ES2284730T3 - Fusible de lamina. - Google Patents
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Abstract
Un fusible (1) de lámina, que comprende: un elemento fusible (2) que tiene dos placas de base (4) dispuestas según un plano común, una parte de fusión (5) que conecta las dos placas de base, un par de muescas (4c) enfrentadas dispuestas en cada una de las dos placas de base, y dos partes (12) de soporte de la cubierta que se extienden continuamente desde las muescas, respectivamente; y un alojamiento (3) fabricado de manera uniforme de un material aislante para fijar el elemento fusible, incluyendo el alojamiento una parte hueca, que acomoda la parte de fusión, una parte recortada (8) para dejar al descubierto al menos parte de cada placa de base, y una cubierta (11), caracterizado porque la cubierta se dobla para cerrar la parte hueca, estando dispuesta la cubierta entre las muescas y estando soportada por las partes (12) de soporte de la cubierta, y teniendo la placa de base una longitud que es, sustancialmente, igual a la suma de la longitud (A) de la parte de fusión en la dirección longitudinal de la placa de base, la longitud (B) de la muesca en la dirección longitudinal de la placa de base, y la longitud (C) de la parte de soporte de la cubierta en la dirección longitudinal de la placa de base.
Description
Fusible de lámina.
El presente invento se refiere a fusibles y, más
particularmente, a fusibles de lámina para circuitos eléctricos
instalados en automóviles.
Típicamente, los automóviles montan fusibles que
están dispuestos entre una batería y diversos componentes
eléctricos, para proteger a los circuitos contra una corriente
excesiva. Un fusible de la técnica anterior se describe, por
ejemplo, en la patente norteamericana núm. 4.023.264.
La Fig. 15 muestra un fusible 50 de la técnica
anterior. El fusible 50 incluye un alojamiento aislante 50 del
fusible y un elemento fusible 53, constituido por una placa
conductora en forma de H. El elemento fusible 53 tiene dos placas
de base planas 51, paralelas, y una parte de fusible 52 destinada a
fundirse, que conecta las dos placas de base 51. Un terminal 51a
está formado en el extremo distal de cada placa de base 51. Los
terminales 51a se extienden desde el alojamiento 54 del fusible, y
partes del elemento fusible 53 distintas de los terminales 51a
están retenidas en el alojamiento 54 del fusible. Dicho de otro
modo, en la Fig. 15 los terminales 51a son partes que sobresalen
hacia abajo desde el extremo inferior del alojamiento 54 del
fusible.
Como se muestra en la Fig. 16, una pluralidad de
fusibles 50 están conectados en una caja 55 de fusibles. Haciendo
referencia a la Fig. 17, la caja 55 de fusibles tiene una pluralidad
de barras colectoras 56 que están conectadas a los terminales 51a
de los fusibles 50. Cada una de las barras colectoras 56 está
doblada para definir una lengüeta 57. Como se muestra en la Fig.
18, el extremo distal de cada lengüeta 57 está bifurcado para
formar dos piezas de contacto 57a divididas, enfrentadas. Como se
muestra en la Fig. 18, el terminal 51a del fusible 50 es recibido
entre las dos piezas de contacto 57a divididas de manera que cada
uno de los terminales 51a hace contacto eléctricamente con las
correspondientes lengüetas 57. De esta manera, el fusible 50 se
conecta en la caja 55 de fusibles.
El incremento del número de componentes
eléctricos instalados en los vehículos más modernos ha hecho crecer
el número de fusibles 50 de protección que se utilizan en los
vehículos. La caja 55 de fusibles debe ser relativamente grande
para guardar muchos fusibles. Sin embargo, para mejorar la comodidad
de un vehículo, se necesario ampliar el interior de éste. La
ampliación del interior del vehículo y la instalación de una caja 55
de fusibles grande son conceptos contradictorios y resulta difícil
satisfacer ambas demandas.
