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Patent Searching and Data


Title:
FUSE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1982/001961
Kind Code:
A1
Abstract:
The fuse comprises an elongated support formed by at least partially ferrite, magnetised in the direction of its thickness and on which there is arranged, between two terminals, a metal wire (9) capable of being destroyed by fusion. The fuse comprises for example two ferrite strips (5 and 6) assembled and maintained in a spaced relationship by two insulating material bars (7 and 8), a silver wire (9) being arranged between the two strips. During fusion of the wire, the melting metal and the electric arc are expelled sideways according to Laplace law.

Inventors:
VINCENT DE ARAUJO MANUEL A (FR)
Application Number:
PCT/FR1981/000152
Publication Date:
June 10, 1982
Filing Date:
November 23, 1981
Export Citation:
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Assignee:
ARAUJO VINCENT DE (FR)
International Classes:
H01H37/76; H01H85/00; H01H85/06; H01H85/08; H01H85/38; (IPC1-7): H01H85/38
Foreign References:
FR2080321A51971-11-12
FR815875A1937-07-24
GB619239A1949-03-07
FR1022741A1953-03-09
US2426523A1947-08-26
GB197620A1923-05-17
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Claims:
1. 7 . EETEHEICAÏIONS Pusible comportant un fil conducteur (9) suscepti¬ ble d'être détruit par fusion en cas de surintensité, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un support allongé constitué au moins partiellement de ferrite (1), aimanté dans le sens de son épaisseur 5 et sur lequel est disposé le fil conducteur entre deux bornes (3, 4).
2. Pusible selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il est constitué de deux bandes (5» 6) de ferrite assemblées et maintenues écartées par deux barrettes (7, 8) en matière isolante.
3. Pusible selon la revendication 2, caractérisé en ce 10 que les bandes (5, δ) de ferrite sont constituées par des bandes souples.
4. Pusible selon la revendication 3» caractérisé en ce que l'une des bandes (5) de ferrite est fixée par collage aux bar¬ rettes isolantes, tandis que l'autre (6) est maintenue magnétique— 15 ment par attraction par la bande collée (5). Pusible selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la partie (70, 80) des barrettes isolan¬ tes située entre les bandes de ferrite (5» β) est munie de dents (15, 16) définissant des créneaux (17, 18) constituant des chambres 20 d'extinction de l'arc électrique. Pusible selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fil est pincé entre les deux rangées de dents (15, 16) des deux barrettes isolantes. Pusible selon la revendication 5, caractérisé en ce 25 que le fond des créneaux (17, 18) communique avec l'extérieur par un trou (19) situé dans le prolongement du créneau. Pusible 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)„.
Description:
PUSΓBIS. la présente invention a pour objet un fusible comportant un fil métallique susceptible d'être détruit par fusion notamment en cas de surintensité• 5 les fusibles sont des dispositifs de protection contre les surintensités utilisés depuis fort longtemps déjà» lorsque l'ins¬ tallation ou l'appareil à protéger est capable de supporter un court instant une surintensité, de tels fusibles constituent une protec¬ tion sûre. Avec l'utilisation de plus en plus répandue de circuits 10 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 télé-in ormatique reliés à des lignes de transmission 15 exposées aux surtensions d'origine atmosphérique. Les meilleurs fu¬ sibles connus à ce jour pour protéger de telles installations sont des fusibles à fil d'argent sous tube de verre, le fil étant éven¬ tuellement tendu par un -ressort de manière à assurer une rupture im¬ médiate de l'arc qui se forme au moment de la rupture du fil. Or mê- 20 me 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 for__s un plasma conducteur à l'intérieur du tube, ce plasma maintenant l'arc élec¬ trique, c'est-à-dire un courant important à travers le fusible. Géné- 25 ralement cet effet peut se constater par le noircissement du tube de verre.

Pour assurer un soufflage de l'arc, on a proposé d'utili-- ser dans certains fusibles les effets de déflexion liés à la présen¬ ce d'un champ magnétique, ce champ magnétique étant créé par des 30 a1.ma.nts permanents ou des enroulements associés au fusible. On est ainsi arrivé dans l'art antérieur à des structures complexes, coû¬ teuses et volumineuses. SOtamaent, les aimants permanents métalliques utilisés dans les réalisations de fusibles de l'art antérieur néces¬ sitent d'une part l'interposition de parois isolantes entre l'aimant 35 et le fusible et d'autre part l'usage d'aimants volumi e x L'encom¬ brement de ces aimants, dû en particulier au fait qu'ils sont obli¬ gatoirement aimantés dans le sens de leur longueur, interdit prati- ϋ

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quement la réalisation d'un ch≤mp magnétique uniforme sur toute la longueur d'un fil. fusible * L'interposition de parois isolantes aug¬ mente nécessairement l'entrefer ou la distance entre la pièce po¬ laire et le fusible, de sorte que le champ magnétique est réduit 5 ainsi que l'efficacité du soufflage.

La présente -invention a pour but d'assurer, par des moyens aussi simples que possible, l'extinction par un soufflage ef¬ ficace de cet are. Selon un aspect de l'invention, les moyens ser¬ vant d'aimant permanent ser ent également de support mécanique et

10 de paroi de chambre d'extinction *. Selon un autre aspect de l'inven- tion, les moyens servant d'aimant permanent sont aiman s 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

15 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.

Sans sa réalisation la plus simple, le fusible selon .

