CH675322A5 - - Google Patents
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Description
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CH 675 322 A5
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Description
La présente invention concerne d'une manière générale un fusible et, d'une manière plus particulière, un fusible pour automobile du type utilisé dans un environnement sujet à des températures extrêmes, telles que le compartiment moteur d'une automobile.
La pratique courante dans l'industrie automobile est de protéger l'équipement électrique et électronique installé dans les automobiles au moyen de fusibles disposés dans le bloc à fusibles de la boîte à gants ou sous le tableau de bord du véhicule. Ces fusibles sont pour la plupart destinés à des intensités relativement faibles et ils sont conçus pour protéger des appareils tels que la radio, les lumières et ia signalisation de changement de direction. Egalement, ces fusibles fonctionnent dans un environnement à température contrôlée, car ils sont à l'intérieur du compartiment à passagers du véhicule.
Les intensités électriques les plus élevées dans une automobile se trouvent sous le capot, en particulier au niveau du starter, de la magnéto, de la batterie, pour citer quelques exemples. Ces appareils électriques tirent des courants relativement élevés par comparaison à ceux circulant dans les fusibles classiques sous le tableau de bord. S'il fallait protéger ces appareils électriques par des fusibles montés dans ie compartiment des passagers, les fils servant aux connexions devraient alors passer à travers la cloison pare-feu pour arriver au compartiment des passagers et revenir ensuite à travers la paroi pare-feu vers le compartiment sous le capot. Ceci naturellement augmenterait le poids du véhicule, les coûts de main-d'œuvre et les coûts de production. Il est donc souhaitable de disposer une partie de la protection des circuits sous le capot de l'automobile.
Pour économiser sur le poids, l'industrie automobile utilise des câbles électriques plus petits avec une isolation pouvant supporter des températures plus élevées. Un dispositif protecteur pour empêcher l'isolation d'être abîmée par les températures élevées résultant de courants importants devra ouvrir le circuit avant que l'isolation du câble atteigne des températures susceptibles de l'abîmer, mais devra tolérer de courtes durées de surcharge électrique. Par conséquent, un fusible pour automobile devra avoir certaines caractéristiques de temporisation.
Ce fusible ou dispositif protecteur devra pouvoir fonctionner dans le compartiment moteur de l'automobile où la température peut descendre à -40°C et monter à 145°C. Du fait de ces températures élevées, il est souhaitable que les fiches des bornes des fusibles utilisés pour protéger l'équipement électrique du véhicule sous le capot soient faites en argent ou avec un revêtement d'argent. Les raisons de cela sont que l'argent a d'excellentes propriétés électriques et en outre, que les oxydes d'argent sont conducteurs d'électricité. Cependant, lorsque l'argent est utilisé sur la partie active du fusible, il forme une pellicule qui a un effet négatif sur certaines caractéristiques, telles que la charge limite en ampères du fusible.
D'autres fabricants ont essayé de réaliser un revêtement en argent sur la portion constituant les bornes du fusible sans avoir de revêtement en argent sur l'élément fusible en décollant ou en enlevant mécaniquement le revêtement en argent de l'élément fusible. Ceci prend du temps et augmente les coûts de fabrication. D'autres tentatives pour traiter le problème du revêtement en argent sur l'élément fusible ont consisté à placer une pièce ou un dispositif d'insertion en métal sur l'élément fusible pour compenser le changement des caractéristiques de l'élément fusible provoqué par le revêtement en argent.
Un autre problème rencontré dans la fabrication de fusibles de grandes dimensions destinés à venir sous le capot des automobiles était le marquage d'un numéro d'identification ou de la charge limite en ampères des fusibles. Dans les méthodes de l'art antérieur, la charge limite en ampères était marquée par estampage à chaud sur le logement du fusible. Comme il faut utiliser un matériau résistant à des températures élevées pour le logement des fusibles de grandes dimension pour automobile, cette méthode ne s'est pas avérée totalement satisfaisante.
