Brevet FR2008348A1 — publié le 19700123

La présente invention se rapporte à des dispositifs électriques, ainsi qu'aux procédés et aux appareils pour -fabriquer ces derniers, qui comportent des parties conductrices supportées par un élément isolant. Bien que présentant d'autres ap-5 plications, la présente invention est particulièrement avantageuse pour former des éclateurs solides et durables d'une manière simple et directe, avec un minimum de frais. Dans la technique antérieure, la fabrication des éclateurs et des dispositifs électriques semblables a comporté des 10 opérations compliquées et coûteuses telles que par exemple la manipulation complexe de résines de coulée liquides et d'éléments préformés coûteux, ou bien le trempage répété de formes en fils métalliques dans une matière plastique liquide. Les dispositifs se rompaient facilement et étaient sujets à des 15 incidents ou défaillances. La présente invention a eu pour but général de supprimer les inconvénients des dispositifs, procédés et appareils de la technique antérieure et de fournir des dispositifs tenaces et durables, ainsi que des procédés et des appareils simplifiés 20 pour les fabriquer à un prix minimal. Suivant la présente invention, des éléments conducteurs sont disposés contre une surface d'une bande en, matière isolante qui est constituée par une matière plastique, les parties conductrices et la bande étant disposées entre deux éléments 25 de pression rigides qui sont rapprochés l'un de l'autre pour presser les parties conductrices dans la bande. Avec ce procédé simple, on forme tin élément isolant dans lequel sont bloquées à des emplacements espacés les parties conductrices. Suivant une caractéristique spéciale de la présente in-30 vention, on utilise une seconde bande de matière isolante, les parties conductrices étant serrées en sandwich entre les deux bandes et en appliquant une pression suffisante pour coller ensemble les surfaces tournées l'une vers l'autre des bandes. De préférence, les plaques de pression sont chauffées 35 pour ramollir la matière plastique et pour faciliter la fusion des bandes l'une avec l'autre, lorsqu'on utilise deux bandes. Suivant une autre caractéristique spéciale de la présente invention, les bandes comprennent une matière, fibreuse, de préférence une natte de fibres de verre, imprégnée d'une matière 69 12608 2 2008348 plastique qui de préférence est un polyester semi-mûri. Suivant ces caractéristiques, on forme un élément,de support qui est très tenace et durable tout en étant fabriqué facilement. D'autres caractéristiques importantes se rapportent à 5 la formation d'un éclateur, réalisé à l'aide d'un fil métallique présentant de préférence une configuration en forme de U qui est coupé à l'endroit de son anse après son montage pour réaliser un éclateur de forme précise. Dans un agencement préféré, les parties des branches du fil en forme de U qui sont 10 espacées de son anse sont pressées dans les bandes pendant l'assemblage pour former un éclateur sans isolant. Suivant un autre aspect de la présente invention, l'anse est pressée dans la bande isolante et une fente est découpée à travers l'élément isolant, ainsi qu'à travers l'anse pour former l'éclateur. 15 La présente invention présente également les caracté ristiques suivantes :r . - on utilise des coudes ou des discontinuités des branches du fil pour éviter toute torsion. - un moyen de coupe du fil, associé de préférence aux 20 éléments de pression, sert à couper les fils pendant qu'ils sont supportés entre les éléments, de pression. - on utilise un fil résistant portant un revêtement en partie conducteur pour former une impédance en série. - on forme un certain nombre d'éclateurs ou d'autres 25 dispositifs électriques à la fois, l'élément isolant étant séparé suivant les divers éléments après sa formation. De préférence, l'un des éléments de pression ou bien tous les deux peut comporter des saillies agissant pour former des gorges sur l'élément isolant et former des marques de repérage per-30 mettant la découpe des éléments, ou pour affaiblir l'élément et permettre de le rompre d'une manière ordonnée. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent 35 à titre explicatif, mais nullement limitatif plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins, La Fig. 1 est une vue en plan d'un éclateur réalisé suivant les principes de l'invention; 69 12608 3 2008348 La lis» 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la Fig. 1; La Fig. 3 est une vue représentant un stade d'un procédé de fabrication du dispositif des Fig. 1 et 2 au cours duquel ^ des éléments en forme de TJ sont supportés et placés contre une bande de matière isolante; La Fig. 4 est une vue représentant un autre stade d'un procédé de fabrication du dispositif des Fig. 1 et 2, au cours duquel une seconde bande de matière isolante est mise en 10 position ; La Fig. 5 est une vue en plan d'un appareil dans lequel l'ensemble de la Fig* 4 peut être disposé ; La Fig. 