FUSIBLE

Description

[0001] La présente invention a pour objet un fusible comportant un fil métallique susceptible d'être détruit par fusion notamment en cas de surintensité.

[0002] Les fusibles sont des dispositifs de protection contre les surintensités utilisés depuis fort longtemps déjà. Lorsque l'installation ou l'appareil à protéger est capable de supporter un court instant une surintensité, de tels fusibles constituent une protection sûre. Avec l'utilisation de plus en plus répandue de circuits électroniques, dont les composantes sont incapables de supporter des surintensités élevées, même de très courtes durées, il s'est avéré que de tels fusibles ne sont pas toujours capables d'assurer une protection suffisante des circuits. C'est le cas par exemple des circuits de téléinformatique reliés à des lignes de transmission exposées aux surtensions d'origine atmosphérique. Les meilleurs fusibles connus à ce jour pour protéger de telles installations sont des fusibles à fil d'argent sous tube de verre, le fil étant éventuellement tendu par un ressort de manière à assurer une rupture immédiate de l'arc qui se forme au moment de la rupture du fil. Or même avec les meilleurs fusibles connus à ce jour, on constate, malgré la fusion du fusible, la destruction de composantes de circuit. Ceci s'explique par la vaporisation de l'argent fondu qui forme un plasma conducteur à l'intérieur du tube, ce plasma maintenant l'arc électrique, c'est-à-dire un courant important à travers le fusible. Généralement cet effet peut 'se constater par le noircissement du tube de verre.

[0003] Pour assurer un soufflage de l'arc, on a proposé d'utiliser dans certains fusibles les effets de déflexion liés à la présence d'un champ magnétique, ce champ magnétique étant créé par des aimants permanents ou des enroulements associés au fusible.

[0004] Le brevet GB-A-619 239 décrit un fusible comportant un support allongé isolant (C) et deux bornes (D, E) entre lesquelles est disposé un fil conducteur (A) susceptible d'être détruit par fusion en cas de surintensité; le fi), conducteur est placé dans un champ magnétique créé par un aimant (B), une partie isolante séparant l'aimant (B) et le fil (A). De même, le brevet FR-A-2080321 décrit un coupe circuit à fusibles dans lequel le fil fusible est placé dans une chambre de coupure allongée à proximité de laquelle est placé un aimant produisant un champ magnétique pour souffler l'arc causé lors de l'ouverture du fil fusible. La chambre de coupure (12) est réalisée en une matière isolante dont les parois séparent le fil fusible (15) et les aimants (40). De même, dans le brevet FR-A-1 022 741, un fil fusible (3) est séparé d'un circuit magnétique (42) par des joues isolantes (5a, 5b).

[0005] Les amants permanents métalliques utilisés dans les réalisations de fusibles de l'art antérieur nécessitent d'une part l'interposition de parois isolantes entre l'aimant et le fusible et d'autre part l'usage d'aimants volumineux. On est ainsi arrivés dans l'art antérieur à des structures complexes, coûteuses et volumineuses. L'encombrement de ces aimants, dû en particulier au fait qu'ils sont obligatoirement aimantés dans le sens de leur longueur, interdit pratiquement la réalisation d'un champ magnétique uniforme sur toute la longueur d'un fil fusible. L'interposition de parois isolantes augmente nécessairement l'entrefer ou la distance entre la pièce polaire et le fusible, de sorte que le champ magnétique est réduit ainsi que l'efficacité du soufflage.

[0006] La présente invention a pour but d'assurer, par des moyens aussi simples que possible, l'extinction par un soufflage efficace de cet arc. Ce but est atteint par la solution revendiqué dans la revendication 1. Selon un aspect de l'invention, les moyens servant d'aimant permanent servent également de support mécanique et de paroi de chambre d'extinction. Selon un autre aspect de l'invention, les moyens servant d'aimant permanent sont aimantés dans le sens de leur épaisseur de façon à réduire leur encombrement. Selon d'autres aspects de l'invention, le champ magnétique est produit sur toute la longueur du fil fusible pour accroitre l'effort mécanique produit sur le fil et assurer le soufflage de l'arc quelque soit le point de rupture du fil; le champ magnétique est produit sur une largeur suffisante de part et d'autre du fil fusible pour permettre un allongement important de l'arc et accélérer son soufflage.

