ITMI960820A1 - Fusibile per correnti elevate,di tipo automobilistico. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un fusibile di tipo automobilistico, per correnti elevate.

Sono recentemente stati introdotti sul mercato, per applicazioni dì potenza sui veicoli, fusibili costituiti da una piastra metallica in rame, zinco o loro leghe, genericamente allungata, una sezione intermedia della quale è assottigliata e conformata a S a costituire un elemento di maggior resistenza localizzata, e le cui estremità forate, vengono connesse per mezzo di morsetti a vite, a una linea elettrica da proteggere.

La sezione di maggior resistenza localizzata, per effetto di correnti circolanti di intensità predeterminata si riscalda fino a fondere, interrompendo così la continuità elettrica .

Tra i diversi materiali usati, lo zinco è preferibile per il suo basso punto di fusione (419,5 °C) e per la sua conducibilità termica (95 Cal/ora.m.°C), inferiori a quelle del rame, che assicurano un più pronto intervento della protezione, con un riscaldamento localizzato di temperatura e di entità molto inferiore a quella di un fusibile in rame di pari potenza.

Malgrado questi vantaggi, lo zinco presenta dal punto di vista meccanico, il grave inconveniente di una elevata plasticità, maggiore di quella del rame, in condizioni di sollecitazione molto inferiori a quelle necessarie per deformare plasticamente il rame, specie se incrudito o legato con indurenti come berillio o tellurio.

Anche il modulo di elasticità è inferiore a quello del rame -Pertanto, quando le estremità del fusibile vengono serrate nei morsetti a vite, esse si deformano plasticamente e non sono in grado di esercitare una adeguata reazione elastica, sufficiente ad impedire, per attrito, lo svitamento e l'allentamento dei morsetti, causa di un cattivo contatto elettrico e di pericolosi surriscaldamenti.

La presente invenzione rimedia a queste limitazioni e provvede un fusibile in zinco, con terminali di fissaggio, per serraggio in morsetti a vite, i quali terminali presentano una adeguata resistenza meccanica e sono in grado di esercitare una adeguata reazione elastica che assicura il serraggio stabile dei morsetti e impedisce, anche in presenza di vibrazioni, il loro svitamento e allentamento.

Questi risultati sono conseguiti provvedendo a ciascuna delle estremità forate della piastra in zinco, che costituisce il fusibile, un riporto anulare che circonda l'apertura di passaggio della vite di morsetto, di spessore sostanzialmente eguale a quello della piastra, in materiale avente un modulo di elasticità e un carico di snervamento più elevati di qelli dello zinco e, al tempo stesso, una buona conducibilità elettrica.

Materiali preferiti sono, per esempio, rame al tellurio e acciaio ramato e stagnato.

Il riporto anulare, a forma di rondella cilindrica è cianfrinato nel foro, per assicurare un collegamento meccanico ed elettrico stabile ed inamovibile con la estremità della piastra di zinco.

Vantaggiosamente questo aspetto è combinato con altre caratteristiche che rendono particolarmente efficiente il fusibile .

L'impiego dello zinco in sostituzione del rame per la realizzazione di un fusibile, rende quest'ultimo particolarmente pronto nell'intervento di protezione.

E' però evidente, anche se la temperatura di fusione dello zinco è molto inferiore a quella del rame, che l'intervento del fusibile è tanto più immediato quanto minori sono le dispersioni termiche.

Pertanto, per un più efficace intervento della protezione, la zona di minor sezione conduttrice e maggior resistenza deve essere protetta da un involucro isolante.

Questo involucro ha molteplici funzioni:deve assicurare un opportuno isolamento termico, che consente di raggiungere la temperatura di fusione del materiale anche se la resistenza dell'elemento fusibile è bassa.

- Deve provvedere un supporto ed ancoraggio meccanico reciproco alle estremità della piastra fusibile anche quando l'elemento fusibile è interrotto.

