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La présente invention et'relative aux fusibles électriques et, plus particulièrement,à un fusible à retard nouveau et perfectionné.
Un fusible est un appareil de protection placé dans un circuit électrique pour ouvrir le circuit lors d'un excès de courant dû à un courtcircuit ou une surcharge continue. Un fusible ordinaire supporte un courant déterminé indéfiniment, mais il ouvre le circuit si un courant supérieur à ce courant déterminé le traverse. Pour cette raison, les fusibles ordinaires fondent souvent dans un circuit comprenant un moteur lorsque ce dernier démarre, car un moteur qui, en marche, prend seulement 6 ampères, demande plus de 30 ampères durant quelques secondes, au démarrage. Ce courant de démarrage ne devrait pas provoquer l'ouverture du circuit par l'un ou l'autre fusible car il n'est pas dangereux pour le moteur.
Les conducteurs électriques constituant le circuit peuvent supporter d'une manière continue un courant déterminé, dépendant du diamètre des conducteurs ainsi que de la substance qui les constitue, mais ils seraient sérieusement endommagés et probablement la source d'un feu coûteux si un courant supérieur à ce courant déterminé les traversait continuellement. Ces mêmes conducteurs ne seront pas endommagés si un courant excessif les traverse seulement durant quelques secondes. Pour cette raison, des fusibles à retard sont utilisés pour protéger les circuits des moteurs. Un tel fusible ouvre le circuit, de la même manière qu'un fusible ordinaire, lors d'un petite surcharge continue ou lors d'un court-circuit, mais il supporte une surcharge importants durant quelques secondes.
Un fusible à retard évite l'ouverture inutile du circuit durant le démarrage du moteur.
Il est plus économique d'utiliser un fusible à retard pour la protection des moteurs, qu'un fusible ordinaire. Si un fusible ordinaire est utilisé, il est nécessaire qu'il soit calculé pour que les courants de démarrage élevés du moteur puissent le traverser sans le faire fondre II est
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également nécessaire que:Te.e czxxduceu.s dil 11 interrupteurde, déconnexion des fusibles puissent supporter le courant de démarrage élevé d'une manière continue. Si un fusible à retard est utilisé au lieu d'un fu- sible ordinaire pour le même circuit du moteur, il peut être calculé de manière à pouvoir se laisser traverser sans fondre par un courant de l'ordre de la moitié de celui correspondant à un fusible ordinaire.
De plus, l'interrupteur de déconnexion pour le fusible, ainsi que les conducteurs qui constituent le circuit, peuvent avoir des dimensions plus faibles puisqu'ils doivent seulement supporter le courant plus faible du fusible à retard.Comme les éléments qui constituent le circuit ont des dimensions réduites, ils sont naturellement moins coûteux.
Par exemple, un moteur de 5 CV oqui prend un courant normal de 15,9 amp. requiert un fusible du type ordinaire calibré à 50 amp., tandis qu'un fusible à retard de 25 amp. est satisfaisant. En même temps, les conducteurs du circuit de moteur'doivent être calculés de manière à supporter seulement les 25 amp, du fusible à retard. De plus, tandis qu'avec le fusible ordinaire de 50 amp., un interrupteur de déconnexion de 60 amp, doit être utilisé, un interrupteur moins coûteux de 30 amp, doit être utilisé avec le fusible à retard de 25 amp.
En utilisant un fusible à retard, il est possible de charger un circuit ordinaire avec les appareils aotionnés par le moteur, tout en protégeant de dernier avec un fusible à retard de mêmes dimensions qu'un fusible ordinaire. Le long retard du fusible à retard évite qu'il n'ouvre le circuit lorsqu'il est traversé par les courants de démarrage du moteur ce qui serait le cas pour les fusibles ordinaires de plus grandes dimensions,
Un objet de la présente invention est, par conséquente de présenter un fusible d'interruption combinée des surcharges et des court-circuits,
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nouveau et perfectionné, adapté aux moteurs et pouvant être installé dans des boitiers de remplacement des fusibles.
Un autre objet de l'invention est de présenter un fusible muni d'un élément d'interruption en substance élastique présentant une ou plu-sieurs parties rétrécies de telle manière qu'une de ces parties rétrécies fondra avant que l'élément élàstique ne soit endommagé par l'élévation de température jusqu'à la température de recuit, ce qui rendrait l'appareil inutilisable.
Le fusible selon l'invention est constitué de deux parties : une partie élastique pouvant fondre et une partie constituant masse chauffante, reliées entre-elles par un métal fusible à bas point de fusion. Dans le fusible à retard de l'invention, l'élément élastique présente une section fusiblelors d'un court-circuit ; il présente une déformation extérieure de telle sorte qu'il tend à être dévié hors de contact avec la masse emmagasinant la chaleur, à laquelle il est-soudé. Cette soudure va fondre lorsqu'un courant excessif dû à une surcharge prolongée du moteur la traverse et, à ce moment, l'élément élastique sera libéré et ouvrira le circuit. Des éléments élastiques ont déjà été précédemment utilisés dans les fusibles, mais ils n'étaient pas traversés par le courant ou ne fondaient pas.