[0007] Dans sa réalisation la plus simple, le fusible selon l'invention est constitué par n support allongé en ferrite aimanté dans le sens de son épaisseur et sur lequel est disposé un fil conducteur-fusible non ferromagnétique entre deux bornes. Selon la loi de LAPLACE, lorsque le fil est parcouru par un courant, dans un sens ou dans l'autre, il est soumis à une force perpendiculaire au fil et parallèle au plan de support en ferrite et cette force est proportionnelle au produit du courant et du champ magnétique. Il est à noter que cette force agit sur toute charge électrique en mouvement, c'est-à-dire également sur l'arc électrique susceptible de se former au point de rupture du fil. Cette force a non seulement pour effet de souffler magnétiquement l'arc électrique, mais d'accélérer la rupture du fil en son point d'affaiblissement par fusion et d'accélérer l'écartement des brins au point de rupture, c'est-à-dire de réduire le temps pendant lequel un arc est susceptible de se former.

[0008] Selon une exécution pratique, le fusible est constitué de deux bandes de ferrite souples, constituées de poudre de ferrite liée par un élastomère, fixées à faible distance l'une de l'autre au moyen de deux barrettes isolantes, le fil-fusible étant logé entre les deux bandes de ferrite. Les qualité d'isolant électrique des ferrites permettent de réaliser un entrefer très mince dans lequel le champ magnétique est élevé. En outre, l'effet de soufflage transversal de l'arc évite les projections de matière conductrice sur les parois proches en ferrite, projections qui tendraient à prolonger l'existence de l'arc.

[0009] La partie des barrettes isolantes située entre les bandes de ferrite est de préférence munie de dents, à la manière d'un peigne, de manière à former des créneaux constituant des chambres de refroidissement et d'extinction transversales dans lesquelles l'arc est fragmenté et soufflé magnétiquement. Il est en outre possible de faire communiquer ces chambers avec l'extérieur par des trous qui les prolongent à travers les barrettes isolantes. Si l'on désire éviter des projections métalliques vers l'extérieur à travers ce trous, ceux-ci peuvent être recouverts par une bande adhésive. L'utilisation de chambres de refroidissement et d'extinction transversales multiples en relation avec le soufflage magnétique permet un allongment considérable du trajet de l'arc pour une dimension transversale donnée du dispositif, tandis que les chambres de refroidissement multiples de l'art antérieur, non associées à un soufflage magnétique, ne permettent qu'un fractionnement et une expansion limitée des matières en fusion. On réalise ainsi un fusible rapide à très haut pouvoir de coupure.

[0010] Selon un autre aspect de l'invention, les dents formant les parois transversales des chambres de refroidissement servent également de support mécanique intermédiaire pour le fil fusible, le fil étant pincé entre les dents opposées.

[0011] Les bornes peuvent être réalisées de différentes manières, par exemple par des bagues ou par des bouchons aimantés pinçant les extrémités du fil.

[0012] Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'invention.

La figure 1 est une vue en perspective d'une première forme d'exécution, la plus simple, de l'invention.

La figure 2 est une vue partielle en perspective d'une deuxième forme d'exécution, à deux bandes aimantées.

La figure 3 représente un exemple de réalisation des bornes.

La figure 4 représente une autre forme de réalisation des bornes.

La figure 5 est une vue en plan d'une troisième forme d'exécution, l'une des bandes de ferrite enlevée.

La figure 6 est une vue en perspective de cette troisième forme d'exécution.

La figure 7 illustre un mode d'exécution des bornes dans la troisième forme d'exécution.

La figure 8 représente une variante, avec armature, de la troisième forme d'exécution.

[0013] La figure 1 illustre simultanément le principe de l'invention et la forme d'exécution la plus simple de celle-ci. Sur une plaquette de ferrite 1 aimantée dans le sens de son épaisseur de manière à présenter des pôles N sur sa face inférieure et S sur sa face supérieure, est fixé un fil d'argent 2 au moyen de deux bagues métalliques 3 et 4 qui constituent les bornes du fusible. Le fil 2 présente, par exemple, un diamètre de 0,1 mm et une longueur de 30 mm. Selon la loi de LAPLACE, lorsque ce fil est parcouru par un courant I, il est soumis à une force F sous l'effet du champ magnétique H.