- Deve impedire dispersioni di materiale metallico fuso dall 'involucro.

A queste caratteristiche funzionali deve anche associare una elevata resistenza alle temperature elevate che si sviluppano in caso di sovracorrente e intervento della protezione, indeformabilità e resistenza meccanica considerevole .

Per soddisfare questi requisiti è necessario fare ricorso a materiali plastici isolanti opportunamente caricati con materiale di rinforzo come fibre di vetro e simili. Le cariche rendono il materiale plastico completamente opaco e non consentono il controllo visuale dello stato del fusibile, consentito invece in fusibili di minor capacità, come i così detti fusibili a lama, in cui il fusibile è alloggiato in un involucro plastico trasparente.

La possibilità di un controllo visivo dello stato del fusibile, senza necessità di strumenti elettrici di misura è invece estremamente opportuna se non mandatoria e deve consentire il controllo visivo in condizioni di illuminazione anche precarie.

Questo risultato è conseguito secondo il presente trovato da un fusibile alloggiato in un involucro plastico provvisto di due finestre contrapposte relativamente all'elemento fusibile e chiuse da due schermi in materiale plastico trasparente.

Le due finestre rendono possibile il controllo visivo dello stato del fusibile sia per riflessione di immagine e di luce attraverso una qualsiasi delle due finestre sia per osservazione in trasparenza dell'elemento fusibile attraverso la coppia di finestre, consentendo un agevole controllo nelle più svariate condizioni di illuminazione.

Le funzionalità del dispositivo non sono poi pregiudicate dalle due finestre, in quanto la necessaria robustezza e indeformabilità meccanica è assicurata dall'involucro plastico e l'isolamento termico e la chiusura completa dell'involucro sono assicurati congiuntamente dall'involucro e dagli schermi di chiusura delle finestre.

Secondo un ulteriore aspetto del trovato gli schermi di chiusura delle finestre sono di conformazione tale che possono essere applicati a scatto, sull'involucro, nella fase finale del processo produttivo, così che a fusibile assemblato e preventivamente alla applicazione degli schermi, il fusibile può essere controllato, attraverso le finestre aperte, con la misura diretta delle sue caratteristiche termiche, quando attraversato da correnti di valore predeterminato, effettuata con sensori termici, applicati alla zona termofusibile attraverso le finestre.

Ciò in sostituzione di sistemi di controllo basati su misure di resistenza, quindi indirette, e influenzate da molteplici parametri.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell'invenzione risulteranno più chiari dalla descrizione che segue di una forma preferita di realizzazione, data a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento alla figura allegata.

La figura rappresenta in vista prospettica esplosa una realizzazione preferita di fusibile secondo il trovato.

Il fusibile è costituito da una piastra metallica 1, di forma sostanzialmente rettangolare allungata e provvista alle sue estremità di due aperture circolari 2,3 per il passaggio di due viti di serraggio a corrispondenti terminazioni elettriche .

La piastra 1 è formata per punzonatura di una lastra o nastro di zinco, preferibilmente stagnato dopo la punzonatura. Con la punzonatura sono formate alle estremità della piastra due aperture circolari di diametro alquanto maggiore di quello delle aperture 2,3 per alloggiare due rondelle di materiale diverso dallo zinco.

Indicativamente la piastra può' avere uno spessore di 1,8 mm e una larghezza L, in corrispondenza delle sue estremità, di 16 mm .

Le aperture circolari 2,3 hanno indicativamente un diametro dell'ordine di 8,6 mm, per consentire l'agevole inserzione di bulloni o viti con diametro nominale di 8 mm.

Dette aperture sono formate ciascuna all'interno di una rondella, rispettivamente 35,36, in rame al tellurio, rame al berillio o altro materiale equivalente (nel caso anche acciaio) , avente un elevato modulo di elasticità, convenientemente maggiore di 10.000 Kg/mm2 e un elevato carico di snervamento, convenientemente maggiore di 20 Kg/mm2, quindi almeno doppio di quello dello zinco.

