选大于50kV/mm的击穿强度的绝缘材料构成。

9.根据前述权利要求中任意一项所述的断开设备，

其特征在于，

所述绝缘元件由具有至少小于10^-5S·cm^-1，优选小于10^-10S·cm^-1，特别优选小于10^{- 15}S·cm^-1的比电导率的绝缘材料构成。

10.根据前述权利要求中任意一项所述的断开设备，

其特征在于，

所述断开装置具有至少一个电阻元件，所述电阻元件在刚刚断开后以将连接部件电气连接的形式安置在所述连接部件之间。

11.根据前述权利要求中任意一项所述的断开设备，

其特征在于，

所述电阻元件由具有至少小于10²S·cm^-1，优选小于10^-1S·cm^-1，特别优选小于10^-4S·cm^-1的比电导率的材料构成。

12.根据前述权利要求中任意一项所述的断开设备，

其特征在于，

所述断开装置具有至少两个电阻元件，所述电阻元件优选由具有不同比电导率的不同材料构成。

13.根据前述权利要求中任意一项所述的断开设备，

其特征在于，

所述断开设备具有至少两个电气串联连接的断开装置，其中所述断开装置优选在空间上彼此分离地通过连接装置彼此连接。

14.用于断开能源导线的方法，所述方法包括，

-接收至少一个断开信号，

-触发至少一个信号，尤其触发用于点燃点火器的控制信号，以这样的方式，即，

-安置在断开装置上的连接元件和第一连接部件之间的电气连接第一接触位置上、以及连接元件和第二连接部件之间的电气连接在第二接触位置上这样断开，

-使得在断开设备的断开状态下，第一和第二连接部件之间的击穿电压比第一连接部件和连接元件的第一接触位置之间和/或第二连接部件和连接元件的第二接触位置之间的要大。

15.根据权利要求14所述的用于断开能源导线的方法，

其特征在于，

除断开电气连接之外，尤其与该电气连接的断开基本同时地建立一个实现了释放所存储的电能的，尤其实现了从中间回路电容中释放出中间回路电压的电气连接。