專(zhuān)利名稱(chēng)：尤其用于大電流強(qiáng)度的分?jǐn)嚯娏骰芈返难b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分?jǐn)嚯娏骰芈返难b置，它尤其用于大電流強(qiáng)度。
對(duì)于不同的應(yīng)用需要使用開(kāi)關(guān)或完全普通的裝置來(lái)分?jǐn)嚯娏骰芈?，尤其在故障狀態(tài)或另外快速并可靠、不可逆地分?jǐn)嚯娏骰芈?，以免損壞技術(shù)設(shè)備或危害人員。當(dāng)技術(shù)設(shè)備、例如能量分配網(wǎng)絡(luò)或汽車(chē)(KFZ)技術(shù)中出現(xiàn)大電流時(shí)，尤其需要這種裝置。對(duì)于這種分?jǐn)嚯娏骰芈返难b置應(yīng)有高的可靠性要求；尤其是電流回路必需足夠快及可靠、持久地被分?jǐn)?，而不?huì)由開(kāi)關(guān)過(guò)程本身引起技術(shù)設(shè)備或人員的損傷。而且，這種裝置必需盡可能地不用維護(hù)并在長(zhǎng)時(shí)間未操作、例如直到20年后還能可靠地執(zhí)行其功能。
在KFZ技術(shù)中，希望并需要在事故出現(xiàn)后盡可能短的時(shí)間上使電池與車(chē)內(nèi)電纜確定地且不可逆地分?jǐn)?。以此方式可避免?dāng)例如是在事故期間由于侵入車(chē)身鋼板使電纜絕緣擦破或松散的電纜端部彼此或?qū)﹁F皮部分的擺動(dòng)時(shí)形成的火花或等離子所產(chǎn)生的點(diǎn)火源，及溢出的汽油著火或在事故后由形成的可燃汽油-空氣混合物引起爆炸。
為了實(shí)現(xiàn)用于分?jǐn)嘣谄渲辛鬟^(guò)大電流的電流回路的裝置，由DE29700594U1公知了一種電安全開(kāi)關(guān)，其中設(shè)置在一個(gè)殼體內(nèi)的導(dǎo)體借助一個(gè)由高溫技術(shù)加速的電絕緣分離體來(lái)分?jǐn)?。該分離體位于距待分?jǐn)鄬?dǎo)體元件一定距離的原始位置上，及在設(shè)于燃燒室中的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷通過(guò)一個(gè)例如也用于釋放空氣囊的信號(hào)釋放后，朝著導(dǎo)體元件的方向加速。通過(guò)通常具有相對(duì)大橫截面的導(dǎo)體元件上的刻槽將實(shí)現(xiàn)使該導(dǎo)體元件或分?jǐn)鄥^(qū)域極快地分?jǐn)?。在待分?jǐn)嗟膶?dǎo)體元件的下面設(shè)有一個(gè)空間，它將包圍進(jìn)入其中被分?jǐn)嗟膶?dǎo)體端部并接受分離體。因此在該裝置中導(dǎo)體端部不會(huì)不受控制地被沖斷及掉下。但是如果在這種裝置中其導(dǎo)體元件上流過(guò)大電流，當(dāng)導(dǎo)體元件出現(xiàn)斷裂時(shí)，便立即形成電弧，以致實(shí)際上電流首先以全幅度繼續(xù)通過(guò)。但電弧將通過(guò)實(shí)際上絕緣的分離體極快地被熄滅。
并且由此也使從電池流到用電器的電流或短路電流實(shí)現(xiàn)快速不可逆的關(guān)斷，但是由于在電流回路中總是具有的電感將由自感產(chǎn)生很高的電壓峰值，由此具有使與其連接的裝置及絕緣不可逆地?fù)p壞的危險(xiǎn)。
此外由DE4438157C1公知了一種高溫技術(shù)分?jǐn)嘌b置，它也由同樣原理構(gòu)成。這里也是一個(gè)絕緣分離件被驅(qū)動(dòng)負(fù)荷加速并剪斷一個(gè)待分?jǐn)嗟脑榇嗽摲蛛x件最好具有一個(gè)構(gòu)在前端的凹槽，以便在其邊緣區(qū)域構(gòu)成刀刃。借助該裝置，即使較粗的導(dǎo)體元件也可用較小強(qiáng)度的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷保證可靠且盡可能快的關(guān)斷。如果這種分?jǐn)嘌b置用作電開(kāi)關(guān)時(shí)，則仍會(huì)由于流動(dòng)電流的快速開(kāi)斷出現(xiàn)高感應(yīng)電壓的問(wèn)題。
此外，這些公知的裝置為使分離件足夠加速需要驅(qū)動(dòng)負(fù)荷，它盡管有構(gòu)造相當(dāng)堅(jiān)固的殼體，但潛在一定的危險(xiǎn)性。這些公知的裝置必需接受高成本的合格試驗(yàn)，這就導(dǎo)致不可低估的時(shí)間消耗及費(fèi)用開(kāi)支。
另外結(jié)構(gòu)的分?jǐn)鄰?qiáng)電流的裝置，如從電力技術(shù)中公知的裝置，這里將不予考慮，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)類(lèi)似繼電器，由此在汽車(chē)內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)械及熱／氣候環(huán)境條件中將不能達(dá)到所需的可靠性(在未有一次開(kāi)關(guān)及無(wú)維護(hù)的20后還能可靠地工作)。此外，在汽車(chē)技術(shù)中應(yīng)用這種裝置，即使在相應(yīng)簡(jiǎn)單實(shí)施的情況下，總是在量級(jí)上太昂貴和／或太重或太大。
本發(fā)明的任務(wù)是，從本序文所述的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，創(chuàng)立一種分?jǐn)嚯娏骰芈返难b置，并尤其用于大電流強(qiáng)度，它一方面能可靠及足夠快、不可逆地分?jǐn)啻謹(jǐn)嗟碾娏骰芈?，及另一方面可避免位于電流回路中的部件被感?yīng)的電壓峰值損壞。