Il diametro esterno delle rondelle è convenientemente dell'ordine di 11-11,6 mm, con uno spessore sostanzialmente eguale (o leggermente inferiore) a quello della piastra di zinco (1,8 mm).

le rondelle 35,36 sono inserite nelle corrispondenti aperture formate nella piastra 1 e a questa fissate per cianfrinatura, ossia per compressione esercitata mediante un opportuno punzone o rullo, sulle opposte facce piane delle rondelle, lungo una circonferenza coassiale alle aperture 2,3 e avente diametro intermedio al diametro interno ed esterno delle rondelle.

L'azione di compressione esercitata si traduce in una espansione delle rondelle, che si ancorano saldamente alla piatra 1, recuperando le possibili tolleranze dimensionali e il gioco tra il diametro esterno delle rondelle e il diametro dei fori di piastra, necessario per una agevole inserzione. Nella zona centrale della piastra 1 è formato, preferibilmente per tranciatura o punzonatura, un elemento conduttore 4 di sezione ridotta svolgente specificatamente il ruolo di elemento fusibile.

Per sviluppare con un ingombro limitato una conveniente lunghezza dell'elemento fusibile, questo è sagomato a S.

Tra l'elemento fusibile 4 e le aperture di fissaggio del fusibile a terminazioni elettriche sono praticate sulla piastra 1 due coppie di aperture 5, 6 e 7, 8 rispettivamente alle estremità opposte dell'elemento termofusibile.

Due guance 9,10, stampate in materiale plastico rinforzato di forma sostanzialmente rettangolare, si accoppiano reciprocamente, con interposizione della porzione centrale della piastra 1, per mezzo di una coppia di spine 11, 12 e 13, 14 di cui ogni guancia è fornita.

Le spine di ogni guancia si inseriscono in una coppia di aperture come 5, 8 e 6, 7 della piastra 1 e in corrispondenti aperture come 15, 16 e 17, 18 della guancia opposta, in cui vengono fissate per saldatura termoplastica a compressione.

Convenientemente due bordi opposti paralleli delle due guance, sono rispettivamente provvisti di una nervatura in rilievo 19, 20 e di uno scarico 21, 22 che si accoppiano reciprocamente per assicurare un preciso posizionamento relativo alle due guance.

Anche le nervature 19, 20 possono essere sottoposte a un procedimento di saldatura termoplastica a compressione con corrispondenti scarichi della guancia opposta.

Le due guance, ciascuna provvista di recesso nella superficie affacciata all'elemento termofusibile 4, formano un involucro rigido isolante di contenimento spaziato dell'elemento fusibile, che assicura l'unitarietà del fusibile anche in caso di fusione e interruzione dell'elemento fusibile.

L'involucro assicura anche un opportuno isolamento termico dell'elemento fusibile e impedisce la fuoriuscita di materiale conduttore fuso in caso di intervento della protezione .

Le due guance 9, 10 sono provviste sulle due facce giustapposte all'elemento termofusibile 4 di due finestre o aperture generalmente cilindriche 23, 24, all'interno delle quali sono formate due spallette di appoggio 25, 26 e 27, 28 radialmente contrapposte, a forma di segmento cilindrico.

Le due finestre 23, 24 sono rispettivamente chiuse da due schermi discoidali 29, 30, in materiale plastico trasparente, come polistirolo, poliestere o metacrilato, ciascuno provvisto di una coppia di linguette elastiche 31, 32 e 33, 34 radialmente opposte e terminate in un dente di aggancio .

Le linguette elastiche 31, 32 e 33, 34 si innestano a pressione, per deformazione elastica, nelle finestre 23, 24 rispettivamente, con impegno a scatto irreversibile dei denti di aggancio, con le pareti delle finestre.

