Brevet FR2724064A1 — publié le 19960301

Cette invention concerne une cosse pour la connexion de conducteurs d'alimentation à une batterie d'automobile, avec un fusible incorporé dans la cosse. Dans l'industrie automobile, il existe un besoin portant sur l'introduction de fusibles dans les conducteurs d'alimentation qui sont connectés à une batterie. Les fusibles doivent supporter des courants électriques considérables avant de sauter, du fait que les besoins nominaux d'une automobile en ce qui concerne l'alimentation électrique peuvent dépasser 100 ampères. Du fait des courants extrêmement élevés, un mauvais contact entre le fusible et les interconnexions de conducteurs d'alimentation relatives à la batterie peut produire des températures élevées pendant une longue durée qui pourraient être une cause d'incendie. I1 est donc nécessaire de garantir que le fusible qui interconnecte l'alimentation et la batterie soit correctement connecté à celles-ci. Cependant, dans l'art antérieur, de tels fusibles sont des éléments séparés qui sont connectés par des boulons, à une extrémité au conducteur d'alimentation et à l'autre extrémité au conducteur dirigé vers la cosse de batterie.Un couple de serrage insuffisant des boulons de connexion, ou un desserrage de ceux-ci, a occasionné des incendies dans certains cas. I1 est également souhaitable de procurer une cosse de batterie économique et fiable qui permette une connexion simple et sûre de conducteurs d'alimentation, directement au fusible. Un but de l'invention est donc de procurer une cosse de batterie munie d'un fusible, permettant une interconnexion simple et sûre de conducteurs d'alimentation à une batterie d'automobile. Un but supplémentaire de l'invention est de procurer une structure de connecteur munie d'un fusible, économique et fiable, pour une cosse de batterie d'auto mobile. Les buts de l'invention ont été atteints en procurant une structure de fusible pour l'interconnexion de conducteurs d'alimentation à une batterie d'automobile, la structure de fusible comportant une cosse poinçonnée et mise en forme à partir d'une tôle, comprenant une partie d'interconnexion de conducteur d'alimentation et une partie de cosse de batterie, connectées par une liaison fusible qui peut sauter lorsqu'elle est soumise à un courant électrique suffisamment élevé, la partie de cosse de batterie comprenant une partie de connexion de borne de batterie, formée en une seule pièce, qui peut être montée sur une borne de batterie d'une batterie d'automobile, pour établir une connexion électrique avec celle-ci. Un mode de réalisation préféré de l'invention comprend également une embase de support isolante à laquelle les parties d'alimentation et de batterie de la plaquette de cosse sont fixées fermement, avec des boulons de montage moulés dans l'élément de support et permettant de bloquer de façon sûre les conducteurs d'alimentation contre les parties d'alimentation et de cosse à fusible. On va maintenant décrire le mode de réalisation préféré de l'invention, en se référant aux dessins, dans lesquels La figure 1 est une vue isométrique d'une cosse de batterie équipée d'un fusible; La figure 2 est une vue de côté de la borne de la figure 1; La figure 3 est une vue de dessus de la borne de la figure 2; La figure 4 est une coupe selon les lignes 4-4 de la figure 3; La figure 5 est une coupe selon les lignes 5-5 de la figure 3; La figure 6 est une vue de dessus d'une plaquette de base poinçonnée et mise en forme; La figure 7 est une vue de côté de la plaquette de base de la figure 6; La figure 8 est une coupe selon les lignes 8-8 de la figure 7; La figure 9 est une vue isométrique d'un élément de support; La figure 10 est une vue de dessus de l'élément de support; La figure 11 est une vue de côté, partiellement en coupe, de l'élément de support;; La figure 12 est une vue d'extrémité de l'élément de support; Les figures 13 et 14 sont respectivement des vues de côté et de dessus d'un boulon 4 qui est destiné à être moulé dans l'élément de support; Les figures 15 et 16 sont respectivement des vues de côté et de dessous d'un élément de recouvrement isolant qui est prévu pour être monté sur l'élément de support; et Les figures 17 et 18 sont respectivement des vues en plan et de côté d'un autre mode de réalisation ayant une structure de liaison fusible différente. En se référant tout d'abord aux figures 1-5, on voit une cosse de batterie munie d'un fusible, 2, qui comprend un élément de support 4, un élément de cosse électrique 6 poinçonné et mis en forme, et un élément de montage sur une borne de batterie, 8. L'élément de montage sur une