Con referencia a las Figs. 17 y 18, cuando se
conecta el fusible 50 de la técnica anterior en la caja 55 de
fusibles, la altura (L) desde el nivel de la barra colectora 56
hasta el extremo superior del fusible 50 es mayor que la suma de la
longitud (M) de la lengüeta 57 y la altura (N) del alojamiento
54.
Como la citada altura (L) hace referencia al
tamaño de la caja 55 de fusibles, la estructura del fusible 50
supone un obstáculo para la producción de una caja 55 de fusibles
más pequeña.
En la actualidad se está considerando aumentar
el voltaje de las baterías de automóvil. El alojamiento 54 de
fusible de la técnica anterior está fabricado de poliétersulfona.
Sin embargo, en tal alojamiento 54 de fusible no puede lograrse la
requerida resistencia del aislamiento cuando se lleva a cabo una
prueba estándar del fusible con, por ejemplo, un fusible de 58V. En
consecuencia, se necesita un fusible que sea adecuado para soportar
un incremento del voltaje de la batería en un futuro.
El documento US 4.344.060 describe un
dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Un primer objeto del presente invento es
proporcionar un fusible compacto para automóviles. Un segundo objeto
del presente invento es proporcionar un fusible para automóviles
que se arme fácilmente. Un tercer objeto del presente invento es
proporcionar un fusible para automóviles que resulte adecuado para
voltajes más elevados.
Para conseguir los anteriores objetos, el
presente invento proporciona un fusible de lámina de acuerdo con la
reivindicación 1.
La placa de base incluye una primera superficie
y una segunda superficie, paralelas al plano, y una superficie de
extremo exterior, que está definida entre la primera superficie y la
segunda superficie y se prefiere que, al menos, parte de la primera
superficie y de la segunda superficie y la superficie de extremo
exterior estén al descubierto en el alojamiento y meta-
lizadas.
lizadas.
En una perspectiva, el material aislante es una
resina traslúcida. Se prefiere que el alojamiento sea un miembro
formado en una sola pieza, con una parte superior, con dos partes de
montaje, cada una de las cuales recibe un extremo de las placas de
base, una cubierta de la parte fusible, que define la parte hueca y
una superficie de fijación que tiene una parte recortada para dejar
al descubierto parte de cada placa de base y se extiende de manera
continua desde la cubierta de la parte fusible para fijar la placa
de
base.
base.
En una perspectiva, la parte recortada de la
superficie de fijación incluye una hendidura formada según la
dirección longitudinal de la placa de base.
En una perspectiva, el alojamiento incluye una
parte recortada que deja al descubierto la superficie de extremo
exterior de la placa de base.
Se prefiere que el material aislante esté
formado a partir de una resina de poliamida reforzada, fabricada
polimerizando una mezcla consistente en 0,2 a 20 partes en peso de
minerales de mica de flúor y 100 partes en peso de un monómero para
formar una resina de poliamida.
La Fig. 1 es una vista frontal que muestra un
fusible de acuerdo con una primera realización del presente
invento.
La Fig. 2 es una vista desde abajo que muestra
el fusible de la Fig. 1.
La Fig. 3 es una vista en sección transversal
que muestra el fusible de la Fig. 1.
La Fig. 4(a) es una vista en sección
transversal del fusible tomada por la línea 4a-4a de
la Fig. 3.
La Fig. 4(b) es una vista en sección
transversal del fusible tomada por la línea 4b-4b de
la Fig.
3.
3.
La Fig. 5 es una vista en perspectiva parcial
que ilustra un material fusible.
La Fig. 6 es una vista lateral que representa el
fusible de la Fig. 1.
La Fig. 7 es una vista esquemática que ilustra
un método de fabricación del fusible de acuerdo con la primera
realización del presente invento.
Las Figs. 8(a) a 8(d) son vistas
en sección transversal que muestran un procedimiento de doblado de
la cubierta.
La Fig. 9 es una vista frontal que muestra el
fusible de la Fig. 1 conectado a una barra colectora.
La Fig. 10 es una vista lateral que ilustra el
fusible de la Fig. 1 conectado a la barra colectora.
La Fig. 11 es una vista frontal que muestra un
fusible de acuerdo con una segunda realización del presente
invento.