根據(jù)本發(fā)明該任務(wù)將通過(guò)權(quán)利要求1的特征來(lái)解決。
首先，本發(fā)明是基于這樣的知識(shí)鑒于在待分離電流回路中流過(guò)的電流實(shí)現(xiàn)分?jǐn)嗟倪^(guò)程速度，可找到一個(gè)能接受的折衷方案，一方面保證電流足夠快地分?jǐn)?，以避免電?有時(shí)是不允許的大電流)對(duì)設(shè)備及人員的危害，及另一方面使電流不如此快地關(guān)斷，以免使感應(yīng)的電壓峰值危及設(shè)備和人員，即電流變化率d(i)／dt的值不能過(guò)大。
根據(jù)本發(fā)明，不同于公知的裝置，即在撞擊導(dǎo)體元件或?qū)w元件的分離區(qū)域的前面不使用加速到如150至200m／s的高速度的分離部件，它極快地分?jǐn)鄬?dǎo)體元件及必要時(shí)需熄滅形成的電弧。為取代它，將使分離區(qū)域直接地或通過(guò)位于分離區(qū)域原始位置上的驅(qū)動(dòng)反射器由釋放壓力沖擊。當(dāng)然，在原始位置上的驅(qū)動(dòng)反射器可設(shè)置得離分離區(qū)域一個(gè)小的距離，以致在撞擊時(shí)僅具有每秒幾米或幾拾米的較小速度。
借此在產(chǎn)生釋放壓力后可使分離區(qū)域足夠快地分?jǐn)啵珱](méi)有快到形成不能接受的高感應(yīng)電壓。因?yàn)椴恍枰糜诩铀俜蛛x部件的加速路程，故可實(shí)現(xiàn)很小的結(jié)構(gòu)尺寸。例如可將該裝置裝在汽車(chē)電池的電池夾上。
根據(jù)本發(fā)明，在一個(gè)方案中通過(guò)對(duì)分離區(qū)域的壓力沖擊可使分離區(qū)域中的整個(gè)導(dǎo)體橫截面分?jǐn)?。在另一方案中僅是分離區(qū)域橫截面的一部分被分?jǐn)啵纱丝捎檬Ｓ嗖糠志S持對(duì)用電器供電一段時(shí)間，尤其用在汽車(chē)中。對(duì)此這樣地設(shè)計(jì)剩余導(dǎo)體橫截面的尺寸，即通過(guò)導(dǎo)體橫截面流過(guò)的電流可足以對(duì)減小橫截面的分離區(qū)域相當(dāng)于對(duì)一個(gè)熔斷器加熱及接著全部分?jǐn)唷Ｔ诜蛛x區(qū)域長(zhǎng)度上的導(dǎo)體橫截面及分離區(qū)域的長(zhǎng)度可這樣設(shè)定，即減小的分離區(qū)域的電阻足以使通過(guò)導(dǎo)體元件的電流下降到如此小的值，以致可排除設(shè)備及人員的危險(xiǎn)，并仍能維持對(duì)用電器緊急供電預(yù)定的時(shí)間直至分離區(qū)域熔斷。此外可選擇減小的分離區(qū)域的材料，以使它具有預(yù)定的電阻值。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式，在殼體中設(shè)有一個(gè)室，在該室中充有一種可激活的、并在其激活后釋放熱能和／或產(chǎn)生氣體的媒質(zhì)，最好是一種高溫技術(shù)材料或具有內(nèi)部能量或化學(xué)能的氣體，其中通過(guò)媒質(zhì)的激活產(chǎn)生直接沖擊于分離區(qū)域或通過(guò)驅(qū)動(dòng)反射器沖擊的釋放壓力。
對(duì)此可在受到分離區(qū)域橫截面相應(yīng)構(gòu)成的支持下，通過(guò)對(duì)高溫技術(shù)混合物及其熔燒或特性的選擇對(duì)分離過(guò)程如此地控制，以使得電流的關(guān)斷連同在大電流情況下形成的(等離子)電弧的熄滅以這樣的速度進(jìn)行，即使得通常起破壞作用的感應(yīng)能量可“耗損”掉。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式中，為了激活媒質(zhì)可設(shè)置點(diǎn)火或觸發(fā)件。借此可如在公知裝置中那樣地實(shí)現(xiàn)媒質(zhì)被很快激活及媒質(zhì)本身很快地形成釋放壓力。
在另一個(gè)實(shí)施形式中，為了激活媒質(zhì)可設(shè)置通過(guò)電流加熱的導(dǎo)體或通過(guò)很大電流引起爆炸的導(dǎo)體。尤其通過(guò)使用僅加熱的導(dǎo)體，例如熱絲，可得到結(jié)構(gòu)及媒質(zhì)激活特別簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施形式，其中可激活媒質(zhì)可借助一種可導(dǎo)入室的熱氣體來(lái)激活，其中該熱氣體最好可由另一分離電流回路的裝置輸入。借此尤其可實(shí)現(xiàn)當(dāng)用于分?jǐn)嗟谝浑娏骰芈返牡谝谎b置被激活時(shí)使用于分?jǐn)嗟诙娏骰芈坊蚨鄠€(gè)其它電流回路的第二或多個(gè)其它裝置被強(qiáng)制地激活。在這里應(yīng)指出，當(dāng)然在一個(gè)單個(gè)共用殼體內(nèi)可設(shè)置多個(gè)待分?jǐn)嗟膶?dǎo)體元件及配置用于分?jǐn)嘞鄳?yīng)導(dǎo)體元件的可激活媒質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式，可激活媒質(zhì)可通過(guò)熱能被激活，該熱能是當(dāng)導(dǎo)體元件或分離區(qū)域的溫度超過(guò)一個(gè)預(yù)定值時(shí)由導(dǎo)體元件、尤其是分離區(qū)域給出的，其中媒質(zhì)最好與導(dǎo)體元件和／或分離區(qū)域形成良好的溫度接觸。