包含具有集成的次級電流保護(hù)的斷路器的汽車斷路器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及汽車斷路器，并且更特別地涉及具有集成的次級電流保護(hù)的汽車斷路器。
【背景技術(shù)】
[0002]用于汽車、小型引擎、休閑車及船舶應(yīng)用的電路使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的眾多技術(shù)中的任意技術(shù)來保護(hù)以免受過載狀況(例如，短路)的影響，包括使用熔斷器、斷路器或兩者的結(jié)合。熔斷器是在操作條件達(dá)到或超過預(yù)設(shè)參數(shù)(通常為電流值)時熔斷或斷開鏈路的一次性設(shè)備。如果鏈路被熔斷或斷開，則該熔斷器必須以另一個熔斷器來替換，這通常需要從熔斷器盒中去除斷開的熔斷器并且插入相同容量的替換熔斷器。不必說，直到熔斷器被更換之前，該特定的電路是不能操作的。在熔斷器的更換之前，還需要用戶或維修人員解決導(dǎo)致熔斷器斷開/熔斷的過載狀況。
[0003]如同上文所指出的，汽車電路同樣能夠通過斷路器來保護(hù)，該斷路器是自動操作的開關(guān)被設(shè)計用于保護(hù)電路使其免受可能由過載或短路導(dǎo)致的損壞。這樣的斷路器同樣能夠被設(shè)計用于在短時間的過載/過流狀況發(fā)生時保持為可操作的。其基本功能是檢測故障狀態(tài)并中斷電路的電流。與僅操作一次并從而必須被更換的熔斷器不同，斷路器通常被配置為使得它能夠被重置以恢復(fù)正常的操作。在汽車斷路器的情形中，斷路器一般可細(xì)分為或劃分為三種類型；類型1一一斷路器能夠自動復(fù)位，類型2—一斷路器在斷開電源后可遠(yuǎn)程復(fù)位(例如，汽車電源關(guān)閉并隨后恢復(fù))，或者類型3—一斷路器需手動復(fù)位。在斷路器復(fù)位之后，能夠給相關(guān)的電路提供電功率。
[0004]在手動復(fù)位的情形中，在斷路器內(nèi)的觸頭相互物理分離以斷開電連接并從而使斷路器跳閘。這些觸頭保持該狀態(tài)直到斷路器被手動復(fù)位。在復(fù)位斷路器時，要采取將會允許觸頭再次變?yōu)橄嗷ノ锢淼那译姷慕佑|以重新建立通過斷路器的電流的必要操作。因而，要手動復(fù)位斷路器，通常必須訪問斷路器或與斷路器關(guān)聯(lián)的功能并且采取可允許分離的觸頭變?yōu)橄嗷ソ佑|的某種操作。作為示例，絕緣材料被可去除地布置于觸頭之間，使它們保持分離；并且若要復(fù)位斷路器，絕緣材料被從觸頭之間去除，并且觸頭從而進(jìn)入跳閘前狀態(tài)。
[0005]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的汽車斷路器或斷路器技術(shù)會展示出所不希望的使用壽命期滿(E0L)失效模式。更特別地，發(fā)現(xiàn)這樣的E0L失效會影響斷路器在E0L時實現(xiàn)開路狀態(tài)的可靠性。換言之，這樣的E0L失效影響斷路器在到達(dá)或接近E0L時在發(fā)生過載或過流狀況時跳閘或造成開路的可靠性。
[0006]另外，當(dāng)前的汽車斷路器使用可創(chuàng)建剛性結(jié)構(gòu)以使斷路器的端子保持于所期望的方位的插入成型工藝。這種插入成型工藝同樣提供在端子或端子板之間的絕緣。另外，對斷路器的任意測試必須等待插入成型工藝完成。由于插入成型工藝是昂貴的工藝，并且由于任意制造或部件失效都無法檢測到，直到插入成型工藝之后，這使得這樣的故障是高成本的。