Dans ce dernier cas, des éléments fusibles séparés étaient requis pour interrompre les courants de court-circuit.
On comprendra mieux les avantages et les caractéristiques nouvelles de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent donnés simplement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels : - la Fig. 1 est une vue en coupe d'un-assemblage de fusible pour moteur, nouveau et perfectionnée - La Fig. 2 est une vue en plan du fusible de la fig.l, - La Fig. 3 est une vue latérale en élévation d'une seconde varia te de l'assemblage de fusible.
- La Fig. 4 est une vue en plan da fusible de la Fig. 3.
On a représenté aux fig. 1 et 2 un assemblage de fusible comprenant une enveloppe 11 en substance isolante convenable présentant des calottes terminales 12 et 13 qui maintiennent en place les lames de couteau 14 et 15, respectivement. A l'intérieur de l'enveloppe 11, une barre d'espacement en substance isolante 16 est représentée, supportée par une paire de vis espacées 17 et 18. Un fusible 20 est également supporté par-les vis 17 et 18.
L'assemblage représenté est à fusible remplaçable, la calotte terminale 12 pouvant être dévissée de l'enveloppe 11, ce qui permet l'enlèvement en une fois des lames de couteau 14 et 15, de la barre d'espacement 16 et du fusible 20.. Lorsqu'on a procédé à cet enlèvement, le fusible 20 peut être enlevé hors des lames de couteau.
Le fusible 20 comprendun élément élastique 21 et un élément chauffant 22 qui sont reliés par une soudure 23 constituée en un alliage à bas point de fusion, là où les éléments se recouvrent. L'extrémité interne de l'élément chauffant 22 a un plus grande masse que l'extrémité externe de.telle sorte qu'elle agit comme masse 24 absorbant la chaleur. L'élément élastique 21 est de préférence en un alliage béryllium-cuivre et présente une partie rétrécie 26 qui fondra presque instantanément lors d'un court-circuit. L'élément 21 présente en outre une courbure au point 27 adjacent à l'extrémité interne de la lame de couteau 14 pour constituer une déformation qui tend à faire s'élever 1''élément élastique hors de son alignement avec les lames de cou- teau 14 et 15.
C'est une distorsion permanente et c'est seulement lorsque
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l'élément 21 est dévié pour venir toucher la masse 24 à laquelle il est sou- dé, qu'il reste en alignement avec les lames 14 et 15.
L'élément chauffant 22 est en ichrome ou autre substance similai- re et présente au moins une partie de petite section 28 de telle manière que le courant traversant cette partie 28 ainsi que la partie rétrécie 26, crée de la chaleur qui est la force motrice pour interrompre le circuit du moteur par l'intermédiaire du fusible. La chaleur créée dans la partie 28 est pro- portionnelle au courant qui la traverse.
La chaleur créée par le courant nor mal n'a aucun effet sensible sur la température de l'ensemble. Cependant, lors d'une surcharge, le courant traversant la partie 28 crée de la chaleur qui passe dans la borne emmagasinant la chaleur, c'est-à-dire la lame 15*De plus, la chaleur crééepasse dans la masse 24 pour empêcher toute interruption immédiate du;circuit par la fonte de la soudure 23. Evidemment, il faut que la température des masses 15 et 24 absorbant la chaleur soit augmentée avant que la soudure ne commence à fondre. Pour cette raison, l'interruption du circuit ne se fait qu'avec un certain retard ; en fait jusqu'à ce que la tem- pérature de la masse 24 se soit élevée de manière à faire fondre la soudure
23, le courant traverse le fusible.
C'est en faisant varier la section de la partie 28 et de la partie rétrécie 26, que les caractéristiques de, fusible peuvent être variées entre certaines limites.
En fonctionnement, lors d'une surcharge du moteur, la température de la partie 28 de la masse chauffante 22 augmente et cette partie 28 transmet de la chaleur aux masses adjacentes telles que la lame 15 et la masse 24.
Si ce courant de surcharge est prolongé, la température de la soudure 23 est élevée jusqu'à la température de fusion, libérant ainsi l'élément élastique 21 qui prend la position représentée en traits pointillés à la fig, 1 pour ouvrir le circuit. Par suite du temps nécessaire à l'échauffement des masses, le courant de démarrage du moteur ne provoquera pas en général la fonte de la soudure. Lors d'un court-circuit, cependant, la partie rétrécie 26 de l'élément élastique beryllium-cuivre, fondra presque instantanément, provoquant l'ouverture du circuit.