borne de batterie 8 comporte un chapeau tournant 10 qui coopère avec des griffes coniques pour le blocage sur une borne d'une batterie automobile. L'élément de montage a une structure connue et on ne l'expliquera pas ici en détail. L'élément de cosse 6 pourrait être interconnecté à la borne de batterie par d'autres moyens de montage. On va maintenant expliquer de façon plus détaillée l'élément de support 4, en se référant aux figures 9-12. L'élément de support 4 comprend un boîtier moulé isolant 12, un couvercle de fusible isolant 14 (voir les figures 15 et 16), et des boulons d'alimentation et d'alimentation protégée, 18, 16, ayant des parties de tête 20 moulées dans le boîtier isolant 12. L'élément de support 4 comporte une première section 22, ou section d'alimentation, et une seconde section 24, ou section de cosse de batterie, séparées par une section de fusible 28 s'étendant entre elles. Le boulon de connexion d'alimentation 18 est moulé dans la première section 22 et l'autre boulon d'alimentation protégée 16 est moulé dans la seconde section 24.Les première et seconde sections 22, 25 comprennent toutes deux des paires de parois de retenue 26 s'étendant vers l'extérieur à partir de surfaces latérales opposées 28, 30 du boîtier 12. La section de fusible 28 comporte une surface supérieure 32 qui est en retrait par rapport à la surface supérieure 34 des sections 22, 24. La section de fusible 28 comprend en outre une paire de cavités de montage 36 qui sont destinées à recevoir des tiges 38 du couvercle 14 (voir les figures 15 et 16), pour le montage du couvercle sur cette section. Le couvercle 14R comporte des surfaces de montage 40 entourant la base des tiges de montage 38 et une surface de couvercle de fusible 42 qui est en retrait par rapport aux surfaces 40. En se référant aux figures 13 et 14, on voit que le boulon 18 comprend une partie filetée 44 et la partie de tête 20 qui a une partie d'ancrage cylindrique 46 pour supporter le boulon dans le boîtier 12 surmoulé, et un prolongement hexagonal 48 pour empêcher la rotation du boulon à l'intérieur du boîtier. Le boulon 16 a un diamètre inférieur à celui du boulon 18 mais il a une tête de structure similaire à celle du boulon 18. En se référant maintenant aux figures 6-8, on voit l'élément de cosse 6 qui comporte une première section 50 et une seconde section 52 séparées par une liaison fusible 54. La première section de cosse 50 comprend une embase de connexion 56 à partir de laquelle s'étendent quatre languettes de montage 58, l'embase de connexion 56 comprenant un trou 60 pour recevoir le boulon 18. La seconde section de cosse 52 comprend de façon similaire une embase de connexion 62 à partir de laquelle s'étendent des languettes de montage 64, et la seconde embase de connexion 62 comprend également un trou 66 pour recevoir le boulon 16. La seconde section de cosse 52 fait partie intégrante d'une section de connexion de borne de batterie 68 à laquelle l'élément de montage de borne de batterie 8 est connecté mécaniquement et électriquement. La section de connexion 58 comprend des languettes de fixation d'élément de montage 70 qui stétendent vers l'extérieur à partir d'une partie de base circulaire 72, cette partie de base comportant un évidement circulaire 74 pour le montage sur la borne de batterie et autour de celle-ci. L'évidement 74 est entouré par une section conique tronquée 76 qui s'étend vers le haut à partir de la section de base 72. La liaison fusible 54 est conçue de façon à avoir une épaisseur de matière inférieure à celle de la tôle à partir de laquelle l'élément de cosse 6 est poinçonné et mis en forme (comme la figure 7 le montre le mieux), la liaison fusible comportant une section centrale mince 80 qui est le point ayant la résistance la plus élevée et par conséquent cette section fond et ouvre le circuit électrique en présence d'un courant électrique excessif. En se référant aux figures 1-5, on voit l'élément de cosse 6 monté sur l'élément de support 4, dans une condition dans laquelle les languettes de montage 58 entourent les côtés 24, 30 du boîtier 12 et sont retenues contre un mouvement vers l'avant et vers l'arrière par des parois de retenue 26 qui contribuent à renforcer et à protéger les languettes contre l'endommagement, une fois qu'elles entourent le boîtier 12. Le couvercle de fusible 14 est ensuite monté sur le boîtier 12, et les tiges 38 sont fixées aux trous 36 par une opération de soudage par ultrasons, de façon que la liaison fusible 54 soit protégée contre l'endommagementetdesdépôts de corps provenant de l'environnement qui peuvent modifier ses caractéristiques