Le fusible selon l'invention est défini par la revendication 1. Un tel fusible est composé d'un élément métallique ayant une première et une seconde borne connectées par un élément fusible. Un revêtement est appliqué pour que les extrémités de raccordement des bornes restent libres. Ainsi, il n'est plus nécessaire d'enlever le revêtement en argent de l'élément fusible par décollage ou de prévoir une pièce métallique pour la compensation du revêtement. Dans une forme d'exécution, le fusible comprend une charge ou un puits à chaleur sur l'élément fusible. Le puits à chaleur est formé en repliant au moins une section allongée sur l'élément fusible. L'élément métallique du fusible est enfermé dans un matériau isolant fait par exemple en un matériau thermoplastique transparent résistant aux températures élevées. Le matériau thermoplastique peut être gravé par laser pour indiquer la charge limite en ampères du fusible et pour porter une date codée permettant une identification sûre pour le contrôle de qualité.
La figure 1 est une vue en perspective d'un fusible selon la présente invention.
La figure 2 est une vue en coupe du fusible représenté sur la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe du fusible, prise selon la ligne 3-3 de la figure 2.
La figure 3a est une vue en coupe du fusible, prise selon la ligne 3a-3a de la figure 2.
La figure 4 est une vue en plan depuis l'avant, de l'élément métallique d'un fusible selon la présente invention.
La figure 5 est une vue en plan latérale de l'élément métallique représenté sur la figure 4.
La figure 6 est une vue en plan, partiellement en traits discontinus, représentant les lignes de pliage de la présente invention.
La figure 7 est une vue latérale de l'élément métallique du fusible représenté sur la figure 6, avec l'élément de charge partiellement plié.
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La figure 8 est une vue latérale de l'élément métallique du fusible représenté sur la figure 6, avec l'élément de charge complètement replié.
La figure 9 est une autre forme d'exécution de l'élément métallique du fusible avec les éléments de charge soudés aux éléments fusibles.
La figure 10 est une vue latérale de l'élément métallique d'une autre forme d'exécution encore d'un fusible selon la présente invention.
Un fusible de grandes dimensions pour automobile représenté sur les figures 1 à 4 est indique dans son ensemble par le chiffre 10. «Inférieur» et «supérieur» sont définis pour un fusible placé selon la figure 2. Le fusible 10 est constitué d'un élément métallique d'une seule pièce 12 et d'un logement isolant 50. L'élément métallique 12 comprend une première borne 20 et une seconde borne 30, connectées par un élément fusible 40. L'élément fusible 40 et les portions supérieures de la première borne 20 et de la seconde borne 30 sont encastrés dans un matériau isolant 50.
L'élément métallique 12 est de préférence découpé sous la forme d'une pièce en un matériau conducteur tel qu'un alliage de zinc. D'autres métaux tels que le cuivre, l'argent, l'aluminium ou des alliages de ces métaux pourraient également convenir. Une encoche 22 dans la première borne 20 et une encoche 32 dans la seconde borne 30, en plus de points faibles 41, 43 et 45 de l'élément fusible 40, modifient la charge limite en ampères du fusible en réduisant la quantité de métal du fusible.
Pour obtenir des fusibles présentant les caractéristiques de fonctionnement requises pour les fusibles de ce type, les portions inférieures des bornes 20 et 30 doivent porter un revêtement. Pour réaliser ce revêtement, la portion supérieure de l'élément métallique 12 au-dessus des épaulements 26 et 36 est masquée, par exemple avec un cache en ruban, des moyens mécaniques, un revêtement de cire, ou d'autres moyens de masquage connus dans l'art. Les extrémités inférieures des bornes 20 et 30 reçoivent alors une couche d'apprêt en cuivre 60, comme représenté sur la figure 5. La couche de cuivre et les autres couches subséquentes peuvent être réalisées par immersion, par projection, par mé-tallisation sous vide ou par d'autres moyens bien connus dans l'art. Une immersion partielle, consistant à plonger la partie inférieure de l'élément métallique 12 dans une solution de métallisation pourrait convenir également. L'épaisseur de la couche de cuivre est située entre 1,2 et 2,5 |im dans la forme d'exécution préférée. Une barrière en nickel 62 est alors appliquée, suivie d'une couche de finition en argent 64. Aussi bien la barrière en nickel que la couche de finition en argent ont toutes deux une épaisseur de l'ordre de 1,2 à 2,5 um.