借此可實(shí)現(xiàn)裝置被激活，及當(dāng)未設(shè)有通過(guò)信號(hào)控制的激活裝置、如熱絲或點(diǎn)火件或觸發(fā)件形式的裝置、或當(dāng)現(xiàn)有的可控激活裝置不起作用或不再產(chǎn)生控制信號(hào)時(shí)還可保證裝置被激活。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式中，驅(qū)動(dòng)反射器構(gòu)成杯狀或具有一個(gè)杯狀區(qū)域，并且驅(qū)動(dòng)反射器用其側(cè)壁的前端向分離區(qū)域沖擊。該驅(qū)動(dòng)反射器在此起到一個(gè)沖頭的作用。分離區(qū)域最好這樣構(gòu)成，即除了其中驅(qū)動(dòng)反射器用其側(cè)壁的前端向分離區(qū)域沖擊的區(qū)域外，分離區(qū)域相對(duì)與其相鄰的導(dǎo)體元件的橫截面設(shè)有削弱部分。
該沖頭形式的驅(qū)動(dòng)反射器在裝置激活后壓斷或壓裂分離區(qū)域的一部分，它使分離區(qū)域的整個(gè)橫截面分離，或是僅使其相應(yīng)的一部分分離。在后種情況下，分離區(qū)域的削弱部分最好以封閉曲線或僅向分離區(qū)域一側(cè)張開(kāi)的曲線形式延伸，以使得在分離區(qū)域中“沖”出一個(gè)開(kāi)口或向著分離區(qū)域一側(cè)張開(kāi)的槽。
當(dāng)然，這樣構(gòu)成的分離區(qū)域的部分?jǐn)嚅_(kāi)不僅可通過(guò)使用驅(qū)動(dòng)反射器而且可在對(duì)分離區(qū)域的直接沖擊下實(shí)現(xiàn)。
在所有情況下分離區(qū)域可如此地構(gòu)成，即不是整個(gè)或多個(gè)塊部分被斷開(kāi)，而是分離區(qū)域在一個(gè)或多個(gè)確定區(qū)域上被斷裂，并且，在每種情況下至少實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體橫截面的減小。為了斷裂該分離區(qū)域可這樣構(gòu)成，即它將在一個(gè)區(qū)域中沿削弱線斷裂及部分區(qū)域象裂片似地被彎曲。
在本發(fā)明的另一實(shí)施形式中，杯狀驅(qū)動(dòng)反射器或杯狀區(qū)域的內(nèi)腔至少部分地充有可熱激活并當(dāng)其激活后給出熱能和／或產(chǎn)生氣體的媒質(zhì)，最好是一種高溫技術(shù)材料或具有內(nèi)能或化學(xué)能的氣體，其中該媒質(zhì)與導(dǎo)體元件和／或分離區(qū)域形成良好的溫度接觸。
在另一實(shí)施形式中，分離區(qū)域至少部分地由一種相對(duì)導(dǎo)體元件的其余部分導(dǎo)電差的材料構(gòu)成。一方面，借此可達(dá)到該區(qū)域相對(duì)其余的導(dǎo)體更強(qiáng)地被加熱。在需要熱能和／或產(chǎn)生氣體的媒質(zhì)自激活的實(shí)施形式中當(dāng)通過(guò)不允許的大電流在導(dǎo)體元件或在分離區(qū)域中產(chǎn)生熱能的情況下，以此方式可作到，使用相對(duì)高激活溫度的媒質(zhì)及在相對(duì)小的電流或相對(duì)小的導(dǎo)體溫度時(shí)仍可滿足裝置的釋放。另一方面，通過(guò)在分離區(qū)域中使用導(dǎo)電差的材料可實(shí)現(xiàn)熔斷絲的功能，尤其是在激活后導(dǎo)體元件不完全斷開(kāi)的實(shí)施形式中更是如此。在這種情況下，在激活后仍起作用的導(dǎo)體橫截面至少部分地由導(dǎo)電較差的材料構(gòu)成。
在另一實(shí)施形式中在分離區(qū)域由壓力沖擊的表面設(shè)有一個(gè)密封室或杯狀驅(qū)動(dòng)反射器的內(nèi)腔的柔性膜。如同驅(qū)動(dòng)反射器的情況，借此可保證，當(dāng)由壓力沖擊分離區(qū)域時(shí)不是首先在分離區(qū)域中形成小的擊穿及通過(guò)該擊穿口使壓力下降，并不能引起所需的分離區(qū)域的完全或部分的斷裂。
在另一實(shí)施形式中，驅(qū)動(dòng)反射器可由一種記憶材料構(gòu)成，并且當(dāng)超過(guò)一閾值電壓(激活)時(shí)該驅(qū)動(dòng)反射器將進(jìn)入其記憶形狀，該形狀在橫切導(dǎo)體元件的方向上具有比驅(qū)動(dòng)反射器在原始位置及溫度小于閾值溫度時(shí)的形狀大的伸展，其中驅(qū)動(dòng)反射器用其一端支承在相對(duì)殼體固定的止擋上，并由此在分離區(qū)域激活時(shí)被壓力沖擊及至少部分地分?jǐn)唷?br> 在本發(fā)明的通過(guò)壓力沖擊至少分離區(qū)域的部分區(qū)域被斷開(kāi)的實(shí)施形式中，在殼體中設(shè)有一個(gè)接受室，用于接受斷開(kāi)的部分區(qū)域。該接受室可保證，在裝置激活后設(shè)備及人員不會(huì)受到分離區(qū)域碎片的危害。