20 l'invention est constitué par un support allongé en ferrite aimanté dans le sens de son épaisseur et sur lequel est disposé un fil con¬ ducteur -fusible non ferromagnétique entre deux bornes. Selon la loi de LÉELACΞ, lorsque le fil est parcouru par un courant, dans un sens ou dans l'autre, il est soumis à une force perpendiculaire au

25 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 mou¬ vement, c'est-à-dire également sur l'arc électrique susceptible de se former au point de rupture du fil. Cette force a non seulement

30 pour effet de souffler magnétiquement l'arc électrique, mais d'accé¬ lérer 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 for¬

55 Selon une exécution pratique, le fusible est constitué de deux bandes de ferrite souples, constituées de poudre de ferrite

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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 qualités d'isolant électrique des ferrites permettent de réaliser un entrefer très mince dans lequel 5 le champ magnétique est élevé» En outre, l'effet de soufflage trans¬ versal 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.

La partie des barrettes isolantes située entre les ban- 10. des 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 pos¬ sible de faire cππauni uer ces chambres avec l'extérieur par des

15 " trous qui les prolongent à travers les barrettes isolantes. Si l'on désire éviter des projections métalliques vers l'extérieur à travers ces trous, ceux-ci peuvent être recouverts par une bande adhésive. L'utilisation de chambres de refroidissement et d'extinction trans¬ versales multiples en relation avec le soufflage magnétique permet

20 un allongement considérable du trajet de l'arc pour une dimension transversale-* donnée du dispositif, tandis que les chambres de re¬ froidissement multiples de l'art antérieur, non associées à un souf¬ flage magnétique, ne permettent qu'un fractionnement et une expan¬ sion limitée des matières en fusion. On réalise ainsi un fusible

25 rapide à très haut pouvoir de coupure.

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.

30 Les bornes peuvent être réalisées de différentes maniè¬ res, par exemple par des bagues ou par des bouchons aimantés pinçant les extrémités du fil. le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'invention.

35 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 bornesβ la figure 5 est une vue en plan d'une troisième foras d'exécution, l'une des bandes de ferrite enlevée. la figure 6 est une vue en perspective de cette troi- siè e 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. La figure 1 illustre sistultanéraent le principe de l'in¬ vention 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-S 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 m. Selon la loi de LAPLACE, lorsque ce fil est parcouru par un courant I, il est soumis à une force sous l'effet du champ magné¬ tique H. Selon la forme d'exécution représentée à la figure 2, le fusible est constitué de deux bandes souples 5 et 6 constituées de poudre de ferrite liée par un élastomère, que l'on trouve sur le marché sous le nom de PL.4ST0H.-3EI2S . Ces bandes sont aimantées dans le sens de leur épaisseur et s'attirent mutuellement.3ULes 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 S pro¬ filées en 2. La bande 5 est fixée aux barrettes 7 et S par collage, tandis que la bande δ est simplement retenue magnétiquement par la bande 5 de façon à rester amovible. Les jambes 70 et 30 des profils en 2 assurent l'écartement des deux bandes aimantées, écar ement dé¬ finissant l'épaisseur d'un logement 90 A ι^ lequel est disposé le

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fil d'argent 9. La dimension transversale du logement 90 e.st 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 exécu¬ tées par exemple comme représentées à la figure 3 dans laquelle cha- 5 que borne est constituée par une bride métallique 10 dont les extré¬ mités 10a et 10b sont repliées autour de chacune des barrettes iso¬ lantes 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 une recharge aisée du fusible. 10 Dans le mode d'exécution représenté à la figure 4, les extrémités du fil 9 sont ' fixées par pincement entre deux pièces mé¬ talliques aimantées 11 et 12 constituant simultanément des bouchons fermant les extrémités du fusible et des bornes de contact. Consi¬ dérant la figure 2, il sera également possible de pincer le fil 9 15 entre deux plaquettes métalliques collées respectivement sur la face supérieure de la bande 5 et sur la face inférieure de la bande S. -Afin de ne pas affaiblir le champ magnétique on utilisera des métaux non fer oma^étiques, de préférence diamagnétiques. Les bandes de ferrite peuvent présenter par exemple une longueur de 50 mm sur une 20 largeur de 10 mm et une épaisseur de 1 ,8 mm avec un entrefer de 1,5 mm»

H 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. 25 Les jambes de ces barrettes isolantes 13 et 14 sont munies de dents 15 et 16 s'engageant entre les bandes de ferrite β 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 30 et les dents des barrettes 13 et 14 ont une longueur suffi.santé pour que le fil-fusible 9 soit en outre maintenu mécaniquement entre ces dents, ce qui lui permet de supporter plus facilement des chocs méca¬ niques sans risque de rupture. Il a en effet été constaté que des fils de fusible selon l'art antérieur se sont cassés par simple con- 35 trainte mécanique en leur point d'attache. Il est en outre possible de faire communiquer les chambres d'extinction avec l'extérieur par

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des trous 19 qui les prolongent et qui favorisent encore le souffla¬ ge 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 pince¬ ment 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 * H 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 tδle 26 en fer doux repliée en ϋ. Avec cette armature il a été pos¬ sible de mesurer un champ magnétique de 1 00 à 1300 Gauss centra un champ de 500 à 650 Gauss sans armature ' . Les orces agissant dans ce cas sur le fil et l'arc sont relativement très élevées.

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, il est facile à fabriquer, il peut être rechargeable et même nettoyable.

La présente invention n'est pas limitée aux modes de réa¬ lisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-anr .