Brevet FR2871302A1 — publié le 20051209

Dispositif de liaison électrique et véhicule automobile comportant un tel dispositif L'invention se rapporte à un dispositif de liaison électrique, à un ensemble électrique, à un connecteur électrique, ainsi qu'à un véhicule équipé d'un tel dispositif de liaison ou équipé d'un connecteur électrique. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de io liaison électrique comportant un élément conducteur thermofusible formé d'un alliage approprié et disposé en série entre deux éléments conducteurs distincts. II est connu d'utiliser des dispositifs électriques présentant un élément conducteur thermofusible destiné à protéger les installations électriques de tout risque d'incendie. Ce type de dispositif se compose d'un métal à bas point de fusion placé au centre d'un ruban métallique possédant une température de fusion plus élevée, ce type de ruban peut être, par exemple, en cuivre. Ces dispositifs présentent l'avantage de protéger l'installation électrique dès que de fortes surcharges de courant (courts-circuits) traversent le dispositif électrique mais reste insensible aux échauffements dus à toute autre raison, notamment à ceux résultant d'un mauvais contact électrique (vis mal serrée). Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, le dispositif de liaison électrique selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule cidessus, est essentiellement caractérisé en ce que l'élément conducteur thermofusible possède une température de fusion inférieure à 250 C et en ce qu'il est conformé de façon à présenter une résistance électrique inférieure à 0,5 milli-Ohms, et de préférence comprise entre 0, 01 et 0,1 milli-Ohms Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs 5 des caractéristiques suivantes: l'élément conducteur thermofusible est composé d'un alliage à base d'étain, io les deux éléments conducteurs distincts disposés de part et d'autre de l'élément conducteur thermofusible possèdent chacun une température de fusion supérieure à 400 C et de préférence supérieure à 800 C et une résistance électrique supérieure à 0,5 milli-Ohms, et de préférence comprise entre 1 et 2 milli-Ohms, - au moins l'un des deux éléments conducteurs disposés de part et d'autre de l'élément conducteur thermofusible est lié à l'élément conducteur thermofusible par soudage ou par raboutage laser, il comporte un connecteur électrique destiné à assurer la connexion dudit dispositif à une source d'alimentation électrique, - ledit connecteur s'étend à proximité de l'élément conducteur thermofusible. Un autre but de l'invention est de proposer un ensemble 30 électrique comportant un tel dispositif de liaison électrique. A cette fin, l'ensemble électrique comporte un dispositif électrique tel que décrit ci-dessus et un dispositif électrique comportant un élément conducteur thermofusible possédant une température de fusion supérieure à 120 C et une résistance électrique supérieure à 0,5 milli-Ohms, et de préférence supérieure à 1 milli-Ohms. Un autre but de l'invention est de proposer un connecteur électrique appartenant au dispositif de liaison électrique décrit ci-dessus. s Le connecteur électrique peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: l'un des éléments conducteurs distincts possède un orifice ermettant la fixation du connecteur a une jonction io d'alimentation par des moyens de fixation de type vis, écrou, l'un des éléments conducteurs distincts est conformé de façon à être fixé une source d'alimentation électrique par des moyens permettant la fixation par clippage, l'un des éléments conducteurs distincts est destiné à recevoir un conducteur composé de fils métalliques, tout ou partie des fils métalliques étant fixé par sertissage sur l'un des éléments conducteurs distincts, - l'un des éléments conducteurs distincts possède au moins une patte destinée à coopérer avec un circuit imprimé. Un autre but de l'invention est de proposer un véhicule automobile comportant un tel connecteur électrique ou un tel dispositif de liaison électrique D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après faite en référence aux figures dans lesquelles: la figure 1 représente une vue de dessus d'un feuillard dont est extrait un dispositif de liaison électrique conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 représente une vue en coupe d'un dispositif de liaison électrique tel que fabriqué à la figure 1, dont une extrémité est fixée sur une zone