接受室具有這樣的幾何結(jié)構(gòu)或在可設(shè)置裝置，以便在壓力沖擊的斷開(kāi)及部分區(qū)域壓入接受室后，將部分區(qū)域固定在離開(kāi)其余分離區(qū)域或分?jǐn)嗟膶?dǎo)體元件的位置上。借此可避免通過(guò)松弛地位于接受室中的斷開(kāi)導(dǎo)體部分使分?jǐn)嗟碾娏骰芈分匦聼o(wú)意地閉合，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式中，當(dāng)殼體的室中或在杯狀驅(qū)動(dòng)反射器的內(nèi)腔中的媒質(zhì)激活及分離區(qū)域的至少一個(gè)部分區(qū)域斷開(kāi)后，可通過(guò)至少部分被斷裂的分離區(qū)域產(chǎn)生氣體流。該通過(guò)作用于分離區(qū)域的釋放壓力產(chǎn)生的氣體流可在部分塊斷開(kāi)或分離區(qū)域斷裂后，冷卻在分?jǐn)啻箅娏骶o后有時(shí)形成的等離子，由此可在“關(guān)斷過(guò)程”期間附加地產(chǎn)生相對(duì)慢的電流衰減，并由此可得到小的感應(yīng)電壓。另一方面，當(dāng)未使用絕緣的驅(qū)動(dòng)反射器時(shí)該氣體流用于等離子的可靠吹滅。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式中，接受室可具有用于散發(fā)待從接受室排出的氣體容積和／或用于產(chǎn)生釋放壓力的氣體容積的開(kāi)口。通過(guò)對(duì)該開(kāi)口定尺寸就能以所需方式調(diào)節(jié)通過(guò)分離區(qū)域的氣體流強(qiáng)度。
本發(fā)明的其它實(shí)施形式可由從屬權(quán)利要求得出。以下將借助附圖中所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。附圖為

圖1至5根據(jù)本發(fā)明的裝置的5個(gè)可能實(shí)施形式依次串聯(lián)的的概要縱截面圖；圖6通過(guò)根據(jù)圖1裝置的一個(gè)橫截面；圖7通過(guò)根據(jù)圖5裝置的一個(gè)橫截面圖8削弱分離區(qū)域中導(dǎo)體橫截面的可能結(jié)構(gòu)的概示圖，但未用俯視圖表示導(dǎo)體；圖9具有不同類(lèi)型削弱分離區(qū)域的導(dǎo)體元件(圖9a，9b，9c具有在整個(gè)導(dǎo)體寬度上的單側(cè)或雙側(cè)削弱及相對(duì)大軸向延伸的分離區(qū)域的縱截面；圖9b圖9a中分離區(qū)域的俯視圖；圖9c一個(gè)橢圓孔形狀削弱的分離區(qū)域的俯視圖)；圖10具有不同類(lèi)型削弱分離區(qū)域的導(dǎo)體元件(圖10a，10e，10f具有在整個(gè)導(dǎo)體寬度上兩個(gè)軸向隔開(kāi)的單側(cè)或雙側(cè)槽狀削弱的分離區(qū)域的縱截面；圖10g相應(yīng)圖10a的縱截面，但具有V形槽；圖10h相應(yīng)圖10a的縱截面，但在槽底部具有橫向孔；圖10b相應(yīng)圖10a的俯視圖；圖10c具有方形延伸槽的分離區(qū)域的俯視圖；圖10d具有圓形延伸槽的分離區(qū)域的俯視圖)；圖11具有不同類(lèi)型削弱分離區(qū)域及同時(shí)由一種差導(dǎo)電材料構(gòu)成一部分分離區(qū)域的導(dǎo)體元件(圖11a具有在相對(duì)大的軸向延伸上具有雙側(cè)削弱的分離區(qū)域的縱截面；圖11b相應(yīng)圖11a的俯視圖；圖11c相應(yīng)圖11a的俯視圖，但具有較小分離區(qū)域的連接橋?qū)挘粓D11d，11e具有圓形或方形削弱部分的分離區(qū)域的俯視圖)；圖12至18根據(jù)本發(fā)明的裝置的其它實(shí)施例的縱截面。
圖1至5以概要截面圖表示用于分?jǐn)嚯娏骰芈?、尤其用于分?jǐn)啻箅娏鲝?qiáng)度的裝置的不同實(shí)施例。為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，將多個(gè)不同的實(shí)施形式集中描繪在一個(gè)單一的殼體1內(nèi)并作用一個(gè)單一的待分?jǐn)鄬?dǎo)體元件。當(dāng)然，在實(shí)際中通常無(wú)需多個(gè)裝置以圖示的方式相串聯(lián)，盡管在原理上是可能的。但是，必要時(shí)將多個(gè)各作用于不同待分?jǐn)鄬?dǎo)體元件的分離裝置集裝在單個(gè)殼體中，是完全有利的。
在圖1所示的實(shí)施形式中，在設(shè)有導(dǎo)體元件3的殼體的一側(cè)上具有一個(gè)燃燒室5，其中充有一種高溫技術(shù)的混合物7。也可一般地在室5中設(shè)置一種可激活的媒質(zhì)來(lái)取代該高溫技術(shù)的混合物。該可激活的媒質(zhì)也不一定要象根據(jù)圖1至3及5、和12至18的實(shí)施形式所示地，完全充滿燃燒室。而通常較小容積的可激活媒質(zhì)就夠產(chǎn)生足夠高的壓力，以便這樣地沖擊導(dǎo)電元件3的分離區(qū)域9，即至少部分地使后者斷裂并切斷通過(guò)導(dǎo)體元件3的電流。
圖4表示其中燃燒室5僅部分地充有一種高溫技術(shù)混合物7或一種可激活的媒質(zhì)的實(shí)施形式。為了保證由于下述原因使可激活的媒質(zhì)與分離區(qū)域9或?qū)w元件3形成良好的熱接觸，設(shè)置了一個(gè)彈簧沖擊板11，它通常將粉末狀的媒質(zhì)壓向分離區(qū)域9。當(dāng)媒質(zhì)被激活以產(chǎn)生釋放壓力時(shí)，彈簧加壓板使燃燒室的容積幾乎完全被恢復(fù)。
分離區(qū)域9最好以某一方式削弱地構(gòu)成，以便易于斷裂或分?jǐn)?。為此圖8a及8b示出相應(yīng)的線狀結(jié)構(gòu)，它們例如可通過(guò)沖壓或類(lèi)似方式被設(shè)置在分離區(qū)域中。這些線狀削弱部分最好實(shí)在朝著燃燒室5的分離區(qū)域9的一側(cè)上。對(duì)此表示在圖8a及8b中的結(jié)構(gòu)可全部或部分地設(shè)在分離區(qū)域9的表面中。只要這些結(jié)構(gòu)例如被看作沖壓的結(jié)構(gòu)，則它們可具有比分離區(qū)域9的直徑或?qū)挾容^大或較小的直徑。此外，這些結(jié)構(gòu)可相對(duì)導(dǎo)體元件3的軸同心地或不同地設(shè)置在分離區(qū)域上。