La Fig. 12 es una vista desde abajo que muestra
el fusible de la Fig. 11.
La Fig. 13a es una vista frontal que muestra el
fusible de acuerdo con la segunda realización del presente
invento.
La Fig. 13b es una vista lateral que muestra el
fusible de la Fig. 13a.
La Fig. 14 es una vista desde abajo que muestra
el fusible de la Fig. 13a.
La Fig. 15 es una vista en sección transversal
que representa un fusible de la técnica anterior.
La Fig. 16 es una vista en perspectiva que
muestra fusibles de la técnica anterior conectados en una caja de
fusibles de la técnica anterior.
La Fig. 17 es una vista frontal que muestra el
fusible de la técnica anterior conectado a barras colectoras.
La Fig. 18 es una vista lateral que representa
en fusible de la Fig. 17.
Se describirá ahora, con referencia a los
dibujos, un fusible 1 de acuerdo con una primera realización del
presente invento. Haciendo referencia a las Figs. 1 a 4, el fusible
1 incluye un elemento fusible 2 y un alojamiento 3, fabricado de
material aislante.
El elemento fusible 2 incluye dos placas de base
4 que están dispuestas según un plano común, una parte de fusión 5,
que conecta las dos placas de base 4, dos muescas 4c enfrentadas,
formadas en cada una de las dos placas de base 4, y una parte de
soporte de la cubierta, que incluye dos salientes triangulares 12
que se extienden de manera continua desde cada una de las muescas
4c. La parte de fusión 5 está cubierta por el alojamiento 3 y las
placas de base 4 están fijadas al alojamiento 3.
Con referencia a la Fig. 7, la longitud de la
placa de base 4 es sustancialmente igual a la suma de la longitud
(A) de la parte de fusión 5 en la dirección longitudinal de la placa
de base 4, la longitud (B) de la muesca 4c en la dirección
longitudinal de la placa de base 4, y la longitud (C) de la parte de
soporte de la cubierta en la dirección longitudinal de la placa de
base 4.
El alojamiento 3 es un producto enterizo, plano,
de resina, que incluye una parte hueca que acomoda la parte de
fusión 5, y una cubierta (aleta) 11, que se dobla para cerrar la
parte hueca. Se prefiere que el alojamiento 3 esté hecho de un
material de resina traslúcida que sea resistente al calor y
aislante. Partes de montaje 3a, que reciben y fijan el extremo
superior de cada placa de base 4, están definidas en la parte
superior del alojamiento 3. Hay cubiertas 3b de la parte de fusión
definidas en la parte media lateral del alojamiento 3. Las
cubiertas 3b de la parte de fusión, enfrentadas, definen la parte
hueca que acomoda la parte de fusión 5. Hay superficies de fijación
3c definidas en las dos cubiertas 3b de la parte de fusión para
fijar las placas de base. La distancia entre las cubiertas 3b de la
parte de fusión es mayor que la distancia existente entre las
superficies de fijación 3c enfrentadas. La dimensión de la parte
superior del alojamiento 3 en la dirección lateral es ligeramente
mayor que la anchura del elemento fusible 2 en dirección lateral.
Parte de las placas de base 4 quedan al descubierto en una parte
recortada 8, que está definida en las superficies de fijación 3c.
La cubierta 11 está unida al extremo inferior del alojamiento 3. La
cubierta 11, que se dobla, está dispuesta entre las dos muescas 4c
de las placas de base 4.
El elemento fusible 2 se forma a partir de una
lámina alargada de material fusible en forma de placa 6,
representada en la Fig. 5. Se prefiere que la placa 6 de material
fusible sea una placa conductora de aleación de zinc (Zn).
El fusible 1 se fabrica como se describe en lo
que sigue.
En primer lugar, se corta la parte lateralmente
central de la placa 6 de material fusible para formar una parte
delgada 6a con una anchura predeterminada en dirección
longitudinal.
