包含具有集成的次级电流保护的断路器的汽车断路器的制造方法

文档序号:9617206
包含具有集成的次级电流保护的断路器的汽车断路器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及汽车断路器,并且更特别地涉及具有集成的次级电流保护的汽车断路器。
【背景技术】
[0002]用于汽车、小型引擎、休闲车及船舶应用的电路使用本领域技术人员已知的众多技术中的任意技术来保护以免受过载状况(例如,短路)的影响,包括使用熔断器、断路器或两者的结合。熔断器是在操作条件达到或超过预设参数(通常为电流值)时熔断或断开链路的一次性设备。如果链路被熔断或断开,则该熔断器必须以另一个熔断器来替换,这通常需要从熔断器盒中去除断开的熔断器并且插入相同容量的替换熔断器。不必说,直到熔断器被更换之前,该特定的电路是不能操作的。在熔断器的更换之前,还需要用户或维修人员解决导致熔断器断开/熔断的过载状况。
[0003]如同上文所指出的,汽车电路同样能够通过断路器来保护,该断路器是自动操作的开关被设计用于保护电路使其免受可能由过载或短路导致的损坏。这样的断路器同样能够被设计用于在短时间的过载/过流状况发生时保持为可操作的。其基本功能是检测故障状态并中断电路的电流。与仅操作一次并从而必须被更换的熔断器不同,断路器通常被配置为使得它能够被重置以恢复正常的操作。在汽车断路器的情形中,断路器一般可细分为或划分为三种类型;类型1一一断路器能够自动复位,类型2—一断路器在断开电源后可远程复位(例如,汽车电源关闭并随后恢复),或者类型3—一断路器需手动复位。在断路器复位之后,能够给相关的电路提供电功率。
[0004]在手动复位的情形中,在断路器内的触头相互物理分离以断开电连接并从而使断路器跳闸。这些触头保持该状态直到断路器被手动复位。在复位断路器时,要采取将会允许触头再次变为相互物理的且电的接触以重新建立通过断路器的电流的必要操作。因而,要手动复位断路器,通常必须访问断路器或与断路器关联的功能并且采取可允许分离的触头变为相互接触的某种操作。作为示例,绝缘材料被可去除地布置于触头之间,使它们保持分离;并且若要复位断路器,绝缘材料被从触头之间去除,并且触头从而进入跳闸前状态。
[0005]已经发现当前的汽车断路器或断路器技术会展示出所不希望的使用寿命期满(E0L)失效模式。更特别地,发现这样的E0L失效会影响断路器在E0L时实现开路状态的可靠性。换言之,这样的E0L失效影响断路器在到达或接近E0L时在发生过载或过流状况时跳闸或造成开路的可靠性。
[0006]另外,当前的汽车断路器使用可创建刚性结构以使断路器的端子保持于所期望的方位的插入成型工艺。这种插入成型工艺同样提供在端子或端子板之间的绝缘。另外,对断路器的任意测试必须等待插入成型工艺完成。由于插入成型工艺是昂贵的工艺,并且由于任意制造或部件失效都无法检测到,直到插入成型工艺之后,这使得这样的故障是高成本的。
[0007]因而,最好是为汽车应用提供新的断路器。尤其是最好提供这样的新的断路器:与现有技术的或常规的汽车断路器的EOL开路状态相比,可提高断路器获得更好的EOL开路状态的可靠性。同样地,最好是提供这样的断路器:与现有技术的断路器相比可用更低的成本来制造。这样的新的断路器同样会优选地允许可靠的尺寸校准。此外,这样的断路器优选地不需要高度熟练的用户来更换和安装这样的断路器,或者不需要对此类断路器可安装用于其上的电气结构或元件进行大改动。

【发明内容】

[0008]本发明的特征在于一种设备、组件和/或装置,该设备、组件和/或装置被特别地配置为可控地中断该设备、组件或装置内的电流,并且还由此中断在配置有或包含此类设备、组件或装置的电路内的电流。本发明的特征还在于用于制造此类设备/装置的方法,以及用于保护电路使其免受所不希望的过流或温度过高的状况之一或两者影响的方法。
