Brevet FR2786924A1 — publié le 20000609

i FUSIBLE THERMIQUE La présente invention concerne d'une manière générale des fusibles thermiques et plus particulièrement un fusible thermique possédant un couple de contacts électriques, qui sont maintenus en contact par un élément déformable thermiquement. Les appareils électriques contiennent fréquemment des mécanismes qui interrompent le fonctionnement d'un moteur en réponse à des conditions de surcharge thermique, qui peuvent entraîner un endommagement permanent du moteur ou d'équipements associés. Une surcharge thermique, comme par exemple une température excessivement élevée d'un enroulement ou du rotor, peut se produire en raison du fait que le rotor est bloqué ou sous l'effet d'une charge mécanique intense, d'une surtension d'alimentation, d'une température ambiante élevée ou d'une combinaison de ces conditions. Des coupe-circuits thermiques (TCO) classiques sont basés sur un élément apte à répondre thermiquement, qui fond en réponse à une condition de surcharge thermique et qui de ce fait interrompt le flux d'énergie électrique envoyé à l'appareil protégé. Dans une solution typique, on utilise une broche de contact ou un conducteur chargé par un ressort, qui est retenu dans un état de connexion électrique avec un contact opposé, au moyen d'un matériau fusible comme par exemple de la soudure. Dans une autre solution typique, on utilise un ou plusieurs ressorts, qui sont indépendants des contacts électriques et qui écartent les contacts dans un matériau fusible formant butée déplaçable. Ces solutions connues présentent plusieurs inconvénients importants. Dans la première solution, l'énergie électrique traverse directement le matériau fusible. Par conséquent un échauffement propre de la matière fusible elle-même, en particulier dans des applications de grande puissance, peut affecter gravement l'aptitude du coupe-circuit TCO à être sensible uniquement à la température de l'appareil protégé. Dans les deux solutions décrites, le coupe-circuit TCO comprend de façon typique un agencement complexe de ressorts et d'éléments de contact, qui sont montés dans un boîtier. Par conséquent, ces solutions sont coûteuses et ne permettent pas l'inspection directe du coupe-circuit TCO étant donné que la matière fusible et les conditions de contact ne sont habituellement pas visibles à travers le boîtier. Conformément à un aspect de la présente invention, un premier contact électrique s'étend à travers et est appliqué contre un second contact. Un ressort est disposé entre les premier et second contacts. Une broche thermiquement déformable retient le premier contact contre le second contact. La broche est apte à répondre à une condition de température élevée telle qu'elle se déforme, ce qui permet au ressort d'écarter l'un de l'autre les premier et second contacts. De préférence la broche déformable thermiquement est formée d'une matière plastique. De même de préférence le ressort est un ressort de compression hélicoïdal. Conformément à un second aspect de l'invention, un ressort est comprimé entre un premier contact électrique et un second contact électrique. Une broche déformable thermiquement traverse les contacts et le ressort. La broche s'applique contre les premier et second contacts et est sensible à une condition de température élevée telle qu'elle se déforme et se rompt sous l'action de la force d'extension du ressort pour interrompre un trajet électrique entre les premier et second contacts. De façon plus précise la présente invention concerne, dans l'un de ses aspects, un fusible thermique, caractérisé en ce qu'il comporte: un premier contact électrique possédant une première ouverture; un second contact électrique possédant une seconde ouverture, le premier contact électrique traversant la seconde ouverture et s'appliquant contre le second contact; un ressort disposé entre le premier contact et le second contact; et une broche déformable thermiquement, qui s'étend à travers la première ouverture et retient le premier contact contre le second contact, la broche étant sensible à une condition de température élevée provoquant sa déformation de telle sorte que le ressort écarte l'un de l'autre les premier et second contacts. Selon une autre caractéristique de l'invention, le ressort est électriquement conducteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier contact comporte une partie formant épaulement qui forme une butée pour le ressort. Selon une autre caractéristique de l'invention, les premier et second contacts possedent chacun une patte terminale apte à être utilisée avec un connecteur femelle à cosse. Selon une autre caractéristique de l'invention, la seconde ouverture est au moins partiellement non délimitée. L'invention concerne en outre, selon un second aspect, un fusible thermique, caractérisé en ce qu'il comporte: un premier contact électrique possédant une première ouverture; un second contact électrique possédant une seconde ouverture; un ressort possédant une troisième ouverture; et une broche déformable thermiquement, la broche s'étendant à travers toutes les ouvertures et s'appliquant contre les contacts de telle sorte que le ressort est comprimé entre les premier et second contacts, la broche étant en outre sensible à une condition de température élevée qui l'amène à se déformer de telle sorte que le ressort interrompt un trajet électrique entre les premier et second contacts. Selon une autre caractéristique de l'invention, la broche déformable thermiquement est formée d'une matière plastique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le ressort est un ressort plat. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation de face d'une forme de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est une vue de dessous de la forme de réalisation de la figure 1; - la figure 3 est une vue en élévation latérale de la forme de réalisation de la figure 1; - la figure 4 est une vue en plan de l'un des contacts électriques de la figure 1; - la figure 5 est une vue en plan de l'autre contact électrique de la figure 1; - la figure 6 est une vue de dessous d'une autre forme de réalisation de la présente invention; - la figure 7 est une vue en plan de l'un des contacts électriques de la figure 6; - la figure 8 est une vue de face de l'un des contacts électriques de la figure 6; - la figure 9 est une vue en plan de l'un des contacts électriques de la figure 6; - la figure 10 est une vue en plan d'une rondelle Belleville, qui peut être utilisée dans la forme de réalisation de la figure 6; et - la figure 11 est une vue en élévation de face de la rondelle Belleville de la figure 10. Sur les figures 1 et 2 on a représenté un fusible thermique 10, qui présente différents aspects de la présente invention. Le fusible 10 comprend un premier contact électrique 12, un second contact électrique 14, un ressort de compression hélicoïdal 16 et une broche déformable thermiquement 18, tous ces éléments étant disposés de préférence comme cela est représenté. Le premier contact 12 traverse une fente 13 (représentée d'une manière plus évidente sur la figure 5) formée dans le second contact 14 et établit un contact électrique avec le second contact 14. Le ressort 16 est retenu dans un état comprimé entre une première face 17 du second contact 14 et une partie formant épaulement 26 du premier contact 12. Le ressort 16 est de préférence formé d'un métal mais peut, sinon, être réalisé en un matériau non métallique et non électriquement conducteur, sans que ceci n'affecte le fonctionnement du fusible 10. La broche thermiquement déformable 18 traverse une première ouverture 24 formée dans le premier contact 12, et le ressort 16 repousse une seconde face 19 du second contact 14 en contact avec la broche 18. Le premier contact 12 peut comporter en outre des oreilles ou pattes de montage 20, 22, qui facilitent le montage du fusible 10 dans un élément structurel (non représenté) d'un appareil électrique protégé (également non représenté). Sur la figure 4 on a représenté une vue plus détaillée du premier contact 12. Comme cela est représenté sur la figure 15, le premier contact 12 possède une partie 28 formant guide pour ressort, qui est disposée sur une première extrémité formant borne 29, et une seconde extrémité formant borne 30. La seconde extrémité formant borne 30 est configurée de préférence de manière à recevoir un connecteur femelle à cosse standard. Le guide de ressort 28 est une patte allongée qui s'étend depuis la partie formant épaulement 26 du contact 12. Le guide de ressort 28 possède une largeur qui est inférieure au diamètre intérieur du ressort 16 et une longueur qui est nettement