Refiriéndonos a la Fig. 7, se prensa una unidad
que incluye una pluralidad de elementos fusibles 2 mientras se
mueve intermitentemente la placa 6 de material fusible. Más
específicamente, las partes fusibles 5 correspondientes a la
capacidad de corriente del fusible son obtenidas por troquelado a
partir de la parte delgada 6a, y las dos placas de base 4 son
obtenidas por troquelado a cada lado de las partes de fusión 5. Cada
una de las placas de base 4 tiene una muesca 4c, la parte de
soporte de la cubierta, que incluye los salientes triangulares 12
que se extienden de forma continua desde las muescas 4c, y un
orificio de fijación 4a utilizado para el recalcado.
Cada elemento fusible 2 de la unidad tiene una
longitud que corresponde a la suma de la longitud (A) de la parte 5
de fusión, la longitud (B) de la muesca 4c, la longitud (c) de la
parte (c) de soporte de la cubierta y la longitud (D) de una parte
de conexión dispuesta entre elementos fusibles 2 adyacentes para la
producción continua. Así, la longitud del elemento fusible 2 es tal
que el elemento fusible 2 sea fácil de utilizar, permita una
elevada productividad y tenga la longitud mínima requerida para
formar la estructura deseada.
Subsiguientemente, un elemento fusible 2 en el
extremo distal de la unidad se une al alojamiento 3. Más
específicamente, el extremo superior del elemento fusible 2 y la
parte media de la placa de base 4 en la dirección longitudinal se
introducen en el alojamiento 3. Haciendo referencia a la Fig. 4b,
las placas de base 4 son introducidas a presión en el espacio
comprendido entre las superficies de fijación enfrentadas 3c. Esto
hace que los salientes 3d de aplicación entren en los orificios de
fijación 4a para sujetar el elemento fusible 2 en el alojamiento
3.
Parte de la placa de base 4 está al descubierto
en las partes recortadas 8 y está dispuesta en el alojamiento 3
para entrar en contacto con terminales de contacto dispuestos en una
caja de fusibles (no mostrada).
Las Figs. 11 y 12 ilustran un fusible 1 de una
segunda realización, y las Figs. 13(a), 13(b) y 14
muestran un fusible 1 de una tercera realización. El fusible 1 de
la segunda realización es adecuado si el correspondiente terminal
de contacto está bifurcado y partes recortadas 8 a modo de
hendiduras, que definen aberturas 10 de las placas de base 4, están
formadas en el alojamiento 3. En el fusible 1 de la tercera
realización, las aberturas 10 de las placas de base 4 están
formadas en dos superficies laterales del elemento fusible 2 y el
fusible 1 es adecuado si un terminal de contacto es un terminal a
modo de lengüeta que entra en contacto con las dos superficies
laterales del elemento
fusible 2.
fusible 2.
Se prefiere que la placa de base 4 esté
metalizada a fin de proporcionar una conexión eléctrica
satisfactoria con el terminal de contacto 9. Se prefiere que, al
menos, las superficies de la placa de base que entran en contacto
con el terminal de contacto 9 estén metalizadas. En el fusible 1 de
la Fig. 1, una superficie frontal (una primera superficie), una
superficie trasera (una segunda superficie), una superficie de
extremo derecho y una superficie de extremo izquierdo del elemento
fusible 2, que están al descubierto en las partes recortadas 8,
están, por ejemplo, metalizadas. En el fusible 1 de la Fig. 11, las
aberturas 10 definidas por las partes recortadas 8 a modo de
hendidura, están metalizadas. En el fusible 1 de la Fig. 13, una
superficie de extremo derecho y una superficie de extremo izquierdo
del elemento fusible 2, están metalizadas. En el fusible 1 del
presente invento, la placa de base 4, que no se utiliza como
terminal en la técnica anterior, sirve como terminal de contacto.
Así, es necesario metalizar la placa de base 4, por ejemplo
estañándola. Aunque las placas de base 4, en las presentes
realizaciones, están estañadas, las placas de base pueden
metalizarse con cobre o pla-
tearse.
tearse.