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la Fig. 5; 15 La fig. 7 est une coupe suivant la ligne VII-VII de la Fig. 5; La Fig. 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la Fig. 6; La fig. 9 est une vue semblable à celle de la Fig. 4, 20 représentant un stade de la fabrication d'une bande d'éclateurs de forme modifiée; La Fig. 10 est une vue en plan d'une bande d'éclateurs de forme modifiée fabriquée par tua procédé comportant le stade représenté sur la Fig. 9 et comprenant une résistance en série 25 effective; La Fig. 11 est une coupe suivant la ligne XI-XI de la Fig. 10; et La Fig. 12 est un schéma du mode de réalisation de l'invention qui est représenté sur la Fig. 11. 30 En se reportant aux Fig. 1 et 2, la référence numérique 10 indique d'une manière générale tm éclateur construit suivant les principes de l'invention. Le dispositif 10 comprend deux fils métalliques 11 et 12 en forme de L comportant deux branches 13 et 14 présentant des extrémités 15 et 16 espacées l'une 35 de l'autre pour former un éclateur, et comprenant des branches 1? et 18 disposées suivant des positions relatives parallèles d'une façon générale. Les parties des branches 17 et 18 qui sont voisines des branches 13 et 14 sont supportées par un élément 20 en matière isolante et de préférence comportent des 69 12608 4 2008348 coudes 21 et 22 pour éviter toute torsion. Le dispositif 10 est fabriqué à l'aide d'un procédé et d'un appareil selon l'invention comme décrit plus loin et de préférence l'élément 20 est constitué par au moins une natte de fibres de verre 5 imprégnées d'un polyester et mûries de façon à peu près complètement rigides de façon à former une construction très tenace et durable. La Fig. 3 représente un stade du procédé selon l'invention à l'aide duquel une série d'éclateurs tels que le dis-10 positif 10 peuvent être réalisés sous la forme d'une bande. On a représenté une bande de six dispositifs, mais il va de soi qu'on peut fabriquer n'importe quel nombre voulu de ces dispositifs. En particulier, six fils métalliques 23-28 en forme de U sont disposés sur une carte 30 et sont maintenus à 15 des positions relatives espacées d'une façon appropriée au moyen d'une bande de ruban adhésif 31» Les fils 23-28 présentent des formes sensiblement identiques et le fil 23, par exemple, peut comporter une anse 32 et deux branches 33 et 34-comportant des coudes 35 et 36. L'ensemble est disposé de tel-20 le sorte que les parties des branches 33 et 34 qui comportent les coudes 35 et 36 sont disposées contre une bande 37. Une seconde bande 38 peut alors être disposée dans l'alignement de la bande 37 et contre celle-ci de telle sorte que les coudes 35 et 36 des branches 33 et 34 soient serrés en sandwich 25 entre les bandes 37 et 38, comme on le voit sur la Fig. 4. Les bandes 37 et 38 sont en une matière plastique et comportent également une matière fibreuse qui de préférence est une natte de fibres de verre préimprégnée à l'aide de la matière plastique. La matière plastique est de préférence un 30 polyester et de préférence un polyester semi-mûri. Les nattes de fibres de verre préimprégnées avec un polyester au stade B ou semi-mûri peuvent être trouvées dans le commerce. A titre d'exemple, on peut utiliser une étoffe ou une bande en fibres de verre traitée à l'aide d'un polyester semi-mûri "Fusa-FabM, 35 produit par la General Electric Company. Par exemple jon.peut ui±-liôer le produit "Fusa-Fab" de la General Electric n° 76 034 qui présente une épaisseur de 0,8 mm , et sa largeur peut être d'environ 9,5 Comme autre exemple, on peut utiliser un polyester renforcé par du verre "Yibrin-Mat" qui est produit 69 12608 5 2008348 par la Uniroyal Chemical Division de Uniroyal, Inc. En se reportant à la Fig. 5» la référence numérique 40 indique d'une manière générale un appareil selon les principes de la présente invention et qui peut être utilisé pour fabri-5 quer la bande d'éclateurs. L'appareil 40 comprend deux éléments de pression rigides 41 et 42 pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre, et qui présentent des évidements associés 4J et 44 qui peuvent recevoir les bandes 37 et 38, comme représenté s tir la Fig. 4,, les parties des fils 23-28 étant 10 serrées entre elles. En variante, un ensemble ne comportant qu'une seule bande, tel que l'ensemble muni d'une seule bande 37 qu'on voit sur la Fig. 3» peut être disposé entre les éléments 