inférieure à la longueur libre du ressort 16. La première ouverture 24 est disposée sur une extrémité du guide de ressort 28 et est dimensionnée de manière à recevoir aisément le diamètre ou la largeur de la broche déformable thermiquement 18. En se référant maintenant à la figure 5, le second contact 14 possède une première extrémité formant borne 32 qui est de préférence configurée de manière à recevoir un connecteur standard femelle à cosse. La fente 13 est disposée à proximité d'une seconde extrémité formant borne 34 et est dimensionnée de manière à loger le guide de ressort 28 du premier contact 12, dans sa largeur et son épaisseur. Par conséquent le guide de ressort 28 du premier contact 12 peut s'étendre aisément à travers le second contact 14, grâce à la fente 13. Bien que l'on ait représenté une forme rectangulaire pour la fente 13, on pourrait obtenir le résultat désiré avec une variété de géométries sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple l'ouverture peut posséder une forme rectangulaire arrondie et/ou peut ne pas être délimitée (c'est-à-dire peut être ouverte) sur un ou plusieurs côtés. Le premier contact 12 et le second contact 14 sont réalisés de préférence en des matériaux de contact métalliques qui sont bien connus dans la technique. Une composition de matériau particulière peut être choisie pour optimiser la performance de contact dans les conditions d'application spécifiques pour le courant, la tension, les conditions d'environnement, etc. Les contacts 12, 14 sont de préférence réalisés au moyen d'une opération d'estampage de manière à maintenir les coûts à un faible niveau. Par exemple, les languettes de montage 20, 22 peuvent être des demi-perforations qui sont formées directement dans le flan métallique utilisé pour fabriquer le premier contact 12. La broche déformable thermiquement 18 est de préférence cylindrique (bien que ceci ne soit pas nécessaire) et est formée d'une matière thermoplastique possédant un point de fusion situé au-dessus de la température normale de fonctionnement de l'appareil protégé, mais égale ou inférieure à une température de fonctionnement qui se présente pendant par exemple un état de surcharge. Par exemple le fusible 10 peut être monté sur un moteur électrique et le matériau formant la broche peut être choisi de manière à se ramollir en réponse aux températures élevées des enroulements provoquées par un état bloqué du ressort. Les spécialistes ordinaires de la technique constateront immédiatement que l'on peut utiliser une variété d'autres configurations et de matériaux pour la broche 18, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple la broche 18 peut posséder un profil rectangulaire ou bien peut être constituée par un rivet ou une tige en matière plastique. Sinon la broche 18 peut être une vis ou un boulon qui est vissé dans ou traverse la première ouverture 24, ou un bouchon en forme d'arbre de Noel. En outre la broche 18 peut être réalisée avec une variété de matériaux autres qu'une matière thermoplastique. Par exemple on pourrait utiliser des métaux possédant un bas point de fusion, tels que du plomb ou des alliages de plomb, pour obtenir des résultats similaires. En fonctionnement, le dispositif est monté sur ou au voisinage de l'appareil protégé (non représenté). Par exemple le fusible peut être monté sur le carter d'un moteur électrique (non représenté) par l'intermédiaire des languettes de montage 20, 22. Un conducteur d'alimentation pour un moteur est connecté à la seconde extrémité formant borne du premier contact 12, et un fil magnétique partant de l'enroulement du moteur est connecté à la première extrémité formant borne 32 du second contact 14. Par conséquent le fusible 10 est intercalé en série dans l'alimentation envoyée au moteur. Dans un état de surcharge, la température du moteur et la température ambiante alentour augmentent. Par conséquent, étant donné que les contacts 12, 14 du fusible sont thermiquement conducteurs et sont reliés thermiquement au moteur avec l'environnement ambiant alentour, ils chauffent la broche déformable thermiquement 18. La broche 18 se ramollit en réponse aux températures excessives et, si la température est suffisamment élevée et se maintient pendant un intervalle de temps suffisant, la force d'expansion du ressort 13 cisaille la broche 18 lorsqu'elle