Il est d'usage courant, dans l'art des fusibles, d'utiliser une bande de substance élastique déformée à une extrémité et soudée à un élément conducteur de la chaleur à l'autre extrémité de telle manière que lorsque les éléments sont surchauffés, la soudure fond et la bande élastique se déplace hors de sa position. La présente invention représente plus que la simple substitution d'une bande élastique à la place d'un des éléments du fusible à retard. Si cette simple substitution était réalisée dans un assemblage à fusible conforme à l'invention et si un courant traversait le fusible, lequel est légèrement inférieur ou dure moins longtemps que celui associé à une aurcharge ou un court-circuit, la chaleur excessive engendrée pourrait détruire la qualité essentielle du ressort, rendant le fusible inopérant.
Dans la présen- te invention, cette condition indésirable est évitée en prévoyant une ou plusieurs parties rétrécies dans l'élément élastique, de telle manière qu'une partie rétrécie fondra avant que la température de recuit ne soit atteinte dans la partie déformée de l'élément élastique.
A la fig. 2, l'élément élastique 21 comporte une seule partie rétrécie 26 destinée à fondre lors d'un court-circuit. La partie rétréoie 28 est plus proche de la masse 24 et de la partie 28 que de la déformation dans l'élément élastique. Il en résulte que lors des surcharges relativement fortes approchant les courants de court-circuit, la partie rétrécie 26 fondra avant que la température de recuit du ressort ne soit atteinte pour détruire l'action du ressort. La présente invention est donc caractérisée par la combinaison de cet élément élastique et section fusible avec l'élément chauffant.
Une variante perfectionnée du fusible 20 est représentée aux fig.
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3 et 4, en 30. Le fusible 30 comporte un élément élastique 31 et un élément chauffant 32 qui sont joints par une soudure 33 à bas point de fusion, là où les éléments se recouvrent. Une masse 34 absorbant la chaleur est soudée sur une face de l'extrémité interne de-l'élément chauffant 32. Un trou rectangulaire 35 est prévu dans la partie centrale de l'élément chauffant 32, formant des parties rétrécies espacées 36 et 37, le courant traversant ces
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parties rétrécies créant de la kfileúr;:.qui .co:hsti imer51:â. forcéterruption'du oir9ùit'l rs -d.funë'surcharge du moteur. L'élément élastique = .
31 est également en béryllium-cuivre, mais il est prévu ici une partie rétrécie extérieure 38 et une partie rétrécie intérieure 39, relativement plus étroite, près de la surface où la soudure 33 maintient les éléments ensem- ble. Par suite de la différence entre les dimensions de ces parties rétrécies, la partie rétrécie extérieure 38 a une résistance plus faible que la ' partie rétrécie intérieure 39. De plus, l'élément élastique 31 est de dimensions prgressivement décroissantes, de son extrémité extérieure vers son extrémité intérieure, ce qui accroit la différence de résistance entre les extrémités interne et externe du ressort.
L'élément élastique 31 est courbé au point 40 adjacent à l'extrémité intérieure de la lame de couteau 14, ce qui réalise une déformation qui provoque l'élévation normale du ressort par rapport à l'axe'longitudinal des lames de couteau. C'est une distorsion permanente et s'est seulement lorsque l'élément élastique 31 est dévié pour venir toucher et être soudé à l'extrémité interne de l'élément chauffant 32 que le ressort est sensiblement en alignement avec les lames de couteau.
En fonctionnement, le courant traversant l'assemblage de fusible produit de la chaleur aux parties rétrécies 36 et 37 de l'élément chauffant 32 qui, lors d'une surcharge, tend à chauffer la masse 34 pour réaliser l'ouverture retardée du circuit par le fusible. La masse 34 doit être chauffée avant que la soudure 33 ne fonde. De cette manière, le courant de surcharge normal résultant du démarrage du moteur, ne provoquera pas l'ouverture du circuit tandis qu'une surcharge prolongée va:'chauffer la masse 34 et fondre la soudure pour libérer l'élément élastique 31 qui prendra la position d'ouverture du circuit, représenté en traits pointillés à la fig. 3. Lorsque l'augmentation du courant résulte d'un court-circuit, les parties rétrécies 38 et 39 fondent presque instantanément, provoquant l'ouverture du circuit.
Si l'augmentation de courant est inférieure à celle nécessaire pour fondre la soudure 33, la température dans'l'élément élastique 31 va s'élever, mais la partie rétrécie 39, de grande résistance, qui est adjacente à la conne=' Bien soudée entre les éléments, fondra avant que la température de recuit du ressort, n'ait atteint la déformation 40.
Plus d'une section fusible est prévue dans l'élément élastique 31 de manière à ce qu'elles fondent toutes deux pour que la partie du fusible les séparant se détanche complètement, ce qui donne au fusible une capacité d'interruption de courants élévés.
Bien que l'on ait décrit et représenté plusieurs formes de réalisation de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formes particulières données'à titre d'exemples et sans aucun caractère restrictif et que par conséquent toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.