在圖8a及8b中各以同心表示的結(jié)構(gòu)具有延伸在封閉外周線之間的連接線。借此可實(shí)現(xiàn)使分離區(qū)域葉狀地?cái)嗔?，其中各葉總是在外周線上與分離區(qū)域保持連接，并使分離區(qū)域沿交叉線斷裂。
如圖2中所示，分離區(qū)域9本身可總地具有比其它導(dǎo)體元件3小的橫截面。也可根據(jù)圖8a及8b另外再設(shè)置附加的削弱結(jié)構(gòu)。
在圖1，2，5至14，17及18所示的實(shí)施形式中激活媒質(zhì)7最好以兩種不同的方式來(lái)激活一方面可設(shè)置點(diǎn)火或觸發(fā)元件13，它通過(guò)一個(gè)電信號(hào)、例如用于空氣囊的觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制并激活該激活媒質(zhì)7。
另一方面，激活媒質(zhì)與導(dǎo)體單元3或分離區(qū)域9形成良好的導(dǎo)熱接觸。借此可實(shí)現(xiàn)在使用溫度敏感的激活媒質(zhì)的情況下，當(dāng)導(dǎo)體元件和／或分離區(qū)域超過(guò)預(yù)定的閾值溫度時(shí)，該裝置被釋放。
在這兩種可能的情況下，多個(gè)裝置可通過(guò)借助通道14對(duì)相應(yīng)燃燒室5的連接被同時(shí)或彼此在時(shí)間上稍有滯后地被釋放。該可能性被概要地表示在圖2至4中，其中在圖2的裝置激活后圖3及4中的裝置被強(qiáng)制地激活。
由表示圖1中橫截面的圖6可看出，為了使燃燒室5相對(duì)分離區(qū)域9或?qū)w元件3形成密封，燃燒室可具有較小的寬度(垂直于導(dǎo)體元件)，在燃燒室與分離區(qū)域或?qū)w元件之間的肩部設(shè)有一個(gè)密封件15，例如為一個(gè)O形環(huán)形式的密封件。對(duì)于密封也可用導(dǎo)體元件與殼體的固定連接來(lái)取代O形環(huán)，例如通過(guò)焊接，粘接或?qū)w的直接擠壓。
圖5及以橫截面表示的圖7中的實(shí)施形式指示一種構(gòu)成板狀驅(qū)動(dòng)反射器17的應(yīng)用，其中燃燒室5相對(duì)驅(qū)動(dòng)反射器17及導(dǎo)體元件或分離區(qū)域9也可借助密封件15來(lái)密封。該驅(qū)動(dòng)反射器用于保證在分離區(qū)域被沖擊壓力時(shí)不僅僅形成一個(gè)小裂口，通過(guò)它使產(chǎn)生壓力的氣體散走，而未使分離區(qū)域9以所需方式完全斷裂或斷開(kāi)。此外該驅(qū)動(dòng)反射器最好這樣地定尺寸，即燃燒室5中的媒質(zhì)7將與導(dǎo)體元件3或分離區(qū)域9形成良好的導(dǎo)電接觸。
所有在附圖中所示的實(shí)施形式是公同的，即在燃燒室5對(duì)面的分離區(qū)域9一側(cè)上設(shè)有接受室19。它用于接受從分離區(qū)域斷開(kāi)的部分及接受導(dǎo)體元件的彎曲端部或分離區(qū)域的葉狀斷裂及彎曲部分。
如圖3中所示，接受室19可向下、即在離開(kāi)分離區(qū)域9的方向上收縮地構(gòu)成，以使得被沖擊壓力壓到接受室中的剪切斷塊能可靠地保持在其中。借此該裝置的運(yùn)動(dòng)及震動(dòng)不會(huì)導(dǎo)致經(jīng)過(guò)導(dǎo)體元件3的電流路徑以不希望的方式重被閉合。
圖3表示另一可能的解決方案在接受室19的側(cè)壁上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)突塊21，它們用于將剪斷的分離區(qū)域9鎖定在接受室的下部。
圖9，10及11所表示的分離區(qū)域9或?qū)w元件3可結(jié)合所說(shuō)明的根據(jù)本發(fā)明裝置的各個(gè)實(shí)施形式應(yīng)用。
圖9表示各種分離區(qū)域9，各通過(guò)其整個(gè)寬度的單側(cè)上方(圖9a，圖9b相應(yīng)圖9a的俯視圖)、單側(cè)下方(圖9d)或雙側(cè)(圖9e)的削弱。圖9c作為導(dǎo)體元件3的俯視圖，它表示具有從上方看為橢圓結(jié)構(gòu)凹槽形式的分離區(qū)域9的削弱部分。通過(guò)該削弱結(jié)構(gòu)底部的斷裂，經(jīng)過(guò)導(dǎo)體元件的電流路徑不會(huì)立即完全斷開(kāi)，而是其橫截面減小。借此，在剩余導(dǎo)體導(dǎo)體橫截面的尺寸合適的情況下可維持用電器的應(yīng)急供電。在此情況下，該導(dǎo)體橫截面的尺寸最好這樣地確定，即它使得電流強(qiáng)度下回到允許的值上。此外，剩余導(dǎo)體橫截面的尺寸可這樣地確定，即在分離區(qū)域的一部分?jǐn)嗔押罅鬟^(guò)分離區(qū)域的電流將加熱該剩余導(dǎo)體橫截面，以便在一個(gè)預(yù)定時(shí)間后使分離區(qū)域如熔斷絲那樣被燒斷。
圖10表示使分離區(qū)域削弱的另外可能性，其中僅設(shè)有窄刻槽。相對(duì)圖9及11的實(shí)施形式，這里可作到使分離區(qū)域的熱容量無(wú)實(shí)質(zhì)性的減小并在大電流時(shí)使其較慢地加熱。