Les portions allongées 46 et 48 de l'élément fusible, représentées par des traits discontinus sur la figure 6, sont repliées sur elles-mêmes pour former un puits de chaleur possédant certaines caractéristiques propres à assurer une temporisation. La taille du pli détermine les caractéristiques de temporisation. La figure 7 montre la portion supérieure 48 repliée partiellement en arrière sur l'élément fusible et la figure 8 montre la portion 48 repliée complètement en arrière. La portion complètement repliée en arrière de l'élément fusible comprend des charges 42 et 44 représentées sur la figure 9. La figure 9 représente par ailleurs une autre forme d'exécution où les charges ont été soudées par des points d'épinglage 47 pour garantir que les portions repliées sur les portion de l'élément fusible soient connectées électriquement et mécaniquement.
Des fusibles présentant des charges limites en ampères qui seraient différentes comporteraient des éléments métalliques de formes différentes qui auraient des revêtements appliqués de la même manière que décrit à propos de la forme d'exécution ci-dessus. La figure 10 montre une autre forme d'exécution encore, correspondant à une charge limite en ampères qui est différente. Les caractéristiques souhaitées de temporisation peuvent également être obtenues en utilisant un élément fusible comportant d'autres combinaisons de sections à diamètre faible alternant avec des portions plus larges.
Le logement isolant 50 est fait de deux parties complémentaires identiques. La figure 3b représente une vue en coupe transversale du logement isolant, prise selon la ligne 3b-3b de la figure 2. Lorsqu'on assemble le fusible 10, le dispositif d'insertion 12 est couché sur le haut du logement 50, comme représenté sur la figure 2. La saillie effilée 51 sort par le trou 21 de la borne 20. Ceci sert à l'alignement de l'élément métallique 12 à l'intérieur du logement 50. Une moitié de logement symétrique est alors placée sur l'élément métallique 12 et la saillie 51 vient s'insérer dans le trou 31 de la borne 30, ce qui sert également à aligner l'élément métallique dans le logement. La protubérance effilée 51 vient s'insérer dans un creux 53 du logement opposé, ce qui sert encore à l'alignement mutuel des deux faces du logement. Les supports 24 et 34 et les épaulements 26 et 36 agissent d'une manière complémentaire pour tenir en place le logement 50 et l'élément métallique 12. Une fois que les deux logements sont joints, ils sont soudés ensemble à l'aide d'ultra-sons, d'une manière bien connue dans l'art.
Le logement isolant 50 comporte des protubérances 54 dont le rôle est de supporter la pièce de pon-tage fusible 40 pour que, lorsque la pièce de pon-tage 40 fond sous l'effet d'un courant excessif ou d'un court-circuit, les différentes parties des bornes soient empêchées d'établir un contact électrique. Le logement 50 comporte également des saillies 56 qui rassortent des surfaces intérieures des deux moitiés du logement 50 et qui supportent les charges 42 et 44 de l'élément fusible 40. La raison d'être des saillies 56 est d'empêcher les charges 42 et 44 de se tordre dans des conditions de courant élevé ou excessif.
Le boîtier en plastique 50 est fait en un matériau thermoplastique transparent et résistant aux températures élevées. La transparence permet de détecter aisément à l'œil les défauts apparents. Le plastique résistant aux températures élevées conservera son intégrité structurelle à des températures de fonctionnement élevées.
Les fusibles 10 sont gravés par laser sur la surface horizontale supérieure en 52 pour permettre
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l'identification de la charge limite en ampères du fusible. On peut également graver sur le fusible la date ou un code qui peut être utilisé pour identifier la date de fabrication, ce qui permet d'effectuer un contrôle de la qualité de la fabrication des fusibles et permet de retrouver des lots de fabrication particuliers. La gravure par laser est préférable à l'estampage à chaud ou à l'incorporation d'une information dans le moule, car elle procure un système de marquage plus durable. Egalement, le fait d'utiliser la gravure par laser permet d'inscrire sur le fusible la date, ainsi que d'autres informations qui peuvent être changées sur une base routinière ou même journalière, ce qui n'est guère pratique dans le cas de l'estampage à chaud ou d'autres moyens de marquage.
