[發明專利]具有熱機械補償元件的熔斷保險絲

在審

• 申請號: 201380059655.X
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN104885184A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 佩德羅·費爾南德斯;于爾根·弗萊塔格;薩沙·舒爾特;清水明彥;哈通·維爾斯特曼
• 申請（專利權）人: 和平工程公司
• 主分類號: H01H85/00
• 分類號: H01H85/00;H01H85/042;H01H85/08;H01H85/18
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 董科

本發明涉及一種熔斷保險絲，特別適用于具有高壓電路的機動車輛，根據權利要求1的類屬部分。

熔斷保險絲很久以前就已經被人們所熟知。它們構成了電流過載保護裝置，通過熔斷可熔導體斷開電路。所述可熔導體被通過它的電流所加熱，在一定時間范圍內，如果通過它的電流顯著超標，它就會熔化。

熔斷保險絲在強電負載下加熱。所得熱機械膨脹可最終導致可熔導體的疲勞損壞。

當涉及到保護具有電動或混合動力驅動的機動車輛中的高壓電路時，非常高的要求就由安裝在高壓電路中的熔斷保險絲形成了。一個不受控制的短路可以摧毀整個電氣系統。此外，對于位于高壓電路中附近的人有受傷的高危險性。

為了確保熔斷保險絲的可靠運行，即使在被反復施壓之后，也有必要保證熔斷保險絲的理化性質維持不變。因此，由于可熔導體的熱機械膨脹，必須防止保險絲失去其特性，因為否則，故障觸發或可熔導體過早損壞會由于材料疲勞而發生。

很多開發渠道正在實行，著眼于防止熔斷保險絲中的可熔導體的疲勞損壞。為此目的，可熔導體被黏貼，例如，在凝固的石英砂或水泥中，在熱機械膨脹的情況下，一項措施旨在限制它們的運動。在這種情況下，該可熔導體以這樣的方式被夾持以致于應力可被最佳地傳遞到固定材料。首先，可熔導體被設計為以便成角度的，在可熔導體的單個角內，一種承擔機械峰值應力的缺點的方法，其最終會導致過早的疲勞損壞。其它的可熔導體以波狀或螺旋狀被固定在水泥中。因此，作為可熔導體的螺旋導線不含潛在絞纏的位置，但其隨后在其整個長度上具有相同的直徑，由于所謂的偽保險絲不存在，某些反過來使得快速和可靠的觸發更加困難。附著在水泥或凝固的石英砂中的可熔導體的另一個缺點是由這種熔斷保險絲的生產過程形成的非常高的要求，其反過來轉化為更高的生產成本。

本發明的目的在于提出了一種熔斷保險絲——特別適用于具有高壓電路的機動車輛——其使用壽命顯著延長并且其生產成本可維持在低水平。

此目的是通過具有權利要求1中的特征的熔斷保險絲達到的。

這種熔斷保險絲具有一個電絕緣外殼，電絕緣外殼中有將兩個觸點彼此連接的可熔導體，從而，在兩個彼此相鄰的縱向區域之間，該可熔導體具有一個旋轉點，在熱機械膨脹的情況下，縱向區域可以圍繞該旋轉點旋轉。在這種情況下，這是特別有利的，該可熔導體作出類似一個或更多個被均勻彎曲并免于絞纏的彈簧元件的回應，于是允許由要轉換為旋轉運動的熱機械應力導致的可熔導體的膨脹。這樣可以防止絞纏運動，在此期間，機械負荷峰值將不得不被吸收，從而盡量減少該可熔導體的過早疲勞損壞的風險。

在本發明的特別優選的實施例中，所述可熔導體具有一個中心對稱形狀?？扇蹖w的這種構造使得在標注尺寸的基礎上容易地考慮個別移動范圍或膨脹的可熔導體的旋轉范圍成為可能。此外，該中心對稱形狀允許該可熔導體內的熱機械應力的均勻分布。尤其是，其有利于該可熔導體在旋轉點具有減小的橫截面——這里的中心對稱點——換言之，一個靜止的地點，因為在此情況下只有最小的機械負荷出現在該偽保險絲的減小的橫截面中。

可熔導體被該絕緣外殼中的電弧抑制裝置所包圍尤為實用。由于除了其它方面，電弧的強度取決于要被連接的電流的幅度，當電路被切斷時會發生，它必須能夠非常有效地冷卻電路。

在一個優選的實施例中，所述電弧抑制裝置是石英砂。在短路的情況下，通過可熔導體的電流能夠達到比保險絲的額定電流高幾個數量級的水平。在此過程中，在短路期間，該可熔導體遍歷聚集的三種狀態，即固體、液體和氣體。當該可熔導體呈氣態時，一個電流流經它的等離子體被創造了出來；劇烈地加熱該石英砂的電弧形成了。在此過程中，熔化的石英砂如此強烈地冷卻著電弧以致于該等離子體的復燃被有效地防止。在此過程中，電弧被熄滅并且要被保護的該線路因此從注入的電流源或電壓源被斷開。

在本發明的一個特別優選的實施例中，該可熔導體在電弧抑制裝置中是可移動的——石英砂——環繞著它。與傳統的熔斷保險絲相比，其中該可熔導體緊附在凝固的水泥或石英砂中，根據本發明的一個實施例所述的可熔導體被布置為使得它在殼體內和在石英砂或其中所含的電弧抑制裝置中都是可移動的。移動的這種自由性允許該可熔導體將這種由熱機械膨脹造成的膨脹轉變為彈性旋轉運動。其結果是，根據本發明所述的熔斷保險絲的可熔導體的使用壽命被顯著地延長，并且其理化性質可在一段更長的時間內得到保證。由這種熔斷保險絲的生產工藝形成的簡單要求轉化成了額外的成本節約。

在附圖的基礎上，本發明及其實施例將會在下面進行更加詳細的闡述。

下面的附圖表明：