FR2685543A1 - Flat fuse for high rated currents - Google Patents
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Abstract
Description
FUSIBLE PLAT POUR COURANTS NOMINAUX ELEVES
La présente invention concerne un fusible plat pour courants nominaux supérieurs ou égaux à 20 Ampères, et plus particulièrement un fusible plat pour automobile.FLAT FUSE FOR HIGH NOMINAL CURRENTS
The present invention relates to a flat fuse for nominal currents greater than or equal to 20 Amps, and more particularly to a flat fuse for cars.
De plus en plus, les fusibles plats sont utilisés dans l'équipement des automobiles, pour des raisons d'encombrement, des qualités de protection et de commodité d'enfichage. De tels fusibles comprennent généralement un boîtier ou corps isolant dans lequel est monté en partie un organe conducteur constitué par deux languettes de connexion plates enfichables, et réunies par une partie fusible ou calibrante. Increasingly, flat fuses are used in the equipment of automobiles, for reasons of space, qualities of protection and convenience of plugging. Such fuses generally include a housing or insulating body in which is partially mounted a conductive member constituted by two pluggable flat connection tabs, and joined by a fusible or calibrating part.
Un fusible de ce type est décrit dans US-A-3 909 761 ou FR-A-82 13 847. A fuse of this type is described in US-A-3,909,761 or FR-A-82 13,847.
Toutefois, la structure et la nature des matériaux utilisés pour la fabrication de ces fusibles plats étaient choisies pour un courant nominal circulant dans la partie fusible et les languettes de connexion inférieur à 30 Ampères. However, the structure and nature of the materials used for the manufacture of these flat fuses were chosen for a nominal current flowing in the fuse part and the connection tabs of less than 30 amperes.
Pour des courants nominaux plus élevés pouvant atteindre 100 Ampères et plus, la partie fusible peut fléchir et venir en contact avec une des faces internes du corps isolant ou boîtier. Comme le matériau utilisé pour le boîtier est une matière plastique, il s'ensuit que la mise en contact de la partie fusible est susceptible de fondre la matière plastique et entrainerait la détérioration complète du boîtier. For higher nominal currents of up to 100 Amperes and more, the fusible part can bend and come into contact with one of the internal faces of the insulating body or case. As the material used for the housing is a plastic material, it follows that bringing the fuse part into contact is likely to melt the plastic material and would cause complete deterioration of the housing.
Le phénomène de fléchissement se produit généralement au centre de la partie calibrante car, c'est à cet endroit que se situe le point le plus chaud lorsqu'on trace la courbe de température. Les solutions qui ont été préconisées pour résoudre la question du fléchissement ont été soit de réduire la section de la partie calibrante dans la zone du point chaud, soit de déposer une goutte de métal au centre de ladite partie calibrante lorsqu'elle est constituée par un fil métallique, soit de ménager un orifice dans la zone du point chaud et de déposer, de part et d'autre dudit orifice, une goutte de métal. Toutes ces solutions sont décrites dans GB-A-2 090 081 et US-A-4 635 023. Dans la solution retenue à gouttes d'étain disposées de part et d'autre de l'orifice central, il est nécessaire de choisir les paramètres structurels en fonction du courant nominal du fusible plat. C'est ainsi que la longueur, la largeur et l'épaisseur de la partie fusible ne sont pas les mêmes pour un fusible plat de 40 Ampères et un fusible plat de 60 Ampères, ce qui constitue un grave inconvénient pour une fabrication en grande série. The phenomenon of deflection generally occurs at the center of the calibrating part because, it is there that the hottest point is located when the temperature curve is drawn. The solutions which have been recommended to resolve the problem of deflection have been either to reduce the section of the calibrating part in the hot spot area, or to deposit a drop of metal in the center of said calibrating part when it is constituted by a metal wire, or to provide an orifice in the hot spot area and to deposit, on either side of said orifice, a drop of metal. All these solutions are described in GB-A-2 090 081 and US-A-4 635 023. In the solution retained with drops of tin placed on either side of the central orifice, it is necessary to choose the structural parameters as a function of the nominal current of the flat fuse. This is why the length, width and thickness of the fuse part are not the same for a 40 amp flat fuse and a 60 amp flat fuse, which is a serious drawback for mass production. .
De plus, il peut être nécessaire de changer l'emplacement des gouttes d'étain et donc de leurs orifices récepteurs en fonction de la longueur de la partie fusible.In addition, it may be necessary to change the location of the drops of tin and therefore of their receiving orifices depending on the length of the fuse part.