[0009]根据本发明的一个方面,其特征在于具有用于响应于检测到异常操作状况而可控地中断电流的电路中断组件。这样的组件包含第一端子部件和第二端子部件,每个端子部件都配置有至少第一及第二通孔和端子部分,其中每个端子部件的第一及第二通孔被配置为相互间隔开并按预定的图形排布。这样的组件还包含多个引脚结构,每对通孔一个引脚结构,其中一个引脚结构或引脚部件被固定于相应的第一及第二端子部件的第一通孔内,而另一个引脚结构或引脚部件被固定于相应的第一及第二端子部件的第二通孔内。由于这样的固定,第一及第二端子部件彼此间保持固定的关系以及期望的方位。
[0010]这样的组件还包含与第一及第二端子部件电耦接的第一电路保护机制。在更具体的实施例中,第一电路保护机制被配置为位于第一及第二端子部件电链路内。该第一保护机制还被配置用于导致在第一及第二端子之间的电流至少暂时中断响应于过流或温度过高的预设失效状况中的至少一个或两者。
[0011 ] 在更多的实施例中,这样的组件还包含同样与第一及第二端子电耦接的次级电路保护机制。在更具体的实施例中,次级电路保护机制被配置为位于第一及第二端子部件的电链路内。次级保护机制还被配置用于响应于另一个预设定的过流失效状况而中断在第一及第二端子之间的电流。在更具体的实施例中,这样的次级保护机制是熔断器链路。这样的次级保护机制是有利的,因为它在断路器组件的使用寿命期满时适当地使断路器跳闸并造成开路状态,提尚了组件的可靠性。
[0012]在另外一些实施例中,这样的电路中断组件被配置并被排布使得第一及次级保护机制是相互不同的。
[0013]在另外一些实施例中,这样的组件还能够被配置用于实现下文所描述的任意特征,包括将电路中断组件布置于没有与组件形成整体的外壳内,例如,在使用常规的插入成型工艺时发生的操作。
[0014]根据另本发明的一个方面,其特征在于具有用于响应于检测到异常操作状况而可控地中断电流的电路中断设备。这样的中断设备包含第一及第二端子部件,每个端子部件都配置有至少第一及第二通孔和端子部分。此外,每个端子部件的第一及第二通孔还被配置为相互间隔开并按预定的图形排布。
[0015]这样的中断设备还包含多个引脚结构,每对通孔一个引脚结构。另外,一个引脚结构被固定于相应的第一及第二端子部件的第一通孔内,而另一个引脚结构被固定于相应的第一及第二端子部件的第二通孔内,由此这样的固定导致第一及第二端子部件彼此间保持固定的关系。
[0016]在更多的实施例中,每个引脚状结构都具有预定的长度,并且当引脚状结构被固定于第一及第二通孔内时,第一及第二部件彼此间保持预定的距离。这样的引脚或引脚状结构包含陶瓷材料,或者作为选择包含电介质材料或绝缘材料之一。此类材料的机械性能还在于例如使端子在受到设计载荷时保持预定的相隔距离。
[0017]在另外一些实施例中,每个小孔都被配置使得引脚在被插入通孔内时与通孔啮合(例如,机械啮合),由此使第一及第二端子各自固定于引脚上且彼此间成固定的关系。在更具体的实施例中,每个通孔和每个引脚分别被配置并被调整尺寸以便在通孔与引脚结构的端部之间建立压入配合(press fit)。
[0018]在另外一些实施例中,这样的电路中断设备还包含第一保护机制或跳闸机制,用于检测异常操作状况并暂时切断或终止通过第一及第二端子的电流。这会相应地中断在与电流中断设备电耦接的电路内的电流。在更多的实施例中,这样的跳闸机制被配置用于使电路中断设备保持为跳闸状态,切断电流,直到采取行动以允许重新建立电流。
[0019]在更多的实施例中,这样的跳闸装置或机制还包含在预先设定的状况下重新建立通过第一及第二端子的电流的机制或装置。
[0020]在更具体的实施例中,跳闸装置或机制包含被配置用于在检测到异常状况之后保持第一及第二端子部件的开路状态的电路构件,并且该电路构件还响应于外部信号而终止其功能。在更具体的实施例中,外部信号包括终止对电路构件的供电,并且其中通过第一及第二端子的电流在恢复了对电路构件的供电之后被重新建立。