conductrice, l'autre extrémité recevant un fil conducteur, - la figure 3 représente une vue de dessus d'un dispositif de liaison électrique conforme à deuxième mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 représente une vue de dessus d'un dispositif de liaison électrique conforme à troisième mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 représente une vue de dessus d'un dispositif de liaison électrique conforme à quatrième mode de réalisation de l'invention, La figure 1 représente un feuillard 8 composé de trois 20 bandes métalliques 9, 10 accolées longitudinalement de façon à ce que le feuillard 8 forme une longue bande. La bande 10 métallique placée au centre est constituée d'un alliage plombétain. L'alliage est choisi de façon à ce qu'il possède une température de fusion inférieure à 250 C; ce qui correspond à des pourcentages d'étain supérieur à 30%. Ce type d'alliage possède une résistivité électrique de l'ordre de 180.10"9 ohmmètre. Bien sûr, d'autres types d'alliages peuvent également être choisis. Selon les besoins, des matériaux possédant des températures de fusion plus basses peuvent être utilisés, tels que des matériaux possédant une température de fusion inférieure à 100 C. Cette bande métallique thermofusible 10 possède une largeur de l'ordre de 5 mm. i0 Les bandes métalliques 9 placées de part et d'autre de la bande en alliage plomb-étain 10 sont constituées de cuivre. Ce matériau possède une température de fusion de l'ordre de 1080 C et une résistivité électrique de 18.10-9 ohm.mètre. Bien sûr les bandes métalliques 9 peuvent être réalisées par d'autres métaux ou alliages tels que des alliages de cuivre, de type bronze. Les métaux ou alliages choisis doivent posséder une température de fusion supérieure à 400 C, et de io préférence supérieure à 800 C. De plus, les matériaux choisis devront avoir une bonne résistance au fluage et de bonnes propriétés élastiques. Les bandes métalliques 9 situées de part et d'autre de la 15 bande métallique centrale 10 peuvent bien sûr être de composition différente. Ces bandes métalliques 9 possèdent une épaisseur équivalente à celle de la bande centrale 10; mais d'autres cas peuvent être envisagés où les épaisseurs des bandes métalliques 9 latérales et celle de la bande métallique centrale 10 sont différentes. Les diverses bandes 9, 10 sont liées entre elles par 25 soudage ou raboutage laser mais tout mode de liaison permettant d'obtenir une liaison correcte peut être envisagé. Comme le montre la figure 1, le feuillard 8 est découpé de façon à ce que des cosses 11 puissent être extraites, chaque cosse 11 comprend es trois bandes métalliques 9, 10 du feuillard 8. La cosse 11 extraite possède trois parties: - une première partie en forme d'oeillet 2A réalisée en 35 cuivre, cette partie possède une résistance électrique de l'ordre de 1 milli-Ohms; une deuxième partie 3A réalisée en cuivre, cette partie possède une résistance électrique de l'ordre de 1 milli-Ohms, et une troisième partie 1, réalisée en alliage plomb- étain, destinée à relier les deux premières parties, cette troisième partie possède une résistance électrique de 0,05 milli-Ohms. Bien sûr d'autres exemples de réalisation sont possibles à io l'aide des matériaux cités ci-dessus, toutefois la cosse réalisée doit posséder les propriétés suivantes: la première 2A et la deuxième 3A parties doivent posséder une résistance électrique supérieure à 0,5 milli-Ohms, et de préférence comprise entre 1 et 2 milli-Ohms, la troisième partie 1 doit posséder une résistance électrique inférieure à 0,5 milli-Ohms, et de préférence comprise entre 0,01 et 0,1 milli-Ohms. Ainsi la cosse 11 réalisée est destinée à servir de liaison entre une zone conductrice 12 et un fil conducteur 6, comme le montre la figure 2. La zone conductrice 12 possède un orifice fileté 13. Une vis 14 permet de fixer la cosse 11 sur la zone conductrice 12. Ainsi, la vis 14 traverse l'orifice 7 de l'ceillet 2A de la cosse 11 et l'orifice fileté 13 de la zone conductrice 12, de façon à ce que la tête 15 de la vis 14 se trouve au-dessus de l'oeillet 2A de la cosse 11. Du côté de la deuxième partie 3A de la cosse 11, est placé un conducteur électrique 6. Le conducteur électrique 6 possède des fils métalliques 16 enrobés dans une gaine isolante 17. A l'extrémité de ce conducteur 6, la totalité des fils 16 métalliques est mis à nu. Ainsi lors de la fixation de ce conducteur 6 sur la deuxième partie 3A de la cosse 11, les fils 