Dans la demande DE-A-2 500 364, il est décrit un fusible plat comprenant une partie fusible réalisée d'une seule pièce avec les languettes de connexion, mais qui est évidée partiellement dans la partie centrale de manière à réaliser une zone amincie d'épaisseur et de section constante, seule la zone amincie constituant une zone calibrante. In application DE-A-2 500 364, a flat fuse is described comprising a fuse part produced in one piece with the connection tabs, but which is partially hollowed out in the central part so as to produce a thinned zone d 'thickness and constant section, only the thinned zone constituting a calibrating zone.
Dans la demande PCT/US88/0924, la partie calibrante de la partie fusible comprend des découpes destinées à ménager des zones de refroidissement susceptibles de générer un effet retardateur du fléchis sement de ladite partie calibrante. In application PCT / US88 / 0924, the calibrating part of the fusible part comprises cutouts intended to provide cooling zones capable of generating a delay effect on the deflection of said calibrating part.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de proposer un fusible plat comprenant une partie fusible plate et des languettes de connexion plates dans lequel la température communiquée aux languettes de connexion est réduite avant claquage. The present invention aims to remedy the aforementioned drawbacks and to provide a flat fuse comprising a flat fuse part and flat connection tabs in which the temperature communicated to the connection tabs is reduced before blowing.
La présente invention a pour objet un fusible plat, du type comprenant un boitier dans lequel est logé en partie un organe conducteur pourvu de deux languettes de connexion plates dont les extrémités libres sont situées hors du boîtier, lesdits languettes de connexion étant reliées à l'intérieur du boitier par une partie fusible plate sur une face de laquelle est déposée une goutte de métal, et qui est caractérisé en ce que la partie fusible comprend une zone calibrante centrale de largeur plus petite que la largeur des zones latérales adjacentes de liaison avec les languettes de connexion, la surface de contact de ladite goutte étant au moins supérieure à la moitié de la surface de la zone calibrante. The present invention relates to a flat fuse, of the type comprising a box in which is housed in part a conductive member provided with two flat connection tabs whose free ends are located outside the housing, said connection tabs being connected to the inside the case by a flat fusible part on one face of which a drop of metal is deposited, and which is characterized in that the fusible part comprises a central calibrating zone of width smaller than the width of the adjacent lateral zones of connection with the connection tabs, the contact surface of said drop being at least greater than half the surface of the calibrating zone.
Un avantage de la présente invention est de permettre à la goutte de métal de s'étendre sur presque toute la zone calibrante sans risque de contact avec les languettes de connexion. An advantage of the present invention is to allow the drop of metal to extend over almost the entire calibrating zone without risk of contact with the connection tabs.
Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait que la partie calibrante présente une longueur réduite et une possibilité d'épaisseur constante quel que soit le courant nominal ou calibre du fusible plat. Another advantage of the present invention lies in the fact that the calibrating part has a reduced length and a possibility of constant thickness whatever the nominal current or rating of the flat fuse.
D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation, ainsi que des dessins annexés sur lesquels
- la Figure 1 est une vue en plan du fusible plat comprenant un boîtier de protection dans lequel est disposé l'organe conducteur représenté sur la Figure 2,
- la Figure 2 est une vue en plan de l'organe conducteur selon un mode de réalisation de l'invention,
- la Figure 3 est une vue en coupe agrandie suivant III-III de la Figure 2,
- la Figure 4 est une vue en coupe agrandie suivant IV-IV de la Figure 2,
- la Figure 5 est une vue de dessus partielle de la zone calibrante représentée sur la Figure 2, avec des lames rabattues sur la goutte de métal,
- la Figure 6 est une vue en élévation des lames de limitation d'expansion en forme de trapèze,
Le boîtier 1 représenté sur la Figure 1 peut être du type monobloc ou en deux parties, la partie avant ou cache 2 étant montée par sertissage ou autre moyen sur la partie arrière ou corps-support 3, par exemple comme cela est décrit dans FR-A-87 04 382.Other advantages and characteristics of the present invention will emerge more clearly on reading the description of an embodiment, as well as the appended drawings in which
FIG. 1 is a plan view of the flat fuse comprising a protective box in which the conductive member shown in FIG. 2 is arranged,
FIG. 2 is a plan view of the conductive member according to an embodiment of the invention,
FIG. 3 is an enlarged sectional view along III-III of FIG. 2,
FIG. 4 is an enlarged sectional view along IV-IV of FIG. 2,
FIG. 5 is a partial top view of the calibrating zone shown in FIG. 2, with blades folded over the drop of metal,
FIG. 6 is an elevation view of the trapezium-shaped expansion limiting blades,
The box 1 shown in Figure 1 can be of the one-piece type or in two parts, the front part or cover 2 being mounted by crimping or other means on the rear part or body-support 3, for example as described in FR- A-87 04 382.