[0007]因而，最好是為汽車應(yīng)用提供新的斷路器。尤其是最好提供這樣的新的斷路器:與現(xiàn)有技術(shù)的或常規(guī)的汽車斷路器的EOL開路狀態(tài)相比，可提高斷路器獲得更好的EOL開路狀態(tài)的可靠性。同樣地，最好是提供這樣的斷路器:與現(xiàn)有技術(shù)的斷路器相比可用更低的成本來制造。這樣的新的斷路器同樣會優(yōu)選地允許可靠的尺寸校準(zhǔn)。此外，這樣的斷路器優(yōu)選地不需要高度熟練的用戶來更換和安裝這樣的斷路器，或者不需要對此類斷路器可安裝用于其上的電氣結(jié)構(gòu)或元件進(jìn)行大改動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的特征在于一種設(shè)備、組件和/或裝置，該設(shè)備、組件和/或裝置被特別地配置為可控地中斷該設(shè)備、組件或裝置內(nèi)的電流，并且還由此中斷在配置有或包含此類設(shè)備、組件或裝置的電路內(nèi)的電流。本發(fā)明的特征還在于用于制造此類設(shè)備/裝置的方法，以及用于保護(hù)電路使其免受所不希望的過流或溫度過高的狀況之一或兩者影響的方法。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其特征在于具有用于響應(yīng)于檢測到異常操作狀況而可控地中斷電流的電路中斷組件。這樣的組件包含第一端子部件和第二端子部件，每個端子部件都配置有至少第一及第二通孔和端子部分，其中每個端子部件的第一及第二通孔被配置為相互間隔開并按預(yù)定的圖形排布。這樣的組件還包含多個引腳結(jié)構(gòu)，每對通孔一個引腳結(jié)構(gòu)，其中一個引腳結(jié)構(gòu)或引腳部件被固定于相應(yīng)的第一及第二端子部件的第一通孔內(nèi)，而另一個引腳結(jié)構(gòu)或引腳部件被固定于相應(yīng)的第一及第二端子部件的第二通孔內(nèi)。由于這樣的固定，第一及第二端子部件彼此間保持固定的關(guān)系以及期望的方位。
[0010]這樣的組件還包含與第一及第二端子部件電耦接的第一電路保護(hù)機(jī)制。在更具體的實施例中，第一電路保護(hù)機(jī)制被配置為位于第一及第二端子部件電鏈路內(nèi)。該第一保護(hù)機(jī)制還被配置用于導(dǎo)致在第一及第二端子之間的電流至少暫時中斷響應(yīng)于過流或溫度過高的預(yù)設(shè)失效狀況中的至少一個或兩者。
[0011 ] 在更多的實施例中，這樣的組件還包含同樣與第一及第二端子電耦接的次級電路保護(hù)機(jī)制。在更具體的實施例中，次級電路保護(hù)機(jī)制被配置為位于第一及第二端子部件的電鏈路內(nèi)。次級保護(hù)機(jī)制還被配置用于響應(yīng)于另一個預(yù)設(shè)定的過流失效狀況而中斷在第一及第二端子之間的電流。在更具體的實施例中，這樣的次級保護(hù)機(jī)制是熔斷器鏈路。這樣的次級保護(hù)機(jī)制是有利的，因為它在斷路器組件的使用壽命期滿時適當(dāng)?shù)厥箶嗦菲魈l并造成開路狀態(tài)，提尚了組件的可靠性。
[0012]在另外一些實施例中，這樣的電路中斷組件被配置并被排布使得第一及次級保護(hù)機(jī)制是相互不同的。
[0013]在另外一些實施例中，這樣的組件還能夠被配置用于實現(xiàn)下文所描述的任意特征，包括將電路中斷組件布置于沒有與組件形成整體的外殼內(nèi)，例如，在使用常規(guī)的插入成型工藝時發(fā)生的操作。
