Brevet FR2106538A1 — publié le 19720505

-1- 2106538 L'invention a pour objet un procédé de fabrication de coupe-circuit à fil fusible, et notamment de fusibles pour courant de faible intensité, ainsi qu'un coupe-circuit à fil fusible fabriqué suivant ce procédée 5 En électronique moderne, il y a une demande croissante de fusibles de haute qualité pour courant de faible intensité, destinés par exemple à la protection d'appareillages transistorisés,, Le type de fusible qui est le plus fréquemment utilisé consiste en un tube porte-fusible à deux raccordements d'extrémité qui 10 sont électriquement conducteurs et entre lesquels est prévu un fil fusible bon conducteur. Les coupe-circuits de ce type ont cependant quelques inconvénients» Du fait que, pour des raisons de fabrication et d'application il est désirable que les coupe-circuits aient des dimensions uni-15 formes déterminées, on ne peut guère varier la longueur du fil fusible# Comme on le sait, le courant limite de fusion d'un fil conducteur est déterminé par des paramètres tels que le diamètre du fil, sa résistivité, sa longueur et le point de fusion de la matière dont il est fabriqué* Pour un choix donné de cette matière 20 le courant—1imite n'est plus déterminé que par le diamètre du fil, puisque sa longueur est à peu près fixée» Puisque, dans le commerce, on ne peut obtenir que des fils d'un nombre limité de diamètres, il n'est guère possible de fabriquer des fusibles pour des courants-limites quelconqueso 25 Un autre inconvénient réside dans le fait que, par l'augmen tation de la température qui est produite par le passage du courant dans le fil fusible, ce dernier se dilate et s'affaisse<> Cet affaissement exerce une influence défavorable sur la caractéristique de fusion* 30 Pour une protection exactement déterminée il est en général préférable d'utiliser un fil conducteur constitué par un métal à point de fusion exactement déterminé, métal qui, également en cas d'augmentation de la température, soit à peu près inerte devant les attaques du milieu* Un matériau de ce type est par exemple 35 l'argent. L'argent est cependant moins propre aux faibles intensités de courant, parce que, dans ces cas, il faut choisir un si petit diamètre que le fil ne peut presque plus être manié. XI faudrait que la relation entre le diamètre et la longueur du fil soit telle que le fil deviendrait trop peu rigide et aurait ten 71 33174 2106538 dance à s'affaisser, de sorte que l'effet du fusible deviendrait trop douteux. En outre, la fabrication de coupe-circuit à fils d'argent très minces est à peu près impossible, parce que, lors du montage dans le tube porte-fusible, le fil d'argent tend à se 5 dissoudre dans l'étain des endroits de fixationo Aussi les coupe-circuit à fil d'argent ne sont-ils pas utilisés jusqu'ici pour des intensités de courant inférieures à 1 A. En pratique, on remédie aux inconvénients de l'argent en employant des métaux d'une plus grande ré»istivité, ce qui permet 10 d'appliquer de plus grands diamètres. Un métal fréquemment utilisé est par exemple le nickel. De tels matériaux ne sont cependant pas inertes et des phénomènes de corrosion se produisent dans une mesure croissante lorsque le fil chauffe pendant l'utilisation, suivant que les propriétés du matériau, et par conséquent son 15 point de fusion, ne sont plus exactement déterminés, ce qui porte atteinte à la sécurité de fonctionnement. Une solution possible pour les difficultés sus-mentionnées pourrait consister à remplacer le fil tendu par un fil enroulé autour d'un noyau isolant. Le noyau peut alors servir de support 20 pour prévenir l'affaissement, de sorte que le fil d'argent désiré peut être utilisé également en cas de très faibles diamètres0 Toutefois, un tel noyau ayant la propriété de dissiper de la chaleur, les propriétés thermiques de l'enroulement sont influencées pendant l'utilisation. Afin de remédier à cet inconvénient, 25 il faut que le noyau soit bon isolateur thermique et si mince que sa dissipation de chaleur puisse être négligée à peu près entièrement. Des matériaux propres à la fabrication d'un tel noyau sont par exemple des fils extrêmement minces de fibres de verre ou de quartz ou d'une matière analogue. 11 s'agit cependant de fils 30 constitués par des fibres ayant un très faible diamètre, à savoir de l'ordre de 5-10 microns. Ces fils sont très souples et flexibles et il n'est guère possible de les envelopper d'un enroulement de fil métallique extrêmement fin, parce que le procédé d'enroulement entraîne très facilement des ruptures de fil, à cause des 35 efforts transversaux exercés sur la matière fibreuse pendant l'enroulement. Le but de l'invention est de résoudre le susdit problème par un procédé permettant d'appliquer, autour d'un fil fibreux extrêmement mince, un enroulement de fil d'argent ou de toute 40 autre matière désirée présentant un diamètre extrêmement faible 71 33174 -3- 2106538 (de l'ordre de 20-30 microns). Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'un fil très mince de matière fibreuse, calorifuge, résistant à la chaleur et non conductrice de l'électricité, qui est pourvu d'une couche mince de matière thermodurcissable, 5 est soumis à une rigidification pair chauffage, puis en ce que le fil rigidifié est enveloppé d'un enroulement de fil métallique extrêmement mince, après quoi le fil enveloppé est coupé en segments de longueur déterminée, qu'on monte alors dans des porte-fusibles appropriés. 