Un organe conducteur 4 selon l'invention, représenté sur la Figure 2, est monté dans le boîtier 1. A conductive member 4 according to the invention, shown in FIG. 2, is mounted in the housing 1.
L'organe ou élément conducteur comprend deux languettes de connexion 5 et 6 dont les extrémités 7 sont biseautées pour permettre une insertion aisée dans des logements correspondants ménagés dans divers ensembles récepteurs tels que des boites d'interconnexion. Une partie fusible 8 est montée entre les languettes de connexion 5 et 6 et elle est reliée aux côtés internes 5a, 6a de ces dernières. The member or conductive element comprises two connection tabs 5 and 6 whose ends 7 are bevelled to allow easy insertion into corresponding housings formed in various receiver assemblies such as interconnection boxes. A fuse part 8 is mounted between the connection tabs 5 and 6 and it is connected to the internal sides 5a, 6a of the latter.
Suivant une forme préférée de la présente invention, la partie fusible 8 est pour un même calibre, d'épaisseur constante et elle est constituée par au moins une zone calibrante centrale 9 en alliage de zinc (environ 99,7 % de zinc), disposée entre deux zones latérales 10 et 11 destinées à être reliées aux languettes de connexion 5 et 6 respectivement. La zone calibrante centrale 9 présente une largeur li inférieure à la largeur 12 des zones adjacentes 10,11 de manière à ménager des rebords 12, tandis que la longueur L1 de la zone calibrante est inférieure ou égale aux deux tiers de la longueur L2 de la partie fusible (fig. 4). According to a preferred form of the present invention, the fusible part 8 is for the same rating, of constant thickness and it is constituted by at least one central calibrating zone 9 made of zinc alloy (approximately 99.7% of zinc), arranged between two lateral zones 10 and 11 intended to be connected to the connection tabs 5 and 6 respectively. The central calibrating zone 9 has a width li less than the width 12 of the adjacent zones 10, 11 so as to provide edges 12, while the length L1 of the calibrating zone is less than or equal to two thirds of the length L2 of the fuse part (fig. 4).
Une goutte de métal 13, de préférence un alliage d'étain-argent ou d'étain-plomb, est déposée sur la zone calibrante 9. La goutte 13 est en contact sur la zone calibrante 9 suivant une surface S1 de contact qui est au moins supérieure à la moitié de la surface S2, de la face de la zone calibrante recevant ladite goutte. De préférence, la surface de contact Si est sensiblement égale à celle S2 de la zone calibrante. A drop of metal 13, preferably a tin-silver or tin-lead alloy, is deposited on the calibrating zone 9. The drop 13 is in contact on the calibrating zone 9 along a contact surface S1 which is at less than half the surface S2, of the face of the calibrating zone receiving said drop. Preferably, the contact surface Si is substantially equal to that S2 of the calibrating zone.
Des moyens de limitation d'expansion de la goutte 13, lors de la fusion de cette dernière, sont prévus sur la zone calibrante 9. Les moyens de limitation sont constitués par au moins une lame de faible hauteur, et de préférence, par deux lames 14 et 15 qui sont reliées chacune à un côté longitudinal 16,17 de la zone calibrante 9, et dans un plan perpendiculaire au plan contenant ladite zone calibrante (fig. 4). Means for limiting expansion of the drop 13, during the melting of the latter, are provided on the calibrating zone 9. The limiting means are constituted by at least one blade of low height, and preferably by two blades 14 and 15 which are each connected to a longitudinal side 16, 17 of the calibrating zone 9, and in a plane perpendicular to the plane containing said calibrating zone (fig. 4).
Suivant un mode de réalisation (fig. 3), chaque lame 14,15 présente un profil arrondi et elle est prévue sensiblement à égale distance des bords internes des zones de liaison (18) ménagées sur les languettes de connexion 5,6. La partie fusible 8 est soudée électriquement ou à la molette sur la face de dessous des languettes de connexion 5,6 lorsqu'on considère la vue en plan de la Figure 2, et elle présente, de préférence mais non nécessairement, une faible épaisseur de façon à ce qu'un logement 20 pour la goutte 13 soit ménagé entre la zone calibrante 9 et les bords internes 18 des languettes de connexion 5,6. According to one embodiment (fig. 3), each blade 14,15 has a rounded profile and it is provided substantially at equal distance from the internal edges of the connection zones (18) formed on the connection tabs 5,6. The fusible portion 8 is electrically welded or with the thumbwheel on the underside of the connection tabs 5, 6 when the plan view of FIG. 2 is considered, and it preferably, but not necessarily, has a small thickness of so that a housing 20 for the drop 13 is formed between the calibrating zone 9 and the internal edges 18 of the connection tabs 5,6.