Los vehículos más modernos utilizan más y
mayores componentes eléctricos. Esto ha hecho aumentar la cantidad
de potencia que se utiliza en todo el vehículo. En consecuencia, se
llevan a cabo investigaciones para incrementar el voltaje utilizado
en el vehículo. Por ejemplo, en un sistema de 42 V, se necesitan 58
V como voltaje transitorio (voltaje con máximo consumo). Cuando el
fusible es fundido por el voltaje transitorio, se produce un fuerte
arco. Así, se prefiere que el alojamiento 3 esté hecho de una resina
de poliamida reforzada, que proporcione suficiente aislamiento
eléctrico y que impida que las superficies interiores del
alojamiento 3 resulten dañadas por el arco. Se prefiere que la
resina de poliamida reforzada se obtenga polimerizando una mezcla
consistente en 0,2 a 20 partes en peso de minerales de mica de
flúor y 100 partes en peso de un monómero, para formar una resina
de poliamida. Se prefiere que el alojamiento 3 esté formado de una
pieza con dicha resina de poliamida reforzada.
Una vez insertado el elemento fusible 2, se
dobla la cubierta 11 para cerrar la parte hueca.
Se describirá ahora el procedimiento de doblado
de la cubierta 11.
La cubierta 11 se dobla cuando el elemento
fusible 2 está insertado en el alojamiento 3. Más específicamente,
como se muestra en las Figs. 8(a) a 8(d), cuando el
elemento fusible 2 está insertado en el alojamiento 3, se acciona
un útil de doblado 13 después de que el extremo distal de la
cubierta 11 pase por el extremo distal de la parte de fusión 5 y
antes de que el extremo distal de la cubierta 11 llegue a los
salientes triangulares 12. El útil de doblado 13 desliza en un
espacio definido por los salientes triangulares 12 y la parte de
fusión 5 de tal manera que la cubierta 11 quede situada entre las
muescas 4c. Los salientes 12 sirven para evitar que se abra la
cubierta 11. De esta forma, se dobla la cubierta 11 para cerrar la
parte hueca del alojamiento 3.
Cuando el elemento fusible 2 está completamente
insertado en el alojamiento 3, los salientes 3d de aplicación del
alojamiento 3 se aplican con los orificios de fijación 4a y se
recalcan en frío las superficies exteriores del alojamiento 3. De
esta forma, se fija el elemento fusible 2 al alojamiento 3.
El fusible 1 del presente invento ofrece las
siguientes ventajas.
En el presente invento, el elemento fusible 2
que tiene las dos placas de base 4 y la parte de fusión 5 se
obtienen por troquelado moviendo intermitentemente una lámina de
material fusible en forma de placa 6 alargada, que incluye la parte
delgada 6a de anchura predeterminada. En consecuencia, el fusible 1
se fabrica de forma eficiente.
El fusible 1 del presente invento se diferencia
de los fusibles de la técnica anterior en que la abertura 10 que,
sustancialmente, tiene el mismo tamaño que la el alojamiento 3,
sirve como terminal de contacto sin sobresalir hacia abajo desde el
alojamiento 3. Esto reduce la altura del fusible 1 en comparación
con el fusible 50 de la técnica anterior.
Como el fusible 1 es más pequeño, se reduce la
altura de una caja de fusibles en la que se instalen los
fusibles.
En el fusible 1 del presente invento, el
alojamiento 3 está hecho de un material de resina de poliamida
traslúcido. Este garantiza un aislamiento suficiente incluso
después de haberse fundido la parte de fusión 5. Así, además de en
el usual sistema de generación de 14 V (batería de 12 V), el fusible
1 del presente invento puede emplearse en un sistema de alta
tensión, tal como un sistema de 42 V.
Como el fusible 2 es relativamente pequeño y el
alojamiento 3 está hecho en una sola pieza, se reduce el coste del
material del fusible 1. Además, se prescinde del procedimiento de
montar partes de alojamiento separadas. Así, se reducen el coste y
el tiempo de armado.