Ad aggancio eseguito gli schermi 29, 30 sono alloggiati all'interno delle finestre e si appoggiano contro le spallette 25, 26 e 27, 28, chiudendo irreversibilmente le finestre, ma assicurando la visibilità dall'esterno, dell'elemento termofusibile alloggiato nell'involucro.

Poiché le due finestre sono disposte reciprocamente in opposizione relativamente all'elemento termofusibile, la visibilità dell'elemento termofusibile è assicurata sia per riflessione di luce attraverso una qualsiasi delle finestre sia per trasparenza e controllo di profilo, attraverso la coppia di finestre.

Inoltre come già detto l'applicazione degli schermi trasparenti di finestra ad involucro assemblato, consente operazioni di controllo termico diretto dell'elemento fusibile e il successivo completamento dell'allestimento.

Offre inoltre il vantaggio di poter eseguire operazioni di termosaldatura delle due guance senza il rischio di provare danni e opacizzazioni del materiale plastico degli schermi, applicati solo successivamente.

E' chiaro che la descrizione che precede riguarda solo una forma di realizzazione preferita del trovato e che molte varianti possono essere apportate.

Per esempio le finestre 23, 24 anziché avere forma genericamente cilindrica, possono anche avere sezione ovoidale, quadrangolare o rettangolare.

Anche le rondelle 35,36, anziché avere una parete periferica esterna cilindrica, possono avere una parete periferica esterna dentata o poligonale ed essere alloggiate in aperture di piastra di forma corrispondente in modo che il reciproco accoppiamento per cianfrinatura sia più resistente ad eventuali coppie risultanti, per attrito, dal contatto diretto con un dado di serraggio o la testa di una vite di serraggio del morsetto.Questa condizione può risultare da un serraggio improprio, essendo evidente che in generale una rondella metallica viene interposta tra dado o testa di vite di serraggio, per evitare lo strisciamento diretto dell'elemento mobile dì serraggio su una parte fissa.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Fusibile per correnti elevate comprendente una piastra metallica conduttrice (1) di forma genericamente rettangolare con una porzione centrale (4) conformata a conduttore di minor sezione conduttrice, con funzione di elemento fusibile, con due porzioni di estremità, ciascuna provvista di una apertura (2,3) di passaggio per un organo di serraggio a vite, e un involucro (9,10), di contenimento di detto elemento fusibile (4), solidale a detta piastra metallica, e formato da una coppia di guance (9,10) giustapposte con interposizione di detta porzione centrale di piastra , caratterizzato da ciò che ciascuna di dette aperture (2,3) di detta coppia alloggia una rondella (35,36) in rame al tellurio, acciaio stagnato o altro materiale conduttore con carico di snervamento e modulo di elasticità maggiore di quello dello zinco, in modo che anche in presenza di pressioni di serraggio, esercitate da detto organo di serraggio, maggiori del carico di cedimento plastico a compressione dello zinco, non si ha deformazione plastica della piastra e allentamento del serraggio.
2. 2. Fusibile come a rivendicazione 1 in cui detto involucro è in materiale plastico opaco ed è provvisto di una coppia di finestre (23,24), ciascuna formata in una di dette guance, in opposizione l'una all'altra relativamente a detto interposto elemento fusibile, dette finestre essendo chiuse da schermi di materiale plastico trasparente (29,30).
3. 3. Fusibile come a rivendicazione 2, in cui detti schermi sono provvisti di linguette dentate (31,32,33,34) di aggancio a scatto in dette finestre, innestabili in dette finestre dall'esterno di detto involucro.
4. 4. Fusibile come a rivendicazione 2 o 3 in cui detti schermi e dette finestre hanno configurazione rispettivamente discoidale e cilindrica di alloggiamento di detti schermi all'interno di dette finestre, dette finestre essendo provviste al loro interno di spallette dì appoggio (25,26,27,28) di detti schermi.