La portion 21 de chaque zone de liaison 10,11 comprise entre le rebord 12 et la zone de soudure 22 correspondante constitue également une zone de dissipation thermique supplémentaire dont il sera question ultérieurement. The portion 21 of each connection zone 10, 11 comprised between the rim 12 and the corresponding welding zone 22 also constitutes an additional heat dissipation zone which will be discussed later.
Par goutte de métal, on entend une très faible masse de métal qui peut présenter n'importe quelle forme régulière ou non, telle que sphérique, parallélépipédique. La goutte de métal est solidarisée de la zone calibrante par fusion ou tout autre moyen approprié. By metal drop is meant a very small mass of metal which can have any regular shape or not, such as spherical, parallelepiped. The metal drop is joined to the calibrating zone by fusion or any other suitable means.
De préférence, chaque lame 14,15 dont la hauteur est sensiblement égale ou supérieure à la dimension correspondante de la goutte 13, présente une partie libre supérieure 23,24 qui est rabattable sur la goutte 13 de manière à emprisonner davantage ladite goutte dont l'expansion est limitée aussi bien vers le haut à cause des parties 23,24, après rabattement, que latéralement à cause des lames. De ce fait, la goutte 13, lorsqu'elle est traversée par un fort courant électrique qui produit une fusion de ladite goutte 13, est contrainte d'épouser la forme des lames 14,15 et ne peut s'étaler que vers les rebords 12. En fait, les expériences ont montré que la goutte 13 prenait la forme représentée sur la Figure 5, c'est-à-dire qu'elle présente à ses extrémités une sorte de ménisque 25. Preferably, each blade 14, 15 whose height is substantially equal to or greater than the corresponding dimension of the drop 13, has an upper free part 23, 24 which is foldable over the drop 13 so as to further trap said drop, the expansion is limited both upwards because of the parts 23, 24, after folding, and laterally because of the blades. As a result, the drop 13, when it is crossed by a strong electric current which produces a fusion of said drop 13, is forced to follow the shape of the blades 14, 15 and can only spread towards the edges 12 In fact, experiments have shown that the drop 13 takes the form shown in FIG. 5, that is to say that it presents at its ends a sort of meniscus 25.
Suivant une autre forme de réalisation des lames représentées sur la Figure 6, les lames 14 et 15 présentent une forme en trapèze dont le bord libre supérieur 40 est sensiblement rectiligne avec des extrémités latérales 41 et 42 arrondies. According to another embodiment of the blades shown in Figure 6, the blades 14 and 15 have a trapezoid shape whose upper free edge 40 is substantially rectilinear with rounded lateral ends 41 and 42.
De part et d'autre de chaque partie médiane 26,27 des languettes de connexion 5,6 à laquelle est reliée une zone latérale 10,11 de la partie fusible 8, sont prévues des ailettes de dissipation thermique 28,29 qui sont séparées de la partie médiane 26,27 par deux encoches 30,31 dont le rôle est de délimiter les ailettes 28, 29 pour le refroidissement des languettes de connexion 5, 6 et des quatre points de fixation desdites languettes de connexion sur le boîtier 1, représenté sur la figure 1. On each side of each central part 26,27 of the connection tabs 5,6 to which a lateral zone 10,11 of the fuse part 8 is connected, there are provided heat dissipation fins 28,29 which are separated from the central part 26,27 by two notches 30,31 whose role is to delimit the fins 28, 29 for cooling the connection tabs 5, 6 and the four fixing points of said connection tabs on the housing 1, shown on Figure 1.
Les languettes de connexion 5,6 comportent chacune deux orifices 32,33 pour leur montage par sertissage sur des pions prévus à cet effet dans le corps support 3 du boîtier de protection 1. The connection tabs 5,6 each have two orifices 32,33 for their mounting by crimping on pins provided for this purpose in the support body 3 of the protective housing 1.