刻槽可延伸在分離區(qū)域9的整個(gè)寬度上，在此例中最好設(shè)置兩個(gè)軸向隔開(kāi)的刻槽。在這種情況下刻槽之間的區(qū)域?qū)嗦?。這些刻槽可以從上方(圖10a及其俯視圖10b，圖10h)，從下方(圖10e)或從下方及上方(圖10f)刻入。為了優(yōu)化剪切性能，這些刻槽的內(nèi)側(cè)可設(shè)有橫向孔(圖10h)，或向內(nèi)收縮地構(gòu)成(圖10g)。類(lèi)似于圖9c，刻槽也可具有任意延伸的封閉曲線，以致僅是分離區(qū)域的相應(yīng)區(qū)域斷裂，并首先未使電流路徑完全斷裂，而是形成導(dǎo)體橫截面的減小(參照上述)。
圖11表示類(lèi)似圖9的分離區(qū)域的實(shí)施形式，但其中分離區(qū)域待斷裂的部分由一種導(dǎo)電比導(dǎo)體元件3其余部分的材料差的材料構(gòu)成。借此該分離區(qū)域?qū)⑹艿奖葘?dǎo)體元件其余部分高的溫度。這可用于，根據(jù)導(dǎo)體元件3及分離區(qū)域9的溫度在相對(duì)低的導(dǎo)體3的溫度下引起裝置的釋放，或可使用需要較高釋放溫度的媒質(zhì)。
在圖12中所示的實(shí)施形式中，使用了一種杯狀驅(qū)動(dòng)反射器。在驅(qū)動(dòng)反射器23的上方設(shè)有燃燒室5，位于其中的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷或可激活媒質(zhì)可點(diǎn)火或觸發(fā)件或一般地通過(guò)可控觸發(fā)裝置來(lái)釋放。該驅(qū)動(dòng)反射器支承在殼體1中的擋肩25上。
在驅(qū)動(dòng)反射器的內(nèi)腔27中同樣包括一種可由溫度激活的媒質(zhì)7，它與導(dǎo)體元件3或分離區(qū)域9形成良好的導(dǎo)熱接觸。該內(nèi)腔通過(guò)驅(qū)動(dòng)反射器頂壁中的孔29與燃燒室5形成連通。孔29可被阻擋，例如使用一種薄膜阻擋，其中當(dāng)內(nèi)腔27及燃燒室5之間差超過(guò)預(yù)定壓力差時(shí)該阻擋層將破裂。因此在該實(shí)施形式中，當(dāng)燃燒室5中的媒質(zhì)被控制激活時(shí)，在驅(qū)動(dòng)反射器23中的媒質(zhì)7也將被激活，在達(dá)到阻擋層破裂所需的壓力后，通過(guò)杯狀驅(qū)動(dòng)反射器的側(cè)壁前端對(duì)分離區(qū)域9的壓力沖擊如此地大，以致使分離區(qū)域的相應(yīng)部分?jǐn)嗔鸦驍嚅_(kāi)，及驅(qū)動(dòng)反射器或在一定情況下與斷開(kāi)的部分移動(dòng)到接受室中。如果內(nèi)腔中的媒質(zhì)附加地激活時(shí)，則引起另外的壓力增高及使分離區(qū)域的相應(yīng)部分?jǐn)嚅_(kāi)。
如果在根據(jù)圖12的實(shí)施形式中，驅(qū)動(dòng)反射器23內(nèi)腔中的媒質(zhì)7首先被激活及由此產(chǎn)生的壓力不足以使分離區(qū)域9斷裂或斷開(kāi)，則從一定壓力起使孔29的阻擋層破裂并使燃燒室5中的媒質(zhì)附加地被激活。由此可保證，在任何情況下都能使分離區(qū)域以所需方式斷裂或斷開(kāi)。
燃燒室5的密封通過(guò)驅(qū)動(dòng)反射器23的外壁及殼體1的內(nèi)壁之間的密封件30，例如O形環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在驅(qū)動(dòng)反射器23的下側(cè)及分離區(qū)域9之間設(shè)置了密封薄膜31，用來(lái)使驅(qū)動(dòng)反射器23的內(nèi)腔27密封。在分離區(qū)域9斷開(kāi)以后，薄膜31的密封作用被取消，以使得通過(guò)接受室19中的氣體流使多離子體吹走。如果在任何情況下氣吹作用能合乎需要，則孔29的阻擋層必須這樣設(shè)計(jì)，即在燃燒室5中的媒質(zhì)7被激活時(shí)該阻擋層也將破裂。
圖13表示一種實(shí)施形式，它實(shí)質(zhì)上與根據(jù)圖12的實(shí)施形式相一致。但在驅(qū)動(dòng)反射器23的側(cè)壁的前端及導(dǎo)體元件3或分離區(qū)域9之間使用一個(gè)環(huán)形密封件33來(lái)取代密封薄膜。在該實(shí)施形式中驅(qū)動(dòng)反射器23的頂壁23a在向燃燒室的方向上構(gòu)成凹形。借此可獲得驅(qū)動(dòng)反射器外壁相對(duì)殼體內(nèi)壁更好的密封。并附加地使用了薄膜35，它用于使未完全充滿燃燒室的燃燒室5的可激活媒質(zhì)7與點(diǎn)火件或觸發(fā)件保持良好的接觸。
根據(jù)圖14的實(shí)施形式在很大程度上相應(yīng)于圖12中的實(shí)施形式，但驅(qū)動(dòng)反射器23具有加大的、被燃燒室5中的媒質(zhì)7沖擊的上部區(qū)域及具有減小直徑的杯狀下部區(qū)域。借此可得到一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即通過(guò)杯狀區(qū)域側(cè)壁前端作用在導(dǎo)體元件3或分離區(qū)域9上的壓力可比根據(jù)圖12的實(shí)施形式中的壓力大。為了導(dǎo)入驅(qū)動(dòng)反射器23，在殼體中設(shè)置了一個(gè)導(dǎo)向環(huán)37。
為了進(jìn)一步增大壓力或剪切力在根據(jù)圖12至14a的實(shí)施形式中驅(qū)動(dòng)反射器23側(cè)壁前端可具有例如由圖14b中所示的橫截面。