16 dénudés sont sertis sur la cosse 11 par des pattes 22 en polymère de façon à assurer le contact électrique et maintenir la cosse 11 et les fils 16 métalliques. La partie du conducteur 6, fixée sur l'extrémité de la cosse 11 possède encore une partie de sa gaine isolante 17 de façon à ce que seule une partie des fils 16 soit sertie sur la cosse 11. Une bague 19 enserre le fil conducteur 6 et sa gaine 17 avec la cosse 11. La fixation du conducteur 6 sur la cosse 11 se fait donc de façon standard par rapport aux pratiques générales de ce domaine. Ainsi, lors d'une défaillance du serrage de la vis 14, aux points de contact 18 de la cosse 11 avec les différentes parties de la zone conductrice 12, se forment des zones de fort échauffement. Souvent des arcs électriques prennent naissance en ces différents points 18. Ainsi progressivement la première partie 2A de la cosse 11 est portée à une température élevée supérieure à 250 C. De par sa liaison intime avec la troisième partie 1 de la cosse 11, la chaleur se propage à la partie centrale 1 de la cosse 11 et la fait fondre. Ainsi, le passage du courant est interrompu et tout départ d'incendie est stoppé ; la deuxième partie 3A de la cosse 11 et le fil conducteur 6 qu'elle supporte sont sauvegardés. Ainsi l'installation électrique est protégée quelque soit l'intensité du courant qui la traverse et même si le courant possède une intensité inférieure à l'intensité nominale. De cette façon, des matériaux isolants (non représentés), généralement en plastique, présents aux alentours de la cosse 11 n'atteindront pas leur température d'auto-inflammation cette cosse 11 garantie donc la sauvegarde de l'ensemble de l'installation en empêchant tout démarrage d'incendie. Ces matériaux isolants permettent de compenser la faiblesse mécanique de l'élément fusible et notamment de maintenir écarter les éléments de part et d'autre de la zone thermofusible, une fois cette dernière fondue. Ainsi, il est important que la température de fusion de la zone thermofusible 1 soit notablement inférieure à celle du point d'autoinflammation du matériau isolant présent autour la cosse Il. La partie centrale 1 de la cosse 11 doit posséder une io largeur suffisante, généralement de l'ordre de 5 mm, de façon à provoquer l'extinction de l'arc électrique une fois le métal de la zone thermofusible 1 fondu, y compris lorsque la cosse 11 se trouve dans une enceinte confinée. L'épaisseur de la zone thermofusible 1 doit être suffisante pour assurer une résistance mécanique correcte. Différentes variantes de cette cosse 11 peuvent être envisagées, comme par exemple, une cosse pour laquelle la deuxième et la troisième partie sont séparées physiquement. La figure 3 présente un autre type de cosse plate. Cet exemple se compose de deux parties: une première partie 2B en cuivre possédant une forme oblongue. Cette partie 2B comprend un orifice 7 destiné à recevoir une vis de serrage et, une deuxième partie 3B correspondant à la deuxième partie 3A de la cosse 11 de la figure 2. Dans cet exemple, la zone thermofusible 1 telle que définie précédemment appartient à la première partie 2B, elle se compose d'une bande disposée en biais par rapport à l'axe de cette cosse de façon à ce que la cosse soit plus résistante à la flexion. La zone thermofusible 1 est située entre l'orifice 7 et le début de la deuxième partie 3B de la cosse. Les cosses représentées aux figures 2 et 3 peuvent servir à relier des fils à des liaisons de type vissées. Les figures 4 et 5 présentent d'autres dispositifs conformes à l'invention pour des liaisons de type non vissées. La figure 4 présente une languette de connectique 20 en alliage de cuivre, une de ses extrémités 3C, destinée à recevoir un fil conducteur 6, est identique à la deuxième partie 3A de la cosse 11 de la figure 2. L'autre partie 2C de cette languette 20 est destinée à io recevoir par clippage une terminaison électrique. La zone thermofusible 1, définie précédemment, est placée entre les deux extrémités 2C, 3C de cette languette. Bien sûr pour les exemples représentés aux figures 2 à 4, les échauffements auxquels peuvent être exposés les cosses 11 ou languettes 20 peuvent être situés côté contact (zone conductrice 12) ou côté sertissage (fil conducteur 6) La figure 5 présente une autre languette de connectique 21 en alliage de cuivre, une de ses extrémités 2D est destinée à recevoir par clippage une terminaison électrique. Son autre extrémité 3D se compose de deux