[0014] Selon la forme d'exécution représentée à la figure 2, le fusible est constitué de deux bandes souples 5 et 6 constituées de pudre de ferrite liée par un élastomère, que l'on trouve sur le maché sous le nom de PLASTOFERRITE. Ces bandes sont aimantées dans le sens de leur épaisseur et s'attirent mutuellement. Elles sont fixées face à face et maintenues écartées l'une de l'autre dans le sens de l'épaisseur au moyen de deux barrettes isolantes 7 et 8 profilées en T. La bande 5 est fixée aux barrettes 7 et 8 par collage, tandis que la bande 6 est simplement retenue magnétiquement par la bande 5 de façon à rester amovible. Les jambes 70 et 80 des profils en T assurent t'écartement des deux bandes aimantées, écartement définissant l'épaisseur d'un logement 90 dans lequel est disposé le fil d'argent 9. La dimension transversale du logement 90 est définie par l'écartement des jambes 70 et 80. A ses extrémités, le fil 9 est fixé et relié galvaniquement à deux bornes qui peuvent être exécutées par exemple comme représentées à la figure 3 dans laquelle chaque borne est constituée par une bride métallique 10 dont les extrémités 10a et 10b sont repliées autour de chacune des barrettes isolantes 7 et 8, l'extrémité du fil 9 étant repliée sous la bride. L'extrémité du fil 9 pourrait également être soudée sur la bride. La bande aimantée supérieure permet un recharge aisée du fusible.

[0015] Dans le mode d'exécution représenté à la figure 4, les extrémités du fil 9 sont fixées par pincement entre deux pièces métalliques aimantées 11 et 12 constituant simultanément des bouchons fermant les extrémités du fusible et des bornes de contact. Considérant la figure 2, il sera également possible de pincer le fil 9 entre deux plaquettes métalliques collées respectivement sur la face supérieure de la bande 5 et sur la face inférieure de la bande 6. Afin de ne pas affaiblir le champ magnétique on utilisera des métaux non ferromagnétiques, de préférence diamagnétiques. Les bandes de ferrite peuvent présenter par exemple une longueur de 50 mm sur une largeur de 10 mm et une épaisseur de 1,8 mm avec un entrefer de 1,5 mm.

[0016] Il est possible d'augmenter l'efficacité de l'effet de soufflage magnétique de l'arc électrique en utilisant des barrettes isolantes 13 et 14 telles que représentées sur les figures 5 et 6. Les jambes de ces barrettes isolantes 13 et 14 sont munies de dents 15 et 16 s'engageant entre les bandes de ferrite 6 et 7, ces dents formant deux peignes dont les dents sont situées l'une en face de l'autre, les créneaux 17 et 18 formés entre les dents constituant des chambres de refroidissement et d'extinction de l'arc. Les jambes et les dents des barrettes 13 et 14 ont une longueur suffisante pour que le fil d'argent 9 soit en outre maintenu mécaniquement entre ces dents, ce qui lui permet de supporter plus facilement des chocs mécaniques sans risque de rupture. Il a en effet été constaté que des fils de fusible selon l'art antérieur se sont cassé par simple contrainte mécanique en leur point d'attache. Il est en outre possible de faire communiquer les chambres d'extinction avec l'extérieur par des trous 19 qui les prolongent et qui favorisent encore le soufflage de l'arc et l'expulsion des particules métalliques. Au besoin, ces trous peuvent être obturés au moyen de bandes adhésives 20 et 21 représentées en traits mixtes. A ses extrémités, le fil 9 est pincé entre deux dents plus larges 22 et 23 des barrettes isolantes. Les extrémités du fil peuvent être reliées à des bornes par pincement ou soudure. La figure 7 illustre un exemple de connexion selon lequel le fil est replié dans une fente 24 de l'une des barrettes et sous une bague métallique 25.

[0017] Il est possible d'augmenter considérablement le champ magnétique, c'est-à-dire l'effet soufflant dans l'entrefer, au moyen d'une armature ferromagnétique. Une telle exécution est représentée à la figure 8, en tant que variante de la forme d'exécution selon les figures 5 et 6, dans laquelle l'armature est constituée par une tôle 26 en fer doux repliée en U. Avec cette armature il a été possible de mesurer un champ magnétique de 1200 à 1300 Gauss contre un champ de 500 à 650 Gauss sans armature. Les forces agissant dans ce cas sur fil et l'arc sont relativement très élevées.

[0018] En résumé, le fusible selon l'invention présente un très haut pouvoir de coupure et assure une protection quasi absolue de composants délicats par sa vitesse de coupure élevée, ill est facile a fabriquer, il peut être rechargeable et même nettoyable.

Revendications

1. Fusible comportant un support allongé et deux bornes (3, 4) entre lesquelles est disposé un fil conducteur (9) susceptible d'être détruit par fusion en cas de surintensité, le fil conducteur (9) étant placé dans un champ magnétique créé par un aimant, caractérisé en ce que le support allongé est constitué au moins partiellement de ferrite (1) aimanté dans le sens de son épaisseur et sur lequel est disposé le fil conducteur (9) entre les bornes (3, 4).

2. Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support allongé comprend deux bandes (5, 6) de ferrite assemblées et maintenues écartées par deux barrettes (7, 8) en matière isolante.

3. Fusible selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bandes (5, 6) de ferrite sont constituées par des bandes souples.

4. Fusible selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'une des bandes (5) de ferrite est fixée par collage aux barrettes isolantes, tandis que l'autre (6) est maintenue magnétiquement par attraction par la bande collée (5).

5. Fusible selon l'une quelconque de revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la partie (70, 80) des barrettes isolantes située entre les bandes de ferrite (5, 6) est munie de dents (15, 16) définissant des créneaux (17, 18) constituant des chambres d'extinction de l'arc électrique.

6. Fusible selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fil est pincé entre les deux rangées de dents (15, 16) des deux barrettes isolantes.

7. Fusible selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fond des créneaux (17,18) communique avec l'extérieur par un trou (19) situé dans le prolongement du créneau.

8. Fusible selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les faces extérieures des bandes (5, 6) de ferrite sont reliées par une armature ferromagnétique (26).

Ansprüche

1. Sicherung mit einem langgestreckten Träger und zwei Klemmen (3, 4), zwischen welchen ein Leitungsdraht (9) angeordnet ist, der bei Überstrom durch Schmelzung zerstörbar ist und der in einem Magnetfeld angeordnet ist, welches von einem Magneten erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Träger (1) mindestens teilweise aus Ferrit besteht und in Richtung seiner Dicke magnetisiert ist und daß der Leitungsdraht (9) zwischen den Klemmen (3, 4) auf dem Träger angeordnet ist.

2. Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Träger zwei Ferritbänder (5, 6) aufweist, welche durch zwei Halteschienen (7, 8) aus isolierendem Material zusammengefügt und im Abstand gehalten sind.

3. Sicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ferritbänder (5, 6) aus biegsamen Bändern bestehen.

4. Sicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine (5) der Ferritbänder durch Klebung an den isolierenden Halteschienen befestigt ist, während das andere Band (6) magnetisch durch Anziehung durch das geklebte Band (5) gehalten ist.

5. Sicherung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (70, 80) der isolierenden Halteschienen, welcher zwischen den Ferritbändern (5, 6) angeordnet ist, mit Zähnen (15, 16) versehen ist, welche Öffnungen (17, 18) bestimmen, die Löschkammern für den elektrischen Lichtbogen bilden.

6. Sicherung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht zwischen den zwei Zahnreihen (15, 16) der zwei isolierenden Halteschienen eingeklemmt ist.

7. Sicherung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Öffnungen (17, 18) mit dem Äußeren über ein Loch (19) in Verbindung steht, welches in Verlängerung der Öffnung angeordnet ist.

8. Sicherung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseiten der Ferritbänder (5, 6) durch eine ferromagnetische Armatur (26) verbunden sind.

Claims

1. A fuse comprising an elongated support and two terminals (3, 4) between which is arranged a conducting wire (9) capable of being destroyed by melting in the case of an overcurrent, the conducting wire (9) being placed in a magnetic field caused by a magnet, characterised in that the elongated support is formed at least partially of ferrite (1), magnetized in the direction of its thickness and on which is disposed the conducting wire (9) between two terminals (3, 4).

2. The fuse as claimed in claim 1, characterised in that it is formed from two ferrite strips (5, 6) assembled and spaced apart by means of two insulating material bars (7, 8).

3. The fuse as claimed in claim 2, characterised in that the ferrite strips (5, 6) are formed by flexible strips.

4. The fuse as claimed in claim 3, characterized in that one of the ferrite strips (5) is fixed by bonding to the insulating bars whereas the other (6) is held magnetically by attraction by means of the bonded strip (5).

5. The fuse as claimed in any one of claims 2 to 4, characterized in that the part (70, 80) of the insulating bars situated between the ferrite strips (5, 6) is provided with teeth (15, 16) defining gaps (17, 18) forming electric-arc extinction chambers.

6. The fuse as claimed in claim 5, characterized in that the wire is nipped between the two rows of teeth (15, 16) of the two insulating bars.

7. The fuse as claimed in claim 5, characterized in that the bottom of the gaps (17, 18) communicates with the outside through a hole (19) situated in the extension of the gap.

8. The fuse as claimed in any one of claims 2 to 7, characterized in that the outer faces of the ferrite strips (5, 6) are connected together by means of a ferromagnetic armature (26).

Dessins