41 et 42 avec les fils 23-28, sans la bande 38. Un mécanisme approprié est relié par l'intermédiaire des 15 branches 45 et 46 à l'élément 41 afin de déplacer ce dernier pour le rapprocher de l'élément 42 et appliquer une pression à la bande ou aux bandes se trouvant à l'intérieur des évidements associés 43 et 44. De préférence, des éléments de chauffage électriques 47 et 48 sont disposés à l'intérieur des éléments 20 41 et 42 et sont connectés à une source de tension 50, comme représenté schématiquement, pour maintenir les éléments 41 et 42 à une température élevée. Du fait de l'application de la pression et de la chaleur, la matière plastique est ramollie et les fils 23-28 sont pressés dans la matière. Dans le cas 25 où l'on utilise les deux bandes 37 et 38, leurs surfaces tournées l'une vers l'autre sont fondues et collées ensemble. Dans l'un et l'autre cas, on forme ainsi un élément isolant dans lequel sont verrouillées à des positions relatives espacées des parties des fils métalliques. 30 Pendant et/ou après la partie de pressage du cycle de fabrication, la matière plastique peut être mûrie, soit pendant qu'elle se trouve entre les éléments de pression 41 et 42 soit après l'avoir enlevé ou à la fois pendant ces deux opérations. A titre d'exemple et non de limitation, on peut 35 appliquer une pression de 0,7 à 2,1 bars pendant la partie de pressage du cycle de fabrication, laquelle peut avoir une durée de l'ordre de 3 minutes et les éléments peuvent se trouver à une température comprise entre 232 et 260°C. Ensuite, 12608 6 2008348 après l'avoir enlevé de sa position entre les éléments 41 et 42, l'élément isolant formé peut être post-mûri dans un four pendant un intervalle de temps de l'ordre de 30 minutes à une température de l'ordre de 149°C. Suivant une caractéristique spéciale de l'invention, une série de saillies espacées 51 et 52 sont formées sur les évidements 43 et 44 en association l'une avec l'autre, afin de former des gorges dans la bande de matière isolante et faciliter sa séparation en une série d'éclateurs. La séparation peut être effectuée par rupture ou par découpe. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les anses des fils 23-28 sont sectionnées pour former des éclateurs. La découpe peut être exécutée après avoir enlevé la bande des éléments de pression 41 et 42, mais suivant une caractéristique spéciale de l'invention, cette découpe est de préférence exécutée pendant que les fils sont maintenus entre les éléments de pression 41 et 42. En particulier, on utilise une série de moyens de coupe, dont l'un d'entre eux est représenté sur la Fig. 7» Un couteau iA de section droite rectangulaire, comporte à une extrémité une encoche en forme de V qui est agencée pour venir en prise avec l'anse 32 du fil 23 et pour pénétrer dans une ouverture 56 de section droite rectangulaire formée dans un élément associé 57 qui peut comporter une extrémité 58 en forme de V, de sorte que la section courte du fil est cisaillée, pour former l'éclateur. L'élément 54 est supporté de manière à coulisser dans un manchon 59 qui est maintenu dans une ouverture de 11 élément 42 par un raccord à vis 60. L'élément 57 est maintenu en position de la même manière par un raccord à vis 61 et les dispositifs peuvent être enlevés pour les affûter ou pour les remplacer par un couteau de dimensions différentes. Pour faire fonctionner le couteau 54 et les éléments de coupe correspondants de l'autre moyen de coupe, ils sont verrouillés sur une barre 62 qui est reliée par l'intermédiaire de barres 63 et 64 à un mécanisme de commande approprié, non représenté. Il convient de noter que l'élément 41 comporte un évide-ment 65 en forme de U destiné à recevoir et guider l'anse 32 du fil et qu'il est également pourvu d'évidements 66 et 67 des- 69 12608 7 2008348 tinés à recevoir et à guider les "branches 33 et 34 du fil 23, des évidements associes étant de préférence formés sur l'élément 42. De préférence, les dimensions des évidements des é-léments 41 et 42 par rapport aux dimensions des bandes sont ^ telles qu'elles font écouler la matière plastique dans les extrémités de l'évidement 65 de façon à se trouver très près de l'anse et assurer un support maximal. La Fig. 9 représente un stade d'un procédé pour former une variante d'éclateurs, une série de fils métalliques 69 10 en forme de ïï, semblables aux fils 23-28 mais ne comportant pas de partie en forme de coude, sont montés sur une carte 75 et maintenus en place par une bande de ruban adhésif 76. Les anses des fils 69 sont en prise avec une seule bande ou serrés en sandwich entre deux bandes 77, ces dernières et les 15 parties des fils 69 se trouvant entre elles étant disposées entre