CH618544A5 - - Google Patents

Description

La présente invention a pour objet une cartouche à fusibles, 55 plus particulièrement destinée à être soumise en service à des efforts de compression orientés axialement, telle par exemple que les cartouches montées radialement sur des supports tournant à grande vitesse, lesquels leur imposent de ce fait des accélérations centrifuges parfois élevées. ft0

On sait que dans les groupes turbo-alternateurs la dynamo d'excitation classique a été très généralement remplacée par un petit alternateur polyphasé auxiliaire à induit tournant et inducteur fixe qui alimente l'inducteur tournant de l'alternateur principal par l'intermédiaire de redresseurs à semi-conducteur. On fl5 évite ainsi le collecteur de la dynamo d'autrefois ainsi que les bagues de transmission de son courant au rotor de l'alternateur. Toutefois les redresseurs à semi-conducteur constituent des organes relativement fragiles qu'il convient de protéger, ce qu'on réalise en leur associant des cartouches à fusibles individuellement montées sur les diverses phases de l'alternateur auxiliaire. Ces cartouches sont le plus souvent fixées radialement à un support annulaire solidaire de l'induit de cet alternateur, de sorte que l'accélération centrifuge à laquelle elles sont soumises leur impose des efforts de compression axiale. De tels efforts sont assez mal supportés par les cartouches usuelles qui tendent à s'écraser, voire à éclater.

L'expérience montre de plus que les dispositifs de signalisation associés généralement aux cartouches classiques, notamment celui à bouton ou «percuteur», s'accommodent mal des accélérations centrifuges, ainsi d'ailleurs que des très faibles tensions qui apparaissent aux bornes d'une cartouche ayant fonctionné, dans le cas d'un alternateur auxiliaire du genre précité comportant un grand nombre de phases.

L'invention vise à remédier à ces inconvénients et à permettre d'établir une cartouche à fusibles susceptible d'encaisser sans dommage des efforts de compression axiale importants, résultant notamment d'accélérations centrifuges élevées.

L'invention donne la possibilité à établir une telle cartouche avec un dispositif de signalisation du genre «percuteur» qui fonctionne de façon parfaite en dépit de la présence des accélérations centrifuges, et cela même si la tension aux bornes de la cartouche est relativement faible.

La cartouche à fusibles suivant l'invention, comprenant deux têtes métalliques montées aux extrémités d'un corps isolant tubulaire et reliées l'une à l'autre à l'intérieur dudit corps par des éléments fusibles, est caractérisée en ce qu'elle comporte une entretoise isolante interposée entre ses deux têtes d'extrémités et susceptible d'encaisser les efforts qui tendent à rapprocher celles-ci l'une de l'autre.

Cette entretoise est préférablement disposée au centre de la section transversale de la cartouche, mais il est également possible de la prévoir tubulaire pour entourer l'espace dans lequel se trouvent les fusibles. Dans ce second cas on la réalise avantageusement en deux pièces semi-cylindriques afin de permettre le montage de la cartouche.

Plus particulièrement dans le cas où les efforts de compression axiale résultent d'accélérations centrifuges, l'on établit un rebord périphérique sur la tête la plus éloignée du centre de rotation pour former butée d'arrêt du corps isolant extérieur de la cartouche indépendamment de tout autre moyen de fixation de celui-ci.

On fait préférablement comporter à la cartouche un percuteur disposé longitudinalement et orienté de façon telle que son bouton tende à sortir sous l'effet de l'accélération centrifuge, ce bouton étant retenu en position par un fil fusible comportant une zone à section réduite de très faible longueur.

Le dessin annexé montre à titre d'exemple trois formes de réalisation de la cartouche à fusibles suivant l'invention.

La fig. 1 est une coupe axiale partielle montrant sous forme très schématisée un alternateur auxiliaire formant excitatrice d'un groupe turbo-alternateur.

La fig. 2 est une coupe axiale de l'une des cartouches à fusibles associées à cet alternateur auxiliaire, ladite cartouche correspondant à la première forme de réalisation.

La fig. 3 en est une coupe transversale suivant le plan indiqué en III-III à la fig. 2.