[0014]根據(jù)另本發(fā)明的一個方面，其特征在于具有用于響應(yīng)于檢測到異常操作狀況而可控地中斷電流的電路中斷設(shè)備。這樣的中斷設(shè)備包含第一及第二端子部件，每個端子部件都配置有至少第一及第二通孔和端子部分。此外，每個端子部件的第一及第二通孔還被配置為相互間隔開并按預(yù)定的圖形排布。
[0015]這樣的中斷設(shè)備還包含多個引腳結(jié)構(gòu)，每對通孔一個引腳結(jié)構(gòu)。另外，一個引腳結(jié)構(gòu)被固定于相應(yīng)的第一及第二端子部件的第一通孔內(nèi)，而另一個引腳結(jié)構(gòu)被固定于相應(yīng)的第一及第二端子部件的第二通孔內(nèi)，由此這樣的固定導(dǎo)致第一及第二端子部件彼此間保持固定的關(guān)系。
[0016]在更多的實施例中，每個引腳狀結(jié)構(gòu)都具有預(yù)定的長度，并且當(dāng)引腳狀結(jié)構(gòu)被固定于第一及第二通孔內(nèi)時，第一及第二部件彼此間保持預(yù)定的距離。這樣的引腳或引腳狀結(jié)構(gòu)包含陶瓷材料，或者作為選擇包含電介質(zhì)材料或絕緣材料之一。此類材料的機(jī)械性能還在于例如使端子在受到設(shè)計載荷時保持預(yù)定的相隔距離。
[0017]在另外一些實施例中，每個小孔都被配置使得引腳在被插入通孔內(nèi)時與通孔嚙合(例如，機(jī)械嚙合)，由此使第一及第二端子各自固定于引腳上且彼此間成固定的關(guān)系。在更具體的實施例中，每個通孔和每個引腳分別被配置并被調(diào)整尺寸以便在通孔與引腳結(jié)構(gòu)的端部之間建立壓入配合(press fit)。
[0018]在另外一些實施例中，這樣的電路中斷設(shè)備還包含第一保護(hù)機(jī)制或跳閘機(jī)制，用于檢測異常操作狀況并暫時切斷或終止通過第一及第二端子的電流。這會相應(yīng)地中斷在與電流中斷設(shè)備電耦接的電路內(nèi)的電流。在更多的實施例中，這樣的跳閘機(jī)制被配置用于使電路中斷設(shè)備保持為跳閘狀態(tài)，切斷電流，直到采取行動以允許重新建立電流。
[0019]在更多的實施例中，這樣的跳閘裝置或機(jī)制還包含在預(yù)先設(shè)定的狀況下重新建立通過第一及第二端子的電流的機(jī)制或裝置。
[0020]在更具體的實施例中，跳閘裝置或機(jī)制包含被配置用于在檢測到異常狀況之后保持第一及第二端子部件的開路狀態(tài)的電路構(gòu)件，并且該電路構(gòu)件還響應(yīng)于外部信號而終止其功能。在更具體的實施例中，外部信號包括終止對電路構(gòu)件的供電，并且其中通過第一及第二端子的電流在恢復(fù)了對電路構(gòu)件的供電之后被重新建立。
[0021]在另外一些實施例中，跳閘裝置或機(jī)制包含雙金屬電路構(gòu)件，該雙金屬電路構(gòu)件被配置用于在正常操作期間于第一及第二端子之間建立閉路，并且在異常狀況期間于第一及第二端子部件之間建立開路，此時雙金屬構(gòu)件被認(rèn)為處于斷開狀態(tài)。
[0022]此外，電路構(gòu)件還包含被配置并被排布以使雙金屬構(gòu)件在設(shè)備跳閘之后保持為斷開狀態(tài)的正溫度系數(shù)(PTC)設(shè)備。在更具體的實施例中，PTC設(shè)備接收作用于(例如，加熱)雙金屬構(gòu)件以便使雙金屬構(gòu)件保持于或高于期望溫度由此在第一及第二端子部件之間保持開路狀態(tài)的小電流。