de coupure du fusible.Les parties en retrait 32, 42 du boîtier et du couvercle offrent un espace suffisant à la liaison fusible pour que pendant le processus de fusion la liaison fusible ne fléchisse pas au point d'entrer en contact avec le couvercle ou le boîtier, ce qui modifierait les caractéristiques de coupure du fusible. Des connexions d'alimentation peuvent ainsi être boulonnées sur le boulon 18 et pressées contre l'embase de connexion de cosse 56, pour connecter électriquement les conducteurs d'alimentation à la borne de batterie par l'intermédiaire de la liaison fusible 54. Certains composants électriques, tels que le coussin pneumatique de sécurité, doivent fonctionner à tout moment, et ils sont donc connectés directement à la borne de la batterie, par blocage autour du boulon 16, contre l'embase de connexion 62 qui a une connexion directe avec la borne de la batterie. Si la liaison fusible 54 saute à cause d'un court-circuit dans l'alimentation générale de l'automobile, les fonctions de sécurité resteront néanmoins connectées à la batterie. En se référant maintenant aux figures 17 et 18, on voit un autre mode de réalisation qui comporte une autre liaison fusible 54' ayant une section centrale mince 80' qui saute lorsqu'un courant excessif la traverse. La liaison fusible 54' comprend une partie en forme de U 82 qui comporte une paire de branches mutuellement espacées 84 connectées à une embase de connexion 62' à des premières extrémités 86 de ces branches, et connectées à une branche transversale 88 s'étendant entre leurs autres extrémités 91. La liaison fusible 54' comprend en outre une branche centrale 90 qui s'étend entre une position centrale sur la branche transversale 88 et une embase de connexion de cosse 56' similaire à l'embase de connexion de cosse 56 du mode de réalisation précédent.La branche centrale 90 comprend la partie centrale 80' qui comporte un trou central rempli par une perle d'étain 92, la partie centrale 80' comprenant en outre des indendations 94 pour amincir la section transversale entre la perle et des bords extérieurs de la branche centrale 90. L'utilisation d'une perle d'étain est connue par exemple d'après le brevet des E.U.A. n" 2 055 866, et elle a pour effet de réduire la température de fusion de la liaison fusible, en produisant un alliage différent lorsqu'elle fond, ce qui améliore les caractéristiques de fusion de la liaison fusible. La température de fusion inférieure réduit également l'effet de flexion de la liaison fusible, qui peut se refroidir et ne pas fondre sous l'effet du courant électrique exigé si elle touche l'élément de support 32. L'élément en forme de U 82 est particulièrement avantageux dans la mesure où il procure un support robuste pour la branche de fusible centrale 90 qui est supportée à deux points mutuellement espacés, en permettant néanmoins l'expansion de la branche centrale 90 qui est due à la dilatation thermique, en particulier du fait que la branche centrale est connectée à une position centrale sur la branche transversale 88, qui peut ainsi se courber vers l'intérieur pour permettre l'expansion. La dilatation thermique doit être compensée du fait que dans le cas contraire la liaison fusible peut se courber excessivement et se rompre prématurément ou toucher les supports qui l'entourent, ou éventuellement changer ses caractéristiques de fusion par d'autres mécanismes. Cependant, la structure ci-dessus procure un support robuste pour la branche fusible 90, en permettant néanmoins la dilatation thermique. Ainsi, de façon avantageuse, l'élément de cosse de batterie 6 est directement connecté à la partie de connexion de borne de batterie 68, et les sections de connexion d'alimentation 50, 52 sont maintenues avec force et de façon rigide sur un élément de support 4 qui permet de bloquer des conducteurs d'alimentation, de façon simple et fiable, sur une extrémité ou l'autre de la liaison fusible, tout en procurant un support rigide et sûr pour la liaison fusible 54 entre les sections de connexion. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Connecteur de batterie d'automobile (2) comprenant un élément de montage sur une borne de batterie (8) pour la connexion à une borne de batterie, et un élément de connexion d'alimentation (4, 6) pour la connexion à des conducteurs d'alimentation d'une automobile, caractérisé en ce que l'élément de connexion d'alimentation (4, 6) comprend un élément de support isolant (4) et un élément de cosse (6) fixé de façon rigide à l'élément de support, l'élément de cosse étant poinçonné et mis en forme à partir d'une tôle et comprenant une liaison fusible (54, 54') qui s'étend entre une section de connexion d'alimentation (50) et une section de cosse de batterie (52), la section de cosse de batterie (52, 52') ayant une partie (68) prévue pour la connexion mécanique et électrique de l'élément de montage (8) à la section de cosse. 