Chaque languette de connexion 5,6 comprend, du côté externe 5b,6c, opposé au côté interne 5a,6a, une découpe ou encoche 34,35, destinée à permettre lors de la fabrication en continu, sous forme de bande, de loger l'organe conducteur 4 dans le boîtier 1. Each connection tab 5,6 comprises, on the external side 5b, 6c, opposite to the internal side 5a, 6a, a cutout or notch 34,35, intended to allow during continuous manufacture, in the form of a strip, to accommodate the conductive member 4 in the housing 1.
En fonctionnement, le passage d'un courant électrique dans la partie fusible 8, par l'intermédiaire des languettes de connexion 5,6, crée un point chaud qui se situe sensiblement au centre de la zone calibrante 9. In operation, the passage of an electric current through the fuse part 8, via the connection tabs 5, 6, creates a hot spot which is situated substantially in the center of the calibrating zone 9.
A l'intensité nominale IN, inscrite par exemple sur le boîtier 1, l'alliage de la goutte 13 est dans un état solide et la température dans la zone calibrante est inférieure au point eutectique de l'alliage. At the nominal intensity IN, recorded for example on the housing 1, the alloy of the drop 13 is in a solid state and the temperature in the calibrating zone is lower than the eutectic point of the alloy.
Pour de faibles surcharges de courant (1,35 x IN pendant 30 minutes) la goutte 13 passe à l'état liquide tout en restant centrée sur le point chaud, mais l'alliage dont elle est constituée diffuse dans la matière de la zone calibrante 9 en zinc. La température de fusion de la zone calibrante 9 se situe entre celle de l'alliage de la goutte 13 et celle du zinc. De cette manière, on réduit la température communiquée aux languettes de connexion 5,6 pendant la fusion très lente, la longueur réduite de la zone calibrante éliminant tout risque de contact avec le boîtier 1 pour ladite faible surcharge. For low current overloads (1.35 x IN for 30 minutes) the drop 13 goes to the liquid state while remaining centered on the hot point, but the alloy of which it is made diffuses into the material of the calibrating zone 9 in zinc. The melting temperature of the calibrating zone 9 is between that of the drop 13 alloy and that of the zinc. In this way, the temperature communicated to the connection tabs 5, 6 is reduced during very slow fusion, the reduced length of the calibrating zone eliminating any risk of contact with the housing 1 for said low overload.
Pour des surcharges moyennes (de 2 à 3,5 x IN)I le temps de fusion de la goutte 13 est relativement court, de l'ordre de quelques secondes, et l'alliage fondu de ladite goutte n'a pas le temps de diffuser dans le zinc de la zone calibrante. La température de fusion est voisine de celle du zinc car la rupture se fait essentiellement sur l'épaisseur de zinc. Ainsi, il y a rupture rapide sur l'un des côtés de la goutte et la zone calibrante se maintient dans l'état même avec une léger fléchissement sans pour autant entrer en contact avec le boîtier. For medium overloads (from 2 to 3.5 x IN) I the melting time of the drop 13 is relatively short, of the order of a few seconds, and the molten alloy of said drop does not have the time to diffuse in the zinc of the calibrating zone. The melting temperature is close to that of zinc because the rupture takes place essentially on the thickness of zinc. Thus, there is a rapid rupture on one of the sides of the drop and the calibrating zone is maintained in the same state with a slight deflection without however coming into contact with the case.
Pour de fortes surcharges (pouvant atteindre 800
Ampères), l'alliage de la goutte reste à l'état solide et la zone calibrante 9 se sectionne de façon aléatoire d'un côté ou de l'autre de ladite goutte, sans fléchissement hors du plan de la partie fusible.For heavy overloads (up to 800
Amperes), the alloy of the drop remains in the solid state and the calibrating zone 9 is randomly sectioned on one side or the other of said drop, without bending out of the plane of the fusible part.
Les ailettes de dissipation thermique 28 et 29 des languettes de connexion 5 et 6 reçoivent une empreinte 22a lors du passage de la molette de soudure entre la partie fusible 8 et lesdites languettes de connexion et, plus précisément, entre les parties 10,11 de la partie fusible et lesdites languettes de connexion. The heat dissipation fins 28 and 29 of the connection tabs 5 and 6 receive an imprint 22a during the passage of the welding wheel between the fuse part 8 and said connection tabs and, more precisely, between the parts 10, 11 of the fuse part and said connection tabs.
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- 1992-12-15 CZ CS923676A patent/CZ367692A3/en unknown
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Also Published As
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| FR2685543B1 (en) | 1994-03-11 |
| CZ367692A3 (en) | 1993-07-14 |
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