La fig. 4 est une coupe longitudinale de détail à grande échelle du dispositif percuteur de la cartouche suivant les fig. 2 et 3.

Les fig. 5 et 6 sont des coupes axiales semblables à celle de la fig. 2, mais correspondant aux deux autres formes de réalisation.

La fig. 7 est une coupe suivant le plan indiqué en VII-VII sur la fig. 6.

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On a très schématiquement représenté à la fig. 1 la coupe d'une excitatrice pour groupe turbo-alternateur. Cette machine comprend une roue porteuse 1 qui se monte sur l'arbre 2 du groupe. La roue 1 est solidaire d'une jante la, laquelle porte un induit annulaire 3 en tôles divisées auquel sont associés des s enroulements tels que 4. Cet induit tourne à l'intérieur d'un inducteur fixe 5 qui peut comporter soit des aimants permanents, soit un enroulement inducteur 6. Les tensions alternatives qui apparaissent dans les enroulements induits 4 sont redressées par des redresseurs à semi-conducteurs tels que 7, convenable- i o ment fixés à la roue 1. D'autre part, pour protéger l'ensemble de la machine on l'a équipée de cartouches à fusibles 8 qui sont fixées à un rebord intérieur lb solidaire de la jante la. Bien entendu les cartouches 8 tournent avec l'arbre 2 et sont de ce fait soumises à des accélérations centrifuges qui tendent à les 15 comprimer axialement. Ces accélérations peuvent atteindre des valeurs telles que les cartouches usuelles n'y résistent pas et s'écrasent sur elles-mêmes. C'est notamment cet inconvénient que l'invention vise à éviter.

Dans la forme de réalisation suivant les fig. 2 et 3 la 20

cartouche, désignée dans son ensemble par la référence 8,

comme à la fig. 1, comprend à la façon usuelle deux têtes métalliques 9 et 10 montées dans les extrémités respectives d'un corps tubulaire isolant 11 et fixées à celui-ci par des moyens non représentés (vis par exemple), ces têtes étant pourvues de 25 bossages intérieurs 9a, 10a auxquels sont soudées les extrémités d'un certain nombre de conducteurs fusibles 12 établis sous la forme de rubans. La tête 9 est solidaire d'une patte extérieure perforée 9b, décalée latéralement par rapport à l'axe longitudinal A-A de la cartouche et par le moyen de laquelle cette 30 dernière peut être fixée à un support approprié schématisé en traits discontinus et qu'on peut supposer être constitué par le rebord lb de la fig. 1. Ce support, qui se trouve centré sur l'axe A-A, constitue ainsi électrode de masse, les enroulements 4 et les redresseurs 7 étant supposés montés en étoile. Dans ces 35 conditions la force centrifuge tend à comprimer axialement l'ensemble de la cartouche contre le support lb (direction indiquée par la flèche 13 de la fig. 2).

Pour retenir le corps 11 à l'encontre de l'accélération centrifuge représentée par la flèche 13, on a fait comporter à la tête 9 40 un rebord annulaire débordant 9c propre à former butée.

La tête 10 est établie de manière à recevoir un fil de liaison approprié. Dans l'exemple représenté on a supposé qu'elle comportait un bossage extérieur 10b convenablement perforé à 45 cet effet. Pour la maintenir à l'encontre de l'accélération centrifuge on a prévu entre elle et la tête 9, à l'intérieur de la cartouche, une entretoise axiale 14 faite en une matière isolante comportant de bonnes qualités mécaniques de résistance à la compression. Les extrémités de cette entretoise s'engagent avec 50 un jeu notable à l'intérieur de dépressions correspondantes 9d et 10c prévues dans les têtes, le jeu précité étant rempli d'une couche 15, respectivement 16, d'une substance propre à constituer matelas répartiteur d'effort. La substance en question peut être constituée par un adhésif noncassant, par une couche de 55 matière plastique relativement déformable, etc...