2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de connexion d'alimentation (50) comprend une embase de connexion (56, 56') contre laquelle des conducteurs d'alimentation d'une automobile peuvent être bloqués pour établir une connexion électrique avec elle. 3. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la section de cosse de batterie (52) comprend une embase de connexion (62, 62') contre laquelle des conducteurs pour des fonctions de sécurité d'une automobile peuvent être bloqués pour établir une connexion électrique avec elle. 4. Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des languettes déformables (58, 64) s'étendent à partir des embases de connexion (56, 62, 56', 62') pour fixer rigidement ces dernières à l'élément de support (4). 5. Connecteur selon la revendication 4, caracté risé en ce que l'élément de support (4) comprend un boîtier isolant (12) ayant une surface supérieure (34) sur laquelle sont montées les embases de connexion de cosse (56, 62, 56', 62'), une surface inférieure opposée et des côtés opposés (30) s'étendant entre elles, de façon que les languettes déformables entourent les côtés et la surface inférieure. 6. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'élément de support (4) comprend des parois de retenue (26) qui s' étendent vers l'extérieur à partir des surfaces latérales (30) pour guider et retenir fermement les embases de connexion (56, 62) sur l'élément de support (4). 7. Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de support comprend une section de connexion d'alimentation (26), une section de batterie (24) et une section de fusible (28) s'étendant entre elles, les sections de connexion et de batterie (26, 24) ayant une surface supérieure (34) vis-à-vis de laquelle une surface supérieure (32) de la section de fusible (28) est en retrait. 8. Connecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la section de connexion d'alimentation (26) comprend un boulon (18) moulé dans cette section pour bloquer des conducteurs sur l'embase d'alimentation (56). 9. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la section de batterie (24) de l'élément de support comprend un boulon (16) qui est moulé dans cette section pour le blocage de conducteurs de fonctions de sécurité sur l'embase de connexion de batterie (62). 10. Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un couvercle isolant (14) est incorporé pour être monté fermement sur la section de fusible (28) de l'élément de support, afin de protéger la liaison fusible (54) contre l'endommagement ou des dépôts de saletés. 11. Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison fusible (54') comprend une partie en forme de U (82) ayant des parties de branches mutuellement espacées (84) fixées à l'une des sections de connexion (52), entre lesquelles s'étend une branche transversale (88), et une branche centrale (90) ayant une partie de fusible centrale (80') pouvant fondre, la branche centrale (90) s'étendant entre une position centrale de la branche transversale (88) et l'une des sections de connexion (50), de façon que la dilatation et la contraction thermiques de la branche centrale (90) soient pratiquement absorbées par la flexion de la branche transversale (88). 12. Liaison fusible (54) pour des applications à courant élevé, cette liaison fusible (54) comprenant une partie de fusible (80') qui fond lorsqu'elle est soumise à un courant électrique excessif, la partie de fusible (80') appartenant à une branche centrale (90) s'étendant en direction axiale dont une extrémité est fixée à une section de connexion (50) prévue pour la connexion électrique à un conducteur, et qui s'étend vers une seconde section de connexion (52) pour la connexion électrique à un autre conducteur, caractérisée en ce que la liaison fusible (54') comprend en outre une section en forme de U (82) comportant des branches mutuellement espacées (84) qui sont fixées à la seconde section de connexion au niveau de premières extrémités (86), et qui sont fixées à une branche transversale (88) s'étendant entre d'autres extrémités (91), la branche centrale (90) étant fixée à une position centrale de la branche transversale (88), de façon que la dilatation et la contraction thermiques de la branche centrale (90) soient pratiquement absorbées par la flexion de la branche transversale (88).