pattes 4 de type press fit destinées à être disposées sur un circuit imprimé 5. La zone thermofusible 1, définie précédemment, est là aussi placée entre les deux extrémités 2D, 3D de cette languette 21. Ce type de languette présente un avantage certain car les pattes 4 de type press fit sont sensibles aux agressions climatiques, de type humidité, et participent à la formation de la corrosion. Ainsi de par ces conditions, de telles languettes sont sujettes à des disfonctionnements électriques d'autant plus importants que ce type de languette ne permet qu'une faible dissipation de chaleur du côté des pattes 4 de type press fit. Les languettes représentées aux figures 4 et 5 peuvent servir à relier des conducteurs entre eux: liaisons dites d'interconnexion pour la figure 4 ou des liaisons sur embase pour la figure 5, l'embase étant reliée à la carte électronique par des liaisons enfichables dite type press fit. Bien sûr, les dispositifs électriques, objet de l'invention, peuvent être montés en série avec tout dispositif électrique possédant une zone thermofusible classique, destinée à couper l'alimentation en courant, lorsque ce dernier possède une valeur supérieure à celle du courant nominal. Ces dispositifs possèdent généralement une température de fusion supérieure à 120 C et une résistance électrique supérieure à 0,5 milliOhms, et de préférence supérieure à 1 milli-Ohms. 2871302 ir REVENDICATIONS 1. Dispositif de liaison électrique comportant un élément conducteur thermofusible (1) formé d'un alliage approprié et disposé en série entre deux éléments conducteurs distincts (2A, 2B, 2C, 2D, 3A, 3B, 3C, 3D), caractérisé en ce que l'élément conducteur thermofusible (1) possède une température de fusion inférieure à 250 C et en ce qu'il est conformé de façon à présenter une résistance électrique io inférieure à 0,5 milliOhms, et de préférence comprise entre 0,01 et 0,1 milli-Ohms. 2. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément conducteur thermofusible (1) 15 est composé d'un alliage à base d'étain. 3. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux éléments conducteurs distincts (2A, 2B, 2C, 2D, 3A, 3B, 3C, 3D) disposés de part et d'autre de l'élément conducteur thermofusible (1) possèdent chacun une température de fusion supérieure à 400 C et de préférence supérieure à 800 C et une résistance électrique supérieure à 0,5 milli-Ohms, et de préférence comprise entre 1 et 2 milliOhms. 4. Dispositif de liaison électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins l'un des deux éléments conducteurs (2A, 2B, 2C, 2D, 3A, 3B, 3C, 3D) disposés de part et d'autre de l'élément conducteur thermofusible (1) est lié à l'élément conducteur thermofusible (1) par soudage ou par raboutage laser. 5. Dispositif de liaison électrique conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un connecteur électrique destiné à assurer la connexion dudit dispositif à une source d'alimentation électrique. 12' 6. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit connecteur s'étend à proximité de l'élément conducteur thermofusible (1). 7. Ensemble électrique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif électrique conforme à l'une des revendications 1 à 6 et un dispositif électrique comportant un élément conducteur thermofusible possédant une température de fusion supérieure à 120 C et une résistance électrique supérieure à 0,5 milli-Ohms, et de préférence supérieure à 1 milli-Ohms. 8. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'un des éléments conducteurs distincts (2A, 2B) possède un orifice (7) permettant la fixation du connecteur a une jonction d'alimentation par des moyens de fixation de type vis, écrou. 9. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'un des éléments conducteurs distincts (2C, 2D) est conformé de façon à être fixé une source d'alimentation électrique par des moyens permettant la fixation par clippage. 10. Dispositif de liaision électrique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'un des éléments conducteurs distincts (3A, 3B, 3C) est destiné à recevoir un conducteur (6) composé de fils (16) métalliques, tout ou partie des fils (16) métalliques étant fixé par sertissage sur l'un des éléments conducteurs distincts (3A, 3B, 3C). 11. Dispositif de liaision électrique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'un des éléments conducteurs distincts (3D) possède au moins une patte (4) destinée à coopérer avec un circuit imprimé (5).