contacte les parois définissant la première ouverture 24. Une fois que la broche 18 a été cisaillée, le ressort 16 s'étend jusqu'à sa longueur à l'état libre et écarte le second contact 14 du premier contact. En outre le fil fixé à la première extrémité formant borne 32 du second contact 14 tend à tirer le second contact en l'écartant de la partie formant guide de ressort 28 du premier contact 12, ce qui garantit une interruption du trajet électrique au moyen du fusible 10. Sur la figure 6 on a représenté un autre fusible thermique 60 qui représente des aspects de la présente invention. Le fusible thermique 60 comprend un premier contact électrique 62, un second contact électrique 65, une broche thermiquement déformable 70, une première rondelle Belleville électriquement conductrice 72 et une seconde rondelle Belleville électriquement conductrice 74, tous ces éléments étant disposés de préférence comme cela est représenté. Les rondelles Belleville 72, 74 sont dans un état comprimé entre les premier et second ressorts 62, 65. La broche 70 traverse les rondelles 72, 74 et les contacts 62, 65. La broche 70 engrène avec les contacts 62, 65, en retenant de ce fait les rondelles 72, 74 dans un état comprimé et en fermant un trajet électrique entre les premier et second contacts 62, 65. Le premier contact 62 peut comporter en outre des languettes de montage 20, 22. Sur la figure 7 on a représenté une vue plus détaillée du premier contact 62. Comme cela est représenté sur la figure 7, le premier contact 62 possède une première extrémité formant borne 63 et une seconde extrémité formant borne 76. La première extrémité formant borne 63 est configurée de préférence de manière à recevoir un connecteur femelle standard à cosse. Pour garantir un contact électrique adéquat et une compression uniforme de la rondelle Belleville 72, la seconde extrémité formant borne 76 est dimensionnée de préférence de telle sorte qu'elle s'applique complètement sur la zone d'empreinte de la première rondelle Belleville 72 dans son état comprimé. Par conséquent la longueur et la largeur de la seconde extrémité formant borne 76 sont de préférence égales ou supérieures à la longueur et à la largeur ou au diamètre de la première rondelle 72. La seconde extrémité formant borne comporte en outre une première ouverture 70 qui est entourée par un premier collet extrudé 68 (voir également la figure 8). Sur la figure 9 on a représenté une vue plus détaillée du second contact 65. Le second contact 65 possède une première extrémité formant borne 82, qui est de préférence configurée de manière à recevoir un connecteur femelle standard à cosse. Le second contact possède une seconde extrémité formant borne 64 et est dimensionné de préférence de la même manière que la seconde extrémité formant borne 76 du premier contact 62. Par conséquent la seconde rondelle Belleville 74 engrène avec la seconde extrémité formant borne 64 du second contact 65 d'une manière identique à l'engrènement de la première rondelle 72 avec la seconde extrémité formant borne 76 du premier contact 62. Le second contact 65 comprend une seconde ouverture 80 qui est entourée par un second collet extrudé 66. Sur les figures 10 et 11 on a représenté respectivement une vue en plan et une vue en élévation latérale des première et seconde rondelles Belleville 72, 74. Chacune des rondelles 72, 74 comprend une ouverture 84 possédant un diamètre nettement supérieur à la dimension en coupe transversale la plus grande de la branche thermiquement déformable 70. Les rondelles Belleville 72, 74 sont formées de préférence d'un matériau électriquement conducteur de sorte que lorsqu'elles sont comprimées entre les premier et second contacts 62, 65, un trajet électrique est formé entre les contacts 62, 65. Comme cela est représenté sur la figure 6, la broche thermiquement déformable 70 traverse les première et seconde ouvertures 70, 80 et les ouvertures 84 des première et seconde rondelles 72, 74. La broche 70 est dimensionnée de telle sorte qu'elle s'applique par frottement contre ou est repoussée dans les premier et second collets 68, 66, ce qui a pour effet de retenir les rondelles 72, 74 dans un état comprimé et de créer un trajet électrique entre les premier et second contacts 62, 65 par l'intermédiaire des rondelles conductrices 72, 74. Les matériaux