[0023]在另外一些實施例中，這樣的電路中斷設(shè)備還包含次級電路保護(hù)設(shè)備，該次級保護(hù)設(shè)備包含被排布為位于第一及第二端子部件的電鏈路內(nèi)的熔斷器鏈路等。這樣的熔斷器鏈路被配置為在達(dá)到或超過預(yù)設(shè)電流時熔斷以便切斷通過第一及第二端子部件的電流。如本文所示，這樣的次級保護(hù)設(shè)備有利地提供了用于在第一及第二端子部件之間建立開路的冗余機(jī)制，尤其是對于使用壽命期滿的情形。
[0024]在另外一些實施例中，這樣的電路中斷設(shè)備還包含雙金屬元件和熔斷器鏈路。雙金屬元件被更具體地配置并排布，使得它響應(yīng)于異常操作狀況的低過載并由此導(dǎo)致通過端子部件的電流被暫時中斷。這樣的雙金屬元件同樣還響應(yīng)于溫度過高的狀況。熔斷器鏈路被排布，使得它位于第一及第二端子部件的電鏈路內(nèi)，并且熔斷器鏈路還被配置為在達(dá)到或超過對應(yīng)于高過載的預(yù)設(shè)電流時熔斷，以便由此永久切斷通過第一及第二端子部件的電流。換言之，在第一及第二端子部件之間的開路狀態(tài)被建立，要求更換中斷設(shè)備以便重新建立閉合的電連接。在更具體的實施例中，雙金屬元件被配置為可在預(yù)定時間的延遲之后或者在中斷設(shè)備的狀態(tài)改變之后自行自動復(fù)位。
[0025]在另外一些實施例中，第一及第二端子部件被配置并被排布使得當(dāng)?shù)谝患暗诙俗硬考还潭ㄓ谝_結(jié)構(gòu)時，相應(yīng)的第一及第二端子部件的端子端部被排布為彼此間隔開預(yù)定的距離，并且因而端子端部基本上位于同一平面內(nèi)。以此方式，端子端部能夠插入設(shè)置于端子盒等之內(nèi)的互補(bǔ)(complimentary)插座內(nèi)。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，其特征在于具有電路中斷裝置包含斷路器組件以及斷路器組件的某些部分被布置/容納于其內(nèi)的外殼。這樣的斷路器組件被配置以便響應(yīng)于檢測到異常操作狀況而可控地中斷電流。
[0027]這樣的斷路器組件包含第一端子部件和第二端子部件，每個端子部件都配置有至少第一及第二通孔和端子部分，其中每個端子部件的第一及第二通孔被排布為相互間隔開并按預(yù)定的圖形排布。這樣的組件還包含多個引腳結(jié)構(gòu)或引腳狀部件，每對通孔一個引腳結(jié)構(gòu)。此外，一個引腳結(jié)構(gòu)被固定于相應(yīng)的第一及第二端子部件的第一通孔內(nèi)，而另一個引腳結(jié)構(gòu)被固定于相應(yīng)的第一及第二端子部件的第二通孔內(nèi)，由此這樣的固定導(dǎo)致第一及第二端子部件彼此間保持固定的關(guān)系。
[0028]在另外一些實施例中，每個引腳狀結(jié)構(gòu)都具有預(yù)定的長度以便在被固定于第一及第二通孔內(nèi)時使第一及第二部件彼此間保持預(yù)定的距離。此外，每個引腳或引腳狀結(jié)構(gòu)都包含陶瓷材料、電介質(zhì)材料或絕緣材料之一。
[0029]在另外一些實施例中，第一及第二端子部件被配置并被排布使得當(dāng)?shù)谝患暗诙俗硬考还潭ㄓ谝_結(jié)構(gòu)時，相應(yīng)的第一及第二端子部件的端子端部被排布為彼此間隔開預(yù)定的距離，并且因而端子端部基本上位于同一平面內(nèi)。以此方式，端子端部能夠被插入設(shè)置于斷路器或電路中斷設(shè)備的端子盒等內(nèi)的插座內(nèi)。
[0030]在另外一些實施例中，每個小孔被配置使得引腳結(jié)構(gòu)在被插入通孔內(nèi)時與通孔嚙合(例如，機(jī)械嚙合)，由此使引腳結(jié)構(gòu)固定于各自的通孔內(nèi)。以此方式，第一及第二端