圖15a及圖15b表示一個(gè)實(shí)施形式，其中使用了由一種記憶材料作的驅(qū)動(dòng)反射器39來(lái)取代圖12至14a中的驅(qū)動(dòng)反射器23，后者在其內(nèi)腔中容納可激活媒質(zhì)。通過(guò)導(dǎo)體元件3或分離區(qū)域9上不允許的高溫產(chǎn)生的自釋放將這樣地實(shí)現(xiàn)，即該驅(qū)動(dòng)反射器的記憶材料在超過(guò)一個(gè)閾值溫度時(shí)會(huì)跳變地成為一個(gè)被記憶的形狀，它在驅(qū)動(dòng)反射器的縱軸方向具有較大的軸向長(zhǎng)度。在自釋放時(shí)因此將得到圖15b中所示的驅(qū)動(dòng)反射器39的位置，其中驅(qū)動(dòng)反射器使分離區(qū)域9斷開(kāi)并壓入到接受室中。為了實(shí)現(xiàn)較大的驅(qū)動(dòng)反射器的縱向變化，它可具有風(fēng)箱型外壁。
根據(jù)圖16a及16b的實(shí)施形式在很大程度上與圖15及15b中的實(shí)施形式相同。僅是該實(shí)施形式放棄了驅(qū)動(dòng)反射器39鋸齒狀或風(fēng)箱型的外壁。
在與根據(jù)圖5的實(shí)施形式很大程度上相一致的圖17的裝置中，使用了一種板狀驅(qū)動(dòng)反射器41，它具有向上方延伸的側(cè)壁，在其中容納可激活的媒質(zhì)7。該側(cè)壁在其上端被燃燒室5的上內(nèi)壁密封。因此，在該實(shí)施形式中可保證，在媒質(zhì)7激活后所有殘余物仍保留在驅(qū)動(dòng)反射器中。在該實(shí)施形式中該驅(qū)動(dòng)反射器最好也這樣地構(gòu)成，即媒質(zhì)7與導(dǎo)體元件3或分離區(qū)域9形成良好的導(dǎo)熱接觸，以便實(shí)現(xiàn)自釋放。
根據(jù)圖18a及18b的實(shí)施形式在很大程度上與圖1中的實(shí)施形式相同。但對(duì)于燃燒室5相對(duì)導(dǎo)體元件3的密封使用了一種薄膜43，它與導(dǎo)體元件一起被容放在殼體壁中。該薄膜是具有柔性的，以致在斷裂后產(chǎn)生延伸并與分離區(qū)域9一起被壓到接受室19中。在該實(shí)施形式中媒質(zhì)7的組成部分也保留在殼體內(nèi)，甚至在接受室19的壁中設(shè)置排氣孔以散發(fā)接受室19中所含氣體時(shí)也如此。如果將要如上述地實(shí)現(xiàn)氣吹功能，則必需這樣地設(shè)置薄膜41，即大于一定的超延展時(shí)它將被撕裂，以便允許通過(guò)氣體流。
最后應(yīng)指出，不言而諭，以上參照各個(gè)實(shí)施形式所述的所有特征也可結(jié)合另外的實(shí)施例使用。
可激活媒質(zhì)也可是一種惰性氣體，它被封閉在室5或驅(qū)動(dòng)反射器23的內(nèi)室7中。該氣體可借助適當(dāng)?shù)难b置被突變地加熱(激活)，以便形成釋放壓力。這種裝置可涉及熱絲或引爆絲。
權(quán)利要求
1．分?jǐn)嚯娏骰芈?、尤其用于分?jǐn)啻箅娏鲝?qiáng)度的裝置，a)具有一個(gè)殼體(1)，其中至少設(shè)有一個(gè)導(dǎo)體元件(3)，該導(dǎo)體元件具有一個(gè)分離區(qū)域(9)及這樣地連接在待分?jǐn)嗟碾娏骰芈分?，即使得待分?jǐn)嗟碾娏髀窂酵ㄟ^(guò)導(dǎo)體元件(3)延伸，及b)具有設(shè)在殼體(1)中或其上的可激活裝置(13，7；3，9，7)，用于產(chǎn)生釋放壓力，它可直接地作用于分離區(qū)域(9)上和／或通過(guò)在一個(gè)原始位置上沖擊分離區(qū)域(9)的驅(qū)動(dòng)反射器(17，23，39，41)作用在分離區(qū)域(9)上，c)其中分離區(qū)域(9)或驅(qū)動(dòng)反射器(17，23，39，41)這樣地構(gòu)成，即在裝置(13，7；3，9，7)被激活后，分離區(qū)域(9)完全地?cái)嗔鸦驍嚅_(kāi)或分離區(qū)域(9)的橫截面減小。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中在殼體(1)中設(shè)有一個(gè)室(5)，在該室中充有一種可激活的、并在其激活后釋放熱能和／或產(chǎn)生氣體的媒質(zhì)(7)，最好是一種高溫技術(shù)材料或具有內(nèi)部能量或化學(xué)能的氣體，其中通過(guò)媒質(zhì)(7)的激活產(chǎn)生直接沖擊于分離區(qū)域(9)或通過(guò)驅(qū)動(dòng)反射器(17，23，39，41)沖擊的釋放壓力。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其中為了激活媒質(zhì)(7)設(shè)置了點(diǎn)火或觸發(fā)件(13)。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其中為了激活媒質(zhì)(7)設(shè)置了通過(guò)電流加熱的導(dǎo)體或通過(guò)很大電流引起爆炸的導(dǎo)體。
5．根據(jù)權(quán)利要求2至4中一項(xiàng)的裝置，其中可激活媒質(zhì)(7)借助一種可導(dǎo)入室(5)的熱氣體來(lái)激活，其中該熱氣體最好可由另一分離電流回路的裝置輸入。
6．根據(jù)權(quán)利要求2至5中一項(xiàng)的裝置，其中可激活媒質(zhì)(7)通過(guò)熱能被激活，該熱能是當(dāng)導(dǎo)體元件(3)或分離區(qū)域(9)的溫度超過(guò)一個(gè)預(yù)定值時(shí)由導(dǎo)體元件(3)、尤其是分離區(qū)域(9)給出的，其中媒質(zhì)(7)最好與導(dǎo)體元件(3)和／或分離區(qū)域(9)形成良好的溫度接觸。