les éléments de pression 41 et 42 ou deux éléments de pression semblables ne comportant pas de moyen de coupe ni d'évidements 65 en forme de II. Après pressage, chauffage et mûrissement, une bande 78 est formée, comme on le voit sur 20 les Fig. 10 eu 1±, et des fentes 79 peuvent y être taillées pour former les éclateurs, les fentes 79 comportant des parois latérales qui sont alignées sur les extrémités voisines de fils en forme de L formées en sectionnant les anses des fils en forme de U. 25 Le mode de réalisation représenté sur les Fig. 10 et 11 comprend une caractéristique supplémentaire importante qui peut améliorer la fiabilité d'ensemble. Les fils 69 sont réalisés en un alliage métallique extrêmement résistant de sorte que des impédances élevées sont en fait disposées en série 30 avec l'éclateur. Ceci assure l'extinction de l'arc à la suite d'une pointe momentanée de haute tension. Toutes les parties voulues, et en particulier les extrémités 80, sont revêtues d'une matière beaucoup plus conductrice telle qu'un alliage d'étain et de plomb semblable à 35 une soudure classique. De cette manière, les extrémités présentent une faible impédance et peuvent être mouillées facilement avec de la soudure pour faciliter le câblage avec d'autres composants ou le montage sur un panneau de circuit. Il 69 12608 8 2008348 est préférable que les extrémités 80 s'étendent dans le corps 78 pour être certain que les parties soudables se présentent à son voisinage immédiat, ce qui constitue une nécessité importante pour le câblage d'un panneau de circuit. 5 Le schéma du circuit équivalent du dispositif des Fig. 10 et 11 est représenté sur la Fig. 12 comme comprenant deux résistances en série 81 et 82. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limita-10 tif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 1260 8 9 2008348 REVENDICATIONS 1. Procédé pour former des dispositifs électriques du type éclateurs, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer des parties conductrices espacées contre la surface d'une bande de matière isolante comprenant une matière plastique, à disposer cette bande et ces parties conductrices entre deux éléments de pression rigides, et à déplacer les éléments de pression l'un vers l'autre pour presser les parties conductrices dans la bande et former un élément isolant dans lequel les parties conductrices sont verrouillées à des positions respectives espacées. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ee qu'on dispose une seconde bande de matière isolante de sorte que l'une de ses surfaces porte contre les parties conductrices et est tournée vers la surface de la première bande, de sorte que les parties conductrices sont serrées en sandwich entre les bandes, les éléments de pression étant déplacés pour les rapprocher avec une force suffisante pour coller ensemble les surfaces tournées l'une vers l'autre. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe les éléments de pression rigides pour chauffer la matière plastique et faciliter le pressage des parties conductrices dans la bande. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière plastique est une matière mûrissable, la chaleur appliquée à l'élément isolant faisant mûrir cette matière plastique. 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière isolante comprend une matière de renforcement fibreuse. 6. Procédé suivant la revendication 5> caractérisé en ce que la matière de renforcement fibreuse est une natte de fibres de verre. 7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière plastique est une matière à base de polyester. 8. Procédé suivant la revendication 7» caractérisé en ce que la matière à base de polyester est une matière semi-mûrie, l'application de la chaleur à l'élément isolant effectuant son 69 12608 mûrissement complet pour en former une masse rigide massive. 9. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on -sépare l'élément isolant en une série d'éléments dont chacun porte au moins une partie conductrice. 5 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que des saillies sont formées sur au moins l'un des éléments de pression pour former des gorges dans l'élément isolant et faciliter sa séparation en une série d'éléments. 11. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en 10 oe que deux parties conductrices constituent des parties solidaires d'un fil conducteur, ce fil étant sectionné pour former un intervalle prédéterminé entre les deux parties conductrices et former un éclateur. 12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé 15 en ce que l'opération de coupe est exécutée pendant que le fil conducteur et la bande sont maintenus entre les éléments de pression. 13. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le fil présente la forme d'un U et comporte une anse, 20 ainsi que deux branches, l'anse étant sectionnée pour former 1'intervalle. 14. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que les parties des branches qui se trouvent au voisinage de l'anse sont pressées dans la bande. 25 15. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'anse est pressée dans la bande. 16. Appareil servant à fabriquer des dispositifs électriques du type éclateur, caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments de pression rigides pouvant se déplacer l'un par 30 rapport» à l'autre et présentant des surfaces tournées l'une vers l'autre munies d'un évidement sur au moins l'une des surfaces afin de recevoir une série de parties conductrices et une bande de matière isolante comprenant une matière plastique, un moyen servant à déplacer les éléments de pression rigides 35 l'un vers l'autre pour presser rigidement les parties conductrices dans la bande. 17. Appareil suivant la revendication 16, caractérisé en ce que les parties conductrices constituent les parties solidaires d'un fil conducteur, un moyen de sectionnement monté 2008348 69 12608 ii 2008348 sur l'un au moins des éléments de pression servant à sectionner le fil pour former un éclateur. 18. Appareil suivant la revendication 17, caractérisé en ce que le fil conducteur présente la forme d'un U et le 5 moyen de sectionnement est agencé pour couper l'anse du fil. 19. Dispositif électrique du type éclateur caractérisé en ce qu'il comprend une bande de matière isolante comportant une matière plastique et une série d'éléments conducteurs espacés en forme de U pressés rigidement dans une surface de 10 la bande. 20. Dispositif électrique suivant la revendication 19» caractérisé en ce qu'une seconde bande de matière isolante dont une surface est collée à la surface de la première bande forme tm élément isolant solidaire à l'intérieur duquel les 15 parties conductrices sont verrouillées à des positions relatives espacées. 21. Dispositif suivant la revendication 19, caractérisé en ce que les parties conductrices se présentent sous la forme de deux fils dont les extrémités sont espacées d'une courte 20 distance l'une de l'autre pour former un éclateur. 22. Dispositif suivant la revendication 21, caractérisé en ce que les parties des fils qui sont en prise avec la bande présentent des coudes. 2J. Dispositif suivant la revendication 19, caractérisé 25 en ce que les parties conductrices se présentent sous la forme de deux fils ayant la forme générale d'un L, les extrémités de deux de leurs branches étant espacées d'une courte distance l'une de l'autre pour former un éclateur, et leurs deux autres branches étant disposées d'une façon générale parallèlement 30 l'une à l'autre. 24. Dispositif suivant la revendication 23, caractérisé en ce que des parties des deux autres branches qui se trouvent au voisinage de la première paire de branches sont pressées dans la surface de la bande. 35 25. Dispositif suivant la revendication 23, caractérisé en ce que la première paire de branches est pressée dans la surface de la bande, cette bande présentant une fente qui y est taillée et qui comporte des parois latérales alignées sur les extrémités des branches de la première paire. 69 12608 12 2008348 26. Dispositif suivant la revendication 19» caractérisé en ce que la bande est constituée par une natte de fibres de verre imprégnées d'une matière à base depolyester mûrie en la chauffant pour former une masse rigide massive. 5 27* Eclateur électrique, caractérisé en ce qu'il comprend deux conducteurs souples, allongés et mis en forme, une première feuille isolante déformable, et une seconde feuille isolante déformable, la première et la seconde feuilles étant fixées ensemble suivant des positions relatives sensiblement 10 alignées et l'une au-dessus de l'autre, les conducteurs étant emprisonnés entre ces feuilles, les conducteurs présentant des extrémités souples relativement longues qui s'étendent suivantes ^positions relatives espacées, les conducteurs présentant des extrémités rigides relativement courtes s'étendant 15 d'entre les feuilles et qui sont très rapprochées, en des positions rapprochées pour former un éclateur. 28. Eclateur électrique suivant la revendication 27» caractérisé en ce que les conducteurs souples présentent une résistivité importante et forment par suite des résistances en 20 série avec l'intervalle pour aider à éteindre un arc éclatant entre eux. 29. Eclateur électrique suivant la revendication 28, caractérisé en ce que des parties des conducteurs résistants sont revêtuesd'une matière d'une grande conductivité.