Brevet FR2671663A1 — publié le 19920717

FUSIBLE PLAT POUR COURANTS NOMINAUX ELEVES La présente invention concerne un fusible plat pour courants nominaux supérieurs ou égaux à 30 Ampères, et plus particulièrement un fusible plat pour automobile. De plus en plus, les fusibles plats sont utilisés dans l'équipement des automobiles, pour des raisons d'encombrement, des qualités de protection et de commodité d'enfichage. De tels fusibles comprennent généralement un boîtier ou corps isolant dans lequel est monté en partie un organe conducteur constitué par deux languettes de connexion plates enfichables, et réunies par une partie fusible ou calibrante. Un fusible de ce type est décrit dans US-A-3 909 761 ou FR-A-82 13 847. Toutefois, la structure et la nature des matériaux utilisés pour la fabrication de ces fusibles plats étaient choisies pour un courant nominal circulant dans la partie fusible et les languettes de connexion inférieur à 30 Ampères. Pour des courants nominaux plus élevés pouvant atteindre 100 Ampères et plus généralement compris entre 30 et 60 Ampères, la partie fusible peut fléchir et venir en contact avec une des faces internes du corps isolant ou boitier. Comme le matériau utilisé pour le boîtier est une matière plastique, il s'ensuit que la mise en contact de la partie fusible est susceptible de fondre la matière plastique et entraînerait la détérioration complète du boitier. Le phénomène de fléchissement se produit généralement au centre de la partie calibrante car, c'est à cet endroit que se situe le point le plus chaud lorsqu'on trace la courbe de température. Les solutions qui ont été préconisées pour résoudre la question du fléchissement ont été soit de réduire la section de la partie calibrante dans la zone du point chaud, soit de déposer une goutte de soudure au centre de ladite partie calibrante, soit de ménager un orifice dans la zone du point chaud et de déposer, de part et d'autre dudit orifice, une goutte de soudure. Toutes ces solutions sont décrites dans US-A-4 635 023.Dans la solution retenue à gouttes d'étain disposées de part et d'autre de l'orifice central, il est nécessaire de choisir les paramètres structurels en fonction du courant nominal du fusible plat. I1 est parfois nécessaire de changer l'emplacement des gouttes d'étain et donc de leurs orifices récepteurs en fonction de la longueur de la partie fusible. Dans les installations industrielles plus ou moins complexes, on utilise des fusibles thermiques qui servent à interrompre définitivement un circuit électrique, en cas d'élévation anormale de la température. De tels fusibles fonctionnent généralement sous une tension d'alimentation 250 V en courant alternatif. Un de ces fusibles thermiques est représenté sous la référence TACHIBANA dans les éditions techniques Paul HUET du ler mars 1978, sur la feuille technique 151-B1.Le fusible comprend un boîtier en matière isolante, rempli en majeure partie d'une graisse isolante qui isole les contacts fixes et qui confère au fusible une résistance accrue au vieillissement, deux fils conducteurs de sortie en cuivre étamé traversant une base support disposée dans le boî- tier, au-dessous de la masse de graisse, une partie fusi ble soudée aux extrémités des fils conducteurs, et un ressort monté en appui sur la base support et la partie fusible. Lorsque la partie fusible atteint la température nominale du fusible thermique, la soudure fond ce qui permet au ressort de pousser la partie fusible en interrompant le contact avec les contacts fixes. De tels fusibles thermiques ne peuvent convenir, notamment dans l'industrie automobile, en raison même de leur structure qui impose une graisse isolante à l'intérieur du boîtier, de leurs conditions d'utilisation sous forte tension et enfin par leur encombrement même s'il est considéré comme faible, comparé à celui décrit dans les documents cités qui concernent des fusibles plats. Enfin et surtout les fusibles thermiques de l'art antérieur fonctionnent en tout ou rien puisqu'à 2"C le circuit électrique est interrompu, ce qui limite leur application aux faibles surcharges. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de proposer un fusible plat qui présente deux types de fonctionnement, dynamique et statique en fonction de la surcharge en intensité traversant la partie fusible. La présente invention a pour objet un fusible plat, du type comprenant un boîtier en deux parties, dans lequel est logé en partie un ensemble conducteur pourvu de deux languettes de connexion plates dont les extrémités libres sont situées hors du boîtier, lesdites languettes de connexion étant reliées à l'intérieur du boîtier par une partie fusible ou calibrante, caractérisé en ce que la partie calibrante est, d'une part, montée pivotante sur un axe de pivotement solidaire de l'une desdites languettes de connexion et, d'autre part, soumise à l'action d'un organe élastique tendant dant à la faire pivoter