7．根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的裝置，其中驅(qū)動(dòng)反射器(23)構(gòu)成杯狀或具有一個(gè)杯狀區(qū)域，并且驅(qū)動(dòng)反射器(23)用其側(cè)壁的前端向分離區(qū)域(9)沖擊。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中杯狀驅(qū)動(dòng)反射器(23)或杯狀區(qū)域的內(nèi)腔(27)至少部分地充有可熱激活并當(dāng)其激活后給出熱能和／或產(chǎn)生氣體的媒質(zhì)(7)，最好是一種高溫技術(shù)材料或具有內(nèi)能或化學(xué)能的氣體，及該媒質(zhì)(7)與導(dǎo)體元件(3)和／或分離區(qū)域(9)形成良好的溫度接觸。
9．根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的裝置，其中分離區(qū)域(9)這樣地構(gòu)成，即在壓力沖擊時(shí)從分離區(qū)域(9)上斷開(kāi)一部分，或分離區(qū)域(9)在部分區(qū)域上這樣地?cái)嗔?，即分離區(qū)域(9)完全地分?jǐn)嗷蚍蛛x區(qū)域(9)的橫截面減小到一預(yù)定值。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中分離區(qū)域(9)至少在其橫截面的部分區(qū)域上相對(duì)導(dǎo)體元件(3)的其余部分被削弱。
11．根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的裝置，其中分離區(qū)域(3)至少部分地由一種相對(duì)導(dǎo)體元件(3)的其余部分導(dǎo)電差的材料構(gòu)成。
12．根據(jù)權(quán)利要求2至11中一項(xiàng)的裝置，其中在分離區(qū)域(9)由壓力沖擊的表面設(shè)有一個(gè)密封室(5)或杯狀驅(qū)動(dòng)反射器(23)的內(nèi)腔(27)的柔性膜(31)。
13．根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的裝置，其中驅(qū)動(dòng)反射器(39)由一種記憶材料構(gòu)成，并且當(dāng)超過(guò)一閾值電壓(激活)時(shí)該驅(qū)動(dòng)反射器(39)將進(jìn)入其記憶形狀，該形狀在橫切導(dǎo)體元件(3)的方向上具有比驅(qū)動(dòng)反射器(39)在原始位置及溫度小于閾值溫度時(shí)的形狀大的伸展，其中驅(qū)動(dòng)反射器(39)用其一端支承在相對(duì)殼體(1)固定的止擋上，并由此在分離區(qū)域(9)激活時(shí)被壓力沖擊及至少部分地分?jǐn)唷?br> 14．根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的裝置，其中通過(guò)壓力沖擊至少分離區(qū)域(9)的部分區(qū)域被斷開(kāi)，及在殼體(1)中設(shè)有一個(gè)接受室(1)，用于接受斷開(kāi)的部分區(qū)域。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中接受室(19)具有這樣的幾何結(jié)構(gòu)或裝置，以便在壓力沖擊的斷開(kāi)及部分區(qū)域壓入接受室(1)后，將部分區(qū)域固定在離開(kāi)其余分離區(qū)域(9)或分?jǐn)嗟膶?dǎo)體元件(3)的位置上。
16．根據(jù)權(quán)利要求14或15的裝置，其中接受室(19)具有用于散發(fā)氣體容積的開(kāi)口。
17．根據(jù)權(quán)利要求2至16中一項(xiàng)的裝置，其中在殼體(1)的室(5)中或在杯狀驅(qū)動(dòng)反射器(23)的內(nèi)腔(27)中的媒質(zhì)(7)激活及分離區(qū)域(9)的至少一個(gè)部分區(qū)域斷開(kāi)后，可通過(guò)至少部分被斷裂的分離區(qū)域(9)產(chǎn)生氣體流。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于分?jǐn)嚯娏骰芈?、尤其用于分?jǐn)啻箅娏鲝?qiáng)度的裝置,它具有一個(gè)殼體(1),其中至少設(shè)有一個(gè)導(dǎo)體元件(3),該導(dǎo)體元件具有一個(gè)分離區(qū)域(9)及這樣地連接在待分?jǐn)嗟碾娏骰芈分?即使得待分?jǐn)嗟碾娏髀窂酵ㄟ^(guò)導(dǎo)體元件(3)延伸,及具有設(shè)在殼體(1)中或其上的可激活裝置(13,7;3,9,7),用于產(chǎn)生釋放壓力,它可直接地作用于分離區(qū)域(9)上和/或通過(guò)在一個(gè)原始位置上沖擊分離區(qū)域(9)的驅(qū)動(dòng)反射器(17,23,39,41)作用在分離區(qū)域(9)上,其中分離區(qū)域(9)或驅(qū)動(dòng)反射器(17,23,39,41)這樣地構(gòu)成,即在裝置(13,7;3,9,7)被激活后,分離區(qū)域(9)完全地?cái)嗔鸦驍嚅_(kāi)或分離區(qū)域(9)的橫截面減小。
文檔編號(hào)H01H39/00GK1292927SQ99803754
公開(kāi)日2001年4月25日 申請(qǐng)日期1999年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月19日
發(fā)明者彼得·利勒 申請(qǐng)人:Trw車(chē)輛電氣與零件有限兩合公司, 彼得·利勒