En el fusible 1 del presente invento, la mayor
parte del terminal no sobresale de la parte inferior del alojamiento
3 y la altura del elemento, contenido en el alojamiento 3, se
reduce al mínimo. En consecuencia, se reduce al mínimo la altura
del fusible 1.
La parte de fusión 5 está acomodada en la parte
hueca del alojamiento 3, fabricado de resina aislante. Esto impide
que la parte de fusión 5, al fundirse, se esparza.
En el fusible 1 del presente invento, la
abertura (terminal) 10, al descubierto en la parte recortada 8 del
alojamiento 3, está estañada. En consecuencia, el fusible 1 entra en
contacto con el terminal 9 de contacto en una condición
satisfactoria.
El alojamiento 3 es, generalmente, un producto
moldeado de resina traslúcida, a modo de caja plana, y tiene una
abertura de inserción que recibe el elemento 2 en su superficie
inferior. Además, la cubierta 11 se dobla para cerrar la parte
hueca. La cubierta 3b de la parte de fusión, que mira hacia la parte
de fusión 5, se dobla hacia fuera para aumentar el espacio en la
parte hueca. De este modo, se absorbe energía eficientemente cuando
se funde la parte de fu-
sión 5.
sión 5.
La parte recortada 8 del alojamiento 3 garantiza
que la parte de la placa de base hace contacto con el terminal 9 de
contacto.
El presente invento proporciona un fusible para
vehículos compacto, fácil de armar y adecuado para voltajes
elevados.
Claims (6)
1. Un fusible (1) de lámina, que comprende:
un elemento fusible (2) que tiene dos placas de
base (4) dispuestas según un plano común, una parte de fusión (5)
que conecta las dos placas de base, un par de muescas (4c)
enfrentadas dispuestas en cada una de las dos placas de base, y dos
partes (12) de soporte de la cubierta que se extienden continuamente
desde las muescas, respectivamente; y
un alojamiento (3) fabricado de manera uniforme
de un material aislante para fijar el elemento fusible, incluyendo
el alojamiento una parte hueca, que acomoda la parte de fusión, una
parte recortada (8) para dejar al descubierto al menos parte de
cada placa de base, y una cubierta (11), caracterizado porque
la cubierta se dobla para cerrar la parte hueca, estando dispuesta
la cubierta entre las muescas y estando soportada por las partes
(12) de soporte de la cubierta, y teniendo la placa de base una
longitud que es, sustancialmente, igual a la suma de la longitud
(A) de la parte de fusión en la dirección longitudinal de la placa
de base, la longitud (B) de la muesca en la dirección longitudinal
de la placa de base, y la longitud (C) de la parte de soporte de la
cubierta en la dirección longitudinal de la placa de base.
2. El fusible de lámina de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la placa de base
incluye una primera superficie y una segunda superficie, paralelas
al plano, y una superficie de extremo exterior que está definida
entre la primera superficie y la segunda superficie, en el que al
menos parte de la primera superficie y la segunda superficie y la
superficie de extremo exterior quedan al descubierto en la parte
recortada del alojamiento y están metalizadas.
3. El fusible de lámina de acuerdo con la
reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque
el material aislante es una resina traslúcida, y el alojamiento es
un miembro de una sola pieza formado por una parte superior que
tiene dos partes (3a) de montaje, cada una de las cuales recibe un
extremo de las placas de base, una cubierta (3b) de la parte de
fusión, que define la parte hueca, y una superficie de fijación
(3c), que se extiende continuamente desde la cubierta de la parte de
fusión para fijar la placa de base.
4. El fusible de lámina de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado porque la parte recortada
incluye una hendidura formada a lo largo de la dirección
longitudinal de la placa de base.
5. El fusible de lámina de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado porque la superficie de
extremo exterior de la placa de base queda al descubierto en la
parte recortada.
6. El fusible de lámina de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque el material aislante es una resina de poliamida reforzada,
cuya resina de poliamida reforzada se fabrica polimerizando una
mezcla que comprende de 0,2 a 20 partes en peso de minerales de mica
de flúor y 100 partes en peso de un monómero, para formar una
resina de poliamida.
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