pour l'éloigner de l'autre languette de connexion pour de faibles surcharges de courant passant à travers l'organe conducteur. La figure 1 est une vue en perspective du fusible fermé selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue en plan du fusible de la figure 1, le couvercle étant enlevé. Les figures 3a et 3b sont des vues en plan de la face interne du couvercle pour des positions différentes de l'organe élastique. Les figures 4a et 4b sont des vues en plan schématiques de la partie calibrante et des languettes de connexion à des surcharges électriques différentes. La figure 5 est une représentation du temps de fusion en fonction des surcharges de courant. Le fusible représenté sur la figure 1, est du type boîtier en deux parties, constitué par un support 1 et un couvercle 2 translucides, par exemple en polyétherimide, polycarbone ou polyéthersulfone et dont la couleur sera représentative du calibre du fusible. Deux languettes de connexion plates 3,4 à extrémités inférieures biseautées pour un meilleur enfichage dans un boîtier d'interconnexion ou tout autre ensemble ou élmément électrique devant recevoir le fusible, sont en zinc ou cuivre étamé suivant le calibre du fusible. Les languettes de connexion 3,4 sont fixées sur le support 1 au moyen de quatre pions de sertissage 5, prévus sur le support et passant à travers des orifices 6 ménagés sur les languettes 3,4 (figure 2). Chaque languette de connexion 3,4 comprend un bras latéral 7,8, le bras supérieur 7 étant prévu à la partie supérieure de la languette de connexion 3 et le bras inférieur 8 étant prévu sensiblement au milieu de la languette 4 ou tout au moins en partie inférieure de la partie de languette qui est enfermée dans le boîtier du fusible. Une partie calibrante 9 est positionnée sur le bras inférieur 8 par l'intermédiaire d'un petit pion 10 passant à travers un orifice ménagé sur ladite partie calibrante, de façon que cette dernière puisse pivoter autour dudit pion 10, dans le plan déterminé par les languettes de connexion 3,4. Le pion 10 peut, par exemple, être obtenu par découpe et déformation d'une partie du bras inférieur 8. La partie calibrante 9 est, pour des commodités industrielles, disposée verticalement de manière à être parallèle aux languettes de connexion 3,4, tout en restant dans le plan de ces dernières. La partie calibrante 9 est soudée à l'etain/plomb ou étain/argent sur les deux bras supérieur 7 et inférieur 8 des languettes de connexion 3,4, les soudures 11 et 12 étant réalisées notamment par dépôt puis refusion d'une crème à braser. Dans le cas d'une crème à braser étain/plomb, la composition est de préférence de sn 63 % et de Pb 37 % avec une température de fusion d'environ 183"C, la composition étain/argent étant Sn 96,5 % et Ag 3,5 % avec une température de fusion de l'ordre de 221"C. Le couvercle 2 comprend (figures 3a et 3b) un orifice 13 et sur la face intérieure des butées 14 et 15 sous la forme de petits pions. Un organe élastique 16, affectant la forme d'une épingle ressort, est monté sur un pion 17. L'accrochage de l'épingle ressort 16 avant la mise en place du couvercle 2 sur le support 1, est réalisé selon la figure 3a, où les deux brins (18,19) de l'épingle reposent sur les butées 14 et 15 respectivement. Lorsque le couvercle 2 est mis en place sur le support, on déverouille le brin 19 grâce à un organe qui passe à travers l'orifice 13 de façon que l'épingle ressort occupe la position représentée sur la figure 3b. Dans ces conditions, l'épingle ressort 16 est armée et la partie calibrante est soumise à l'action de ladite épingle ressort 16. Dans le cas de faibles surcharges de courant, c'est-à-dire lorsque l'intensité du courant traversant la partie calibrante 9 est inférieure ou égale à 2,5 x I partie gauche de la courbe de la figure 5, I étant le courant nominal ou calibre du fusible, la température des soudures 11 et 12 ou plus exactement les zones de soudure augmente jusqu'à atteindre la température de fusion des compositions de soudure utilisées. Lorsque les soudures 11,12 sont à l'état liquide, la partie calibrante 9 pivote autour du pion ou axe 10 grâce à l'action de l'épingle ressort 16 qui amène la partie calibrante dans la position en pointillés sur la figure 2 ou dans la position représentée sur la figure 4a. Pendant le pivotement de la partie calibrante 9, le pion 17 issu du couvercle et le brin 19 de l'épingle ressort 16 maintiennent celle-ci montée sur le pion 10. Après pivotement de la partie calibrante, le courant est interrompu et la partie calibrante devient fixe et solidaire de la languette 4 après retour à l'état solide de la soudure 12. Dans le cas de fortes surcharges supérieures à 2,5 x I, partie droite de la courbe de la figure 5, les deux zones de soudure n'ont pas le temps de passer à l'état liquide et la partie calibrante 9 se sectionne, approximativement en son centre (figure 4b). Pour permettre un