Bien que l'on ait décrit ci-dessus des formes d'exécution particulières de la présente invention, ceux versés dans l'art comprendront que l'invention peut être mise en œuvre par d'autres moyens que ceux représentés. Par exemple, le fusible pour automobile, plutôt que d'avoir des bornes en forme de lames, peut être incorporé au système électrique par vissage, brasage, serrage ou par d'autres procédés. Bien que l'argent soit actuellement le matériau préféré pour le revêtement des bornes du fusible en forme de lames, l'étain, le cuivre ou d'autres matériaux peuvent être utilisés avec ou sans une couche d'apprêt et avec ou sans une couche formant une barrière.
Claims (27)
1. Fusible comprenant: une première borne; une seconde borne; un élément fusible connectant iesdi-tes première et seconde bornes; un logement isolant entourant ledit élément fusible, des charges et une portion desdites première et seconde bornes; et un revêtement appliqué sur la portion de ladite première borne et de ladite seconde borne à l'extérieur du-dit logement isolant.
2. Fusible selon la revendication 1, où des charges sont attachées audit élément fusible.
3. Fusible selon la revendication 2, où lesdites charges sont des portions allongées dudit élément fusible repliées sur elles-mêmes.
4. Fusible selon la revendication 2, où ledit logement isolant a des supports en saillie pour empêcher lesdites charges de se tordre.
5. Fusible selon la revendication 2, où lesdites charges sont des pièces métalliques additionnelles fixées à des portions élargies dudit élément fusible.
6. Fusible selon la revendication 1, où ledit logement isolant est constitué de deux parties ou davantage, avec des protubérances.
7. Fusible selon la revendication 4, où lesdites charges sont soudées à des portions élargies dudit élément fusible.
8. Fusible, selon la revendication 1, où ladite première borne et ladite seconde borne ont des portions en encoche pour diminuer la charge limite en ampères dudit fusible.
9. Fusible selon la revendication 1, où ledit élément fusible à un ou plusieurs points faibles qui déterminent la charge limite en ampères du fusible.
10. Fusible selon la revendication 1, où ledit revêtement sur une portion des bornes est constitué d'une couche d'apprêt en cuivre et d'une couche de finition en étain.
11. Fusible selon la revendication 1, où ledit revêtement sur une portion des bornes est constitué d'une couche d'apprêt et d'une couche de finition en argent.
12. Fusible selon la revendication 1, où ledit revêtement sur une portion des bornes est constitué d'une couche d'apprêt, d'une couche formant une barrière et d'une couche de finition.
13. Fusible selon la revendication 11, où ladite couche d'apprêt est en cuivre.
14. Fusible selon la revendication 12, où ladite couche formant une barrière est en nickel.
15. Procédé de fabrication d'un fusible selon la revendication 1 comprenant les opérations: fournir un élément métallique; masquer une portion dudit élément métallique; revêtir une portion non masquée dudit élément métallique avec un métal conducteur; et enfermer une portion dudit élément métallique dans un logement isolant.
16. Procédé de fabrication d'un fusible selon la revendication 15, où ledit logement comporte des informations gravées par laser.
17. Procédé de fabrication d'un fusible selon la revendication 1, comprenant les opérations: fournir un élément métallique; immerger une portion dudit élément métallique dans une solution de métallisa-tion; et à enfermer une portion dudit élément métallique dans un logement isolant.
18. Procédé de fabrication d'un fusible selon la revendication 17, où ledit élément métallique est constitué de bornes réunies par un élément fusible.
19. Procédé de fabrication d'un fusible selon la revendication 18, où ledit élément fusible comporte des charges qui lui sont attachées.
20. Procédé de fabrication d'un fusible selon la revendication 18, où ledit élément fusible comporte des points faibles.
21. procédé de fabrication d'un fusible selon la revendication 17, où ledit logement isolant est constitué de deux pièces avec des protubérances.
22. Procédé de fabrication d'un fusible selon la revendication 17, où ledit logement isolant a des saillies supportant lesdites charges.
23. Procédé de fabrication d'un fusible selon la revendication 17, où on ajoute une seconde couche de matériau de métallisation.
24. Procédé de fabrication d'un fusible selon la revendication 23, où on ajoute une couche de finition de matériau de métallisation.
25. Procédé de fabrication d'un fusible selon la revendication 17, où ledit matériau de métallisation est le cuivre.
26. Procédé de fabrication d'un fusible selon la revendication 23, où ladite couche de finition est en argent.
27. Procédé de fabrication d'un fusible selon la revendication 23, où ladite couche de finition est en étain.
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