D'autre part, comme le montre la fig. 3, on a fait comporter à la tête 9 une entaille périphérique transversale 9e délimitée par un fond à profil rectiligne et qui s'étend sur une partie de l'épaisseur de la tête, cette entaille étant centrée par rapport à 60 l'axe transversal B-B de symétrie de la patte 9 b. L'entaille 9e est prévue de manière à compenser le déséquilibrage que le désaxage de la patte 9b apporte dans la répartition des masses autour de l'axe longitudinal général de la cartouche. En d'autres termes, du fait de la présence de cette entaille, le centre de ,l5 gravité de la tête 9 se retrouve sur l'axe longitudinal A-A, de manière que les efforts résultant de l'accélération centrifuge sur ladite tête admettent une composante située sur cet axe.

La cartouche des fig. 2 et 3 comprend encore un dispositif indicateur de fonctionnement, du genre dit «à percuteur», c'est-à-dire comprenant un bouton normalement retenu à l'intérieur de la cartouche, mais qui en sort lorsque celle-ci a fonctionné.

Comme détaillé à la fig. 4, le dispositif en question comprend un tube isolant 17 engagé avec un certain jeu dans deux creusures intérieures correspondantes 9f et lOd des têtes 9 et 10. A l'intérieur de ce tube est disposé un fil axial fusible 18 de faible section dont une extrémité traverse une perforation 10e de la tête 10 pour se souder à celle-ci, comme indiqué en 19, tandis que l'autre extrémité passe à travers une perforation appropriée 9g de la tête 9 pour venir se souder en 20 au fond du bouton ou «percuteur» creux 21 maintenu dans une creusure 9h prévue sur la face externe de la tête 9 précitée. Le bouton 21 est guidé par une rondelle 22 rapportée contre ladite tête 9 ; il est sollicité en direction de l'extérieur par un léger ressort 23. Enfin il est entouré par un joint torique 24 qui prend appui contre un rebord 21a entourant son extrémité ouverte. Pour assurer la liaison électrique entre le fil 18 et la tête 9 sans faire intervenir le ressort 23, l'on a prévu un shunt souple 25 soudé au fil précité en 26 et à la face intérieure de la tête 9 en 27, ce shunt passant à travers le jeu ménagé entre le tube 17 et le logement 9|.

Enfin pour que le fil 18 puisse fondre aisément même sous des tensions très faibles, comme celles qui apparaissent dans un montage du genre de la fig. 1, lors d'un court-circuit sur une phase d'un système polyphasé à nombre de phases élevé, on a crée sur ce fil une zone 18a à section réduite comportant une très faible longueur. Dans un mode d'exécution préféré, cette zone est obtenue en partant d'un fil sur lequel on dépose du métal par voie électrolytique ou autre en réservant la zone 18a précitée.

Par ailleurs, et comme à l'ordinaire, tout l'espace intérieur du corps 1 qui entoure les fusibles 12, l'entretoise 14 et le tube 17, est rempli d'une masse 28 d'une substance pulvérulente propre à assurer l'extinction de l'arc. Toutefois, pour éviter que cette substance ne se comporte plus ou moins à la façon d'un liquide et, sous l'effet de l'accélération centrifuge, ne tende à faire éclater le corps 11, on l'a agglomérée à l'aide d'un liant approprié la transformant en un ensemble poreux susceptible de permettre l'expansion des gaz lors de la rupture des fusibles.

On comprend que la cartouche des fig. 2 à 4 est parfaitement apte à résister à des efforts de compression élevés, et plus particulièrement à ceux résultant d'accélérations centrifuges ou autres orientées axialement en direction de la tête 9, le corps 11 prenant appui sur le rebord 9ç et la tête 10 sur l'entretoise 14. Tous les efforts sont ainsi transmis à la tête 9, laquelle les transmet directement a support lb. En outre cette cartouche comporte un percuteur orienté de manière que l'accélération axiale tende à chasser son bouton vers l'extérieur.

Dans la forme de réalisation suivant la fig. 5 l'entretoise prévue entre les deux têtes 9 et 10 comprend une âme 10e d'une seule pièce avec la tête 10 et par conséquent faite en métal comme cette dernière. Sur cette âme est montée une douille isolante 29 qui la recouvre sur presque toute sa longueur, le fond 29a de cette douille étant serré entre l'extémité libre de l'âme et la partie centrale du bossage 9a de la tête 9. Là encore pour répartir les efforts l'on a interposé des rondelles plastiques 30 et 31 de part et d'autre du fond 29a. Dans l'exemple représenté il n'est pas prévu de dépression telle que 9d (fig. 2) pour centrer l'entretoise complexe 10e-29, puisque l'âme 10e est rigidement solidaire de la tête 9, mais rien n'empêcherait d'utiliser éventuellement une telle dépression si on le jugeait utile.