10 Grâce à l'invention - par utilisation de la qualité thermo- durcissable de la couche de revêtement disposée autour du fil fibreux - des noyaux extrêmement minces à dissipation de chaleur négligeable peuvent être enveloppés d'un enroulement de microfil pour l'obtention de coupe-circuit dont les qualités sont exacte-15 ment déterminées et qui sont propres à de faibles intensités de courant. Le coupe-circuit à fil fusible qui est le produit de ce procédé est caractérisé en ce que le conducteur consiste en fil extrêmement mince à point de fusion exactement déterminé, le noyau étant constitué par une matière fibreuse rigidifiée dont 20 l'épaisseur est telle que sa dissipation de chaleur est négligeable. Le noyau consiste de préférence en fibres de verre ou de quarts qui ont une épaisseur de l'ordre de 5-10 L'application de fibres de matière synthétique pouvant supporter de hautes températures est également possible. 25 Le cas échéant, on peut incorporer des fils ou bandes métal liques s'étendant en direction longitudinale des fibres ou des faisceaux de fibres et formant un tout avec le noyau, grâce à l'enroulement. La conduction est assurée par la matière de l'enroulement, en coopération ou non avec les fils métalliques éventuels 30 disposés en direction longitudinale des fibres. En cas d'application des fusibles selon l'invention pour de plus grandes intensités de courant, il est préférable qu'une partie du courant passe par des fils métalliques de ce type et que la partie restante du courant passe par les fils de l'enroulement. 35 Ainsi qu'il ressort de ce qui précède, la matière à enrouler autour du noyau consiste de préférence en fil d'argent présentant un diamètre de l'ordre de 20-30 Si on le désire, l'enroulement conducteur peut consister en plusieurs fils métalliques parallèles. La résistance mécanique augmentée du noyau fibreux extrême-40 ment mince permet en outre d'appliquer encore d'autres matériaux 71 33174 2106538 désirables comme conducteur de courant. On peut utiliser par exemple du fil d'étain fin présentant un diamètre de l'ordre de 0,2-0,4/u. A cause de la grande faiblesse mécanique de l'étain, il était impossible d'appliquer ce métal jusqu'ici dans les fu-5 sibles connus destinés à de faibles intensités de courant. Etant donné un type de fil déterminé, on peut, en appliquant plus ou moins de spires d'enroulement, changer le courant-limite de fusion, de sorte que le nombre restreint de diamètres des fils qui sont dans le commerce n'est plus gênant0 10 En modifiant le schéma d'enroulement, on peut fabriquer des fusibles de caractéristiques différentes, depuis des fusibles très rapides jusqu'à des fusibles très lents. En cas de fabrication continue, on peut par exemple réaliser l'enroulement du fil métallique autour de chaque noyau en pré-15 voyant des irrégularités de pas, de sorte que, pendant l'utilisation, le maximum du développement de chaleur se produise dans la partie centrale de chaque coupe-circuit. Il s'est trouvé qu'un choix approprié des fils de l'enroulement et de la matière du noyau fibreux permet de varier la carac-20 téristique de fusion sur une grande plage de courants nominaux, depuis des valeurs très basses jusqu'à des valeurs très élevées, tout en conservant la forme de l'élément de fusion. A l'aide du procédé selon l'invention, on peut fabriquer des fusibles à réaction très rapide aussi bien que des fusibles à réaction très lente0 25 La composition sus-mentionnée réduit considérablement la soi- disant longueur critique de l'élément fusible. Il en résulte qu'il est possible de réaliser des coupe-circuit à fil fusible dont la construction est très compacte. Cette compacité est particulièrement importante pour des panneaux à circuits imprimés. Ain»i, on 30 a fabriqué, à l'aide du procédé selon l'invention, un fusible pour 80 mA présentant une longueur de 3 mm. De plus, il s'est trouvé qu'un coupe-circuit à enroulement a un pouvoir de coupure beaucoup plus favorable qu'un coupe- circuit à fil fusible droit. 35 Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés et aux coupe-circuit qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention0 71 33174 -5- 2106538 REVENDICATIONS 1) Procédé pour la fabrication de coupe-circuit à fil fusible, caractérisé en ce qu'un fil très mince de matière fibreuse, calorifuge, résisteint à la chaleur et non conductrice de l'élec— 5 tricité, qui comprend une couche mince de matière thermodurcissable, est soumis à line rigidification par chauffage, puis en ce que le fil rigidifié est enveloppé d'un enroulement de fil métallique extrêmement mince, après quoi le fil enveloppé est coupé en segments de longueur déterminée, qu'on monte alors dans des 10 porte-fusibles appropriés. 2) Coupe-circuit à fil fusible, fabriqué par application du procédé selon la revendication 1 et constitué par un boîtier à raccordements d'extrémité qui sont conducteurs d'électricité et entre lesquels est prévu au moins un conducteur enroulé autour 15 d'un noyau calorifuge, résistant à la chaleur et non conducteur de l'électricité, caractérisé en ce que le conducteur consiste en fil métallique extrêmement mince à point de fusion exactement déterminé, le noyau étant constitué par une matière fibreuse çigi— difiée dont l'épaisseur est telle que sa dissipation de chaleur 20 est négligeable. 3) Coupe-circuit à fil fusible tel que spécifié sous 2, caractérisé en ce que la matière du noyau consiste en fibres de verre ou de quartz ayant une épaisseur comprise entre 5 et 10ja» 4) Coupe-circuit à fil fusible tel que spécifié sous 3, 25 caractérisé en ce que le conducteur est un fil d'argent dont le diamètre est câmpris entre 20 et 30^u.