spécifiques et la géométrie des contacts 62, 65 de la broche thermiquement déformable 70 peuvent être similaires à ceux utilisés en liaison avec la première forme de réalisation décrite précédemment et représentée sur les figures 1 à 5. En fonctionnement, le fusible 60 est monté sur ou en position adjacente à l'appareil protégé (non représenté) d'une manière similaire à ce qui a été utilisé dans le cas de la première forme de réalisation décrite. Dans un état il de surcharge, la force d'expansion des rondelles 72, 74 provoque l'extrusion de la broche 70 et sa rupture sur son étendue en longueur. Une fois que la broche 70 est rompue, les première et seconde rondelles 72, 74 se séparent, ce qui interrompt le trajet électrique entre les premier et second contacts 62, 65. En outre un conducteur fixé à la troisième extrémité formant borne 82 du second contact 65 tend à écarter le second contact du premier contact 62, ce qui garantit une interruption du trajet électrique à travers le fusible 60. Naturellement, on comprendra que l'on peut apporter toute une gamme de changements et de modifications dans la forme de réalisation décrite précédemment. Par exemple, on peut remplacer le ressort hélicoidal et les rondelles Belleville représentés dans l'exemple de réalisation préféré, par différents types de ressorts. C'est pourquoi la présente description détaillée doit être considérée à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif. REVEND I CATIONS 1. Fusible thermique (10), caractérisé en ce qu'il comporte: un premier contact électrique (12) possédant une première ouverture (24); un second contact électrique possédant une seconde ouverture (13), le premier contact électrique traversant la seconde ouverture (13) et s'appliquant contre le second contact; un ressort (16) disposé entre le premier contact et le second contact; et une broche déformable thermiquement (18), qui s'étend à travers la première ouverture et retient le premier contact contre le second contact, la broche étant sensible à une condition de température élevée provoquant sa déformation de telle sorte que le ressort écarte l'un de l'autre les premier et second contacts. 2. Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que la broche déformable thermiquement (18) est réalisée en matière plastique. 3. Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (16) est un ressort de compression. 4. Fusible selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ressort (16) est un ressort hélicoïdal. 5. Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (16) est électriquement conducteur. 6. Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier contact (12) comporte une partie formant épaulement qui forme une butée pour le ressort. 7. Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et second contacts (12,14) possèdent chacun une patte terminale (20,22) apte à être utilisée avec un connecteur femelle à cosse. 8. Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde ouverture (13) est au moins partiellement non délimitée. 9. Fusible thermique (60), caractérisé en ce qu'il comporte: un premier contact électrique (62) possédant une première ouverture; un second contact électrique (65) possédant une seconde ouverture; un ressort (72,74) possédant une troisième ouverture; et une broche déformable thermiquement (70), la broche s'étendant à travers toutes les ouvertures et s'appliquant contre les contacts de telle sorte (72,74) que le ressort est comprimé entre les premier et second contacts, la broche étant en outre sensible à une condition de température élevée qui l'amène à se déformer de telle sorte que le ressort interrompt un trajet électrique entre les premier et second contacts. 10. Fusible selon la revendication 9, caractérisé en ce que la broche déformable thermiquement est réalisée en matière plastique. 11. Fusible selon la revendication 9, caractérisé en ce que le ressort (72,74) est un ressort plat. 12. Fusible selon la revendication 9, caractérisé en ce que le ressort (72,74) est une rondelle Belleville. 13. Fusible selon la revendication 9, caractérisé en ce que le ressort (72,74) est électriquement conducteur. 14. Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et second contacts (62,65) possèdent chacun une patte terminale (64,82) adaptée pour être utilisée avec un connecteur femelle à cosse.