On comprend que grâce au recouvrement isolant réalisé par la douille 29, l'entretoise de la fig. 5 se comporte exactement comme celle des fig. 2 et 3.

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La forme de réalisation des fig. 6 et 7 ne comporte plus d'entretoise centrale telle que 14 ou 10e-29. Pour transmettre les efforts entre les deux têtes on a prévu à l'intérieur du corps 1 une sorte de mancheon interposé entre les zones périphériques de celles-ci et qu'on peut donc considérer comme une entretoise tubulaire. Pour permettre le montage de la cartouche ce manchon est fait en deux moitiés semi-cylingriques 32 et 33 à plan de joint longitudinal passant par l'axe A-A de la cartouche. Sur les fig. 6 et 7 ce plan a été supposé coïncider avec le plan de symétrie B-B de l'entaille 9e (plan de coupe de la fig. 6).

On notera que pour simplifier, chacune des extrémités du 5 manchon 32—33 correspond à un plan transversal unique. Il en résulte qu'à la fig. 6 le bord gauche de ce manchon ne s'étend pas dans l'entaille 9e, mais en raison de la surface transversale réduite de celle-ci, cela n'a pas d'importance dans la pratique.

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2 feuilles dessins

Claims (10)

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1. Cartouche à fusibles, comprenant deux têtes métalliques montées aux extrémités d'un corps isolant tabulaire et reliées l'une à l'autre à l'intérieur du corps par des éléments fusibles, caractérisée en ce qu'elle comporte une entretoise isolante 5 interposée entre ses têtes d'extrémités et susceptible d'encaisser les efforts qui tendent à rapprocher celles-ci l'une de l'autre.

2. Cartouche suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'entretoise est disposée au centre de la section transversale de la cartouche. ta

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REVENDICATIONS

3. Cartouche suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l'entretoise est toute entière faite en matière isolante.

4. Cartouche suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l'entretoise comprend une âme métallique solidaire de l'une des têtes et une douille isolante recouvrant cette âme, le fond de 15 cette douille étant serré entre l'extrémité libre de l'âme et l'autre tête.

5. Carioche suivant la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que l'une au moins des extrémités de l'entretoise est centrée dans une dépression centrale de la tête adjacente de la car- :o touche.

6. Cartouche suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'entretoise est tabulaire et entoure l'espace renfermant les fusibles, cette entretoise étant faite en deux pièces semi-cylindriques centrées par le corps de la cartouche. 25

7. Cartouche suivant la revendication 1, dans laquelle les éléments fusibles sont enrobés dans une masse de remplissage en une substance d'extinction d'arc, caractérisée en ce que sa masse de remplissage est agglomérée par un liant de manière à

ne pas fluer sous l'effet de l'accélération centrifuge, tout en 3» restant toutefois perméable aux gaz.

8. Cartouche suivant la revendication 1, destinée à être montée sur un support tournant en étant orientée radialement sur celui-ci et en lui étant par sa tête la plus éloignée de l'axe de ' rotation, caractérisée en ce que sa tête la plus éloignée de l'axe 35 de rotation comporte une patte de fixation désaxée permettant à ladite tête de porter par son centre contre le support, une entaille latérale étant découpée dans ladite tête pour compenser la masse de la patte et ramener le centre de gravité de la tête sur l'axe de la cartouche. 4H

9. Cartouche suivant la revendication 1, munie d'un percuteur de signalisation à bouton retenu par un fil fusible auxiliaire, caractérisée en ce que ce dispositif est orienté longitudinalement et de manière telle que le bouton tende à sortir sous l'effet de l'accélération centrifuge. 45

10. Cartouche suivant la revendication 9, dans laquelle le fil fusible auxiliaire comporte une zone à section réduite de faible longueur, caractérisée en ce que ce fil est constitué par un fil de faible diamètre sur lequel on a rapporté une couche de métal conducteur en réservant la zone précitée. 50