débattement correct de la partie calibrante 9 lors du pivotement autour du pion 10, la languette 4 est munie d'une encoche 20 ménagée à sa partie supérieure. Il est clair que le fusible selon l'invention présente deux types de fonctionnement différents, dynamique et statique, en fonction de la surcharge du courant traversant les languettes de connexion 3,4 et la partie calibrante 9. De plus, le choix de la température maximum au niveau des soudures 11,12 dépend de l'alliage de soudure et il est donc très aisé de choisir la température précise à laquelle la partie calibrante doit pivoter autour du pion 10. Des points de test sont prévus en partie supérieure du boîtier pour contrôle électrique, comme cela est habituellement le cas. Grâce à la présence de l'épingle ressort 16, la rupture est instantanée et les phénomènes de déflexion thermique de la partie calibrante 9 sont évités, ce qui élimine le risque de contact avec l'un des éléments support ou couvercle du boîtier. I1 faut également noter qu'après ouverture du circuit électrique, par pivotement ou rupture de la partie calibrante 9, on est assuré d'avoir un entrefer constant avec un isolement diélectrique élevé. La crème à braser utilisée à la place d'une soudure classique, permet l'utilisation d'une partie calibrante de faible épaisseur dont la valeur est déterminée en fonction du calibre du fusible. Enfin, les divers éléments constitutifs du fusible se prêtent facilement à une fabrication en série sous forme de chapelets de manière à pouvoir être enroules sous forme de bobines. A cet effet, les éléments du boîtier sont pourvus d'attaches latérales, non représentées, qui relient les supports 1 entre eux et les couvercles entre eux. De même, les organes électriques c'est-àdire les languettes de connexion 3,4 et la partie calibrante 9, sont également réalisés sous forme de chapelets. La mise en place des diverses parties constitutives du fusible peut alors être réalisée très facilement suivant des séquences appropriées, après quoi, on procède à la séparation des fusibles terminés par un sectionnement des rattaches latérales. REvENDIcaTIoNs 1. Fusible plat pour courants nominaux élevés, du type comprenant un boîtier (1,2) dans lequel est logé en partie un organe conducteur (3,4,9) pourvu de deux languettes de connexion plates (3,4) dont les extrémités libres sont situées hors du boîtier, lesdites languettes de connexion étant reliées à l'intérieur du boîtier, par une partie fusible ou calibrante (9), caractérisé en ce que la partie calibrante (9) est, d'une part, montée pivotante sur un axe de pivotement (10) solidaire de l'une desdites languettes (4) de connexion et, d'autre part, soumise à l'action d'un organe élastique (16) tendant à la faire pivoter pour l'éloigner de l'autre languette de connexion (3) pour de faibles surcharges de courant passant à travers l'organe conducteur (7,8,9). 2. Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie calibrante pivotante (9) est située dans le plan des languettes de connexion (3,4). 3. Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe élastique (16) est de forme épingle ressort montée sur une face interne du boîtier. 4. Fusible selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque languette de connexion comporte un bras (7,8), les deux bras étant disposés l'un au-dessus mais situés dans un même plan et en ce que la partie calibrante est articulée sur l'un desdits bras. 5. Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie calibrante 9 est disposée verticalement et parallèle aux languettes de connexion (3,4). 6. Fusible selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'axe de pivotement de la partie calibrante 9 est constitué par un pion (10) obtenu par découpe et déformation du bras (7,8) sur lequel elle est articulée. 7. Fusible selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la liaison de la partie calibrante (9) avec chacun des deux bras (7,8) est une soudure à l'étain. 8. Fusible selon la revendication 7, caractérisé en ce que la matière de soudure est une crème à braser comprenant 63 % d'étain et 37 % de plomb. 9. Fusible selon la revendication 7, caractérisé en ce que la matière de soudure est une crème à braser comprenant 96,5 % d'étain et 3,5 % d'argent. 10. Fusible selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le boîtier est constitué en deux parties (1,2), l'une (1) constituant un support pour les languettes de connexion (3,4) et l'autre (2) constituant un couvercle sur la face interne duquel est montée l'épingle ressort (16). 11. Fusible selon la revendication 10, caractérisé en ce que le couvercle (2) est pourvu d'un orifice grâce auquel l'épingle ressort (16) est dégagée vers la position active. 12. Fusible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une languette de connexion (4) est pourvue d'une encoche (20) pour la réception d'au moins une portion de la partie calibrante lors du pivotement.