[0021]在另外一些实施例中,跳闸装置或机制包含双金属电路构件,该双金属电路构件被配置用于在正常操作期间于第一及第二端子之间建立闭路,并且在异常状况期间于第一及第二端子部件之间建立开路,此时双金属构件被认为处于断开状态。
[0022]此外,电路构件还包含被配置并被排布以使双金属构件在设备跳闸之后保持为断开状态的正温度系数(PTC)设备。在更具体的实施例中,PTC设备接收作用于(例如,加热)双金属构件以便使双金属构件保持于或高于期望温度由此在第一及第二端子部件之间保持开路状态的小电流。
[0023]在另外一些实施例中,这样的电路中断设备还包含次级电路保护设备,该次级保护设备包含被排布为位于第一及第二端子部件的电链路内的熔断器链路等。这样的熔断器链路被配置为在达到或超过预设电流时熔断以便切断通过第一及第二端子部件的电流。如本文所示,这样的次级保护设备有利地提供了用于在第一及第二端子部件之间建立开路的冗余机制,尤其是对于使用寿命期满的情形。
[0024]在另外一些实施例中,这样的电路中断设备还包含双金属元件和熔断器链路。双金属元件被更具体地配置并排布,使得它响应于异常操作状况的低过载并由此导致通过端子部件的电流被暂时中断。这样的双金属元件同样还响应于温度过高的状况。熔断器链路被排布,使得它位于第一及第二端子部件的电链路内,并且熔断器链路还被配置为在达到或超过对应于高过载的预设电流时熔断,以便由此永久切断通过第一及第二端子部件的电流。换言之,在第一及第二端子部件之间的开路状态被建立,要求更换中断设备以便重新建立闭合的电连接。在更具体的实施例中,双金属元件被配置为可在预定时间的延迟之后或者在中断设备的状态改变之后自行自动复位。
[0025]在另外一些实施例中,第一及第二端子部件被配置并被排布使得当第一及第二端子部件被固定于引脚结构时,相应的第一及第二端子部件的端子端部被排布为彼此间隔开预定的距离,并且因而端子端部基本上位于同一平面内。以此方式,端子端部能够插入设置于端子盒等之内的互补(complimentary)插座内。
[0026]根据本发明的另一个方面,其特征在于具有电路中断装置包含断路器组件以及断路器组件的某些部分被布置/容纳于其内的外壳。这样的断路器组件被配置以便响应于检测到异常操作状况而可控地中断电流。
[0027]这样的断路器组件包含第一端子部件和第二端子部件,每个端子部件都配置有至少第一及第二通孔和端子部分,其中每个端子部件的第一及第二通孔被排布为相互间隔开并按预定的图形排布。这样的组件还包含多个引脚结构或引脚状部件,每对通孔一个引脚结构。此外,一个引脚结构被固定于相应的第一及第二端子部件的第一通孔内,而另一个引脚结构被固定于相应的第一及第二端子部件的第二通孔内,由此这样的固定导致第一及第二端子部件彼此间保持固定的关系。
[0028]在另外一些实施例中,每个引脚状结构都具有预定的长度以便在被固定于第一及第二通孔内时使第一及第二部件彼此间保持预定的距离。此外,每个引脚或引脚状结构都包含陶瓷材料、电介质材料或绝缘材料之一。
[0029]在另外一些实施例中,第一及第二端子部件被配置并被排布使得当第一及第二端子部件被固定于引脚结构时,相应的第一及第二端子部件的端子端部被排布为彼此间隔开预定的距离,并且因而端子端部基本上位于同一平面内。以此方式,端子端部能够被插入设置于断路器或电路中断设备的端子盒等内的插座内。
[0030]在另外一些实施例中,每个小孔被配置使得引脚结构在被插入通孔内时与通孔啮合(例如,机械啮合),由此使引脚结构固定于各自的通孔内。以此方式,第一及第二端
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