Brevet FR2326040A1 — publié le 19770422

L'invention concerne un groupe à semi-conducteurs, avec un ou plusieurs éléments à semi-conducteurs du type disque, qui sont bridés entre des blocs de serrage de telle manière, que cha oln - r.ents È. sa#l-c;ondactours s'applique par chacune de ses faces latérales opposées à un bloc de serrage et qu'il est prévu au moins deux boulons de serrage, approximativement perpendiculaires au plan du disque de l'élément à semi-conducteurs en forme de disque, réunis à l'une de leurs extrémités par une traverse qui prend appui sur le bloc de serrage adjacent au moyen de ressorts, ainsi qu'un procédé de fabrication de ce groupe à semi-conducteurs. Des groupes à semi-conducteurs de ce genre sont déjà connus (brevets suisses CH-PS 522 288, CH-PS 526 857). Pour ces groupes à semi-conducteurs on prévoit des empilages de rondelles Belleville, que l'on précontraint au moyen d'une vis agissant sur la traverse, jusqu'à ce que cette traverse vienne contre une butée une force de compression prédéterminée du ressort étant ainsi ajustée. Les boulons de serrage sont vissés dans la traverse et pourvus à leurs autres extrémités de rondelles Belleville, par l'intermédiaire desquelles la tête du boulon prend appui sur le bloc de serrage.La tâche de ces ressorts est de limiter les variations de la pression entre les blocs de serrage et les éléments à semi-conducteurs en forme de disques, pouvant résulter de l'allongement des boulons du fait du serrage ou des valeurs extrêmes de la dilatation thermique du groupe a semi-conducteurs. Les empilages de rondelles Belleville, ainsi que les ressorts feuilletés à plusieurs couches, présentent l'inconvénient qu'à chaque surface de séparation, entre les couches, il se produit une déperdition de travail de l'ordre de 5 %. Cette perte de travail est importante, car il est courant d'utiliser des dispositifs comportant jusqu'à dix éléments élastiques superposés. La caractéristique, forcefdéformation, du ressort présente un hystérésis dont la cause réside dans cette déperdition de travail. Par ailleurs, les tolArances sur l'~lasticité des rondelles B Belleville peuvent atteindre jusqu'à 20 c/o. Il résulte de ces inconvénients, que pour de petites modifications, par exemple, du fait de l'allongement ou de l'echauffement des boulons de tension, il apparalt des variations importantes de la force exercée par les ressorts. L'utilisation d'un ressort à lame à une seule couche n'est pas possible, car celui-ci ne peut exercer qu'une pression trop petite ou bien, s'il exerce une pression suffisante sa déformation est trop petite et son moment de flexion est trop grand. Les groupes à semi-conducteurs décrits dans les brevets suisse s CH-PS 322 283 et CH-PS 526 857 supposent, pour le montage ou pour le remplacement des éléments à semi-conducteurs en forme de disque, que l'accessibilité est assurée des deux cotés, or faute de place, ceci n'est pas toujours le cas. Le but de la présente invention est de réaliser un groupe à semi-conducteurs, du genre décrit dans le préambule, qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs connus, et avec lequel une pression constante reste assurée entre les blocs de serrage et l'élément à semi-conducteurs en forme de disque, même en cas de petites variations de la longueur des boulons de serrage. Avec un groupe à semi-conducteurs du genre décrit dans le préambule, cet objectif est atteint selon l'invention, par le fait que les moyens élastiques sont des ressorts hélicoidaux, et que des moyens sont prévus pour la précontrainte des ressorts hélîcoidaux. Il est avantageux, pour la précontrainte des ressorts hélicoldaux, de prévoir des moyens formant butée entre la traverse et le bloc de serrage adjacent. On assure ainsi un réglage précis et sans problème d'une compression définie. De préférence, ces moyens formant butée sont des tiges entretoises fixées à la traverse. Pour éviter que les ressorts hélicoidaux puissent se déplacer ou s'échapper, les ressorts hélicoïdaux sont judicieusement disposés sur les boulons de serrage et/ou sur les tiges entretoises.Des ressorts hélicoidaux particulièrement bien adaptés sont des ressorts dont la déformation, pour la pression nominale d'utilisation, est approximativement égale à quarante fois la variation maximale prévisible de la longueur des boulons de serrage, car de tels ressorts hélicoldaux assurent une pression de serrage constante entre l'élément à semi-conducteurs en forme de disque et le bloc de serrage, et qu'en outre ils correspondent aux cotes d'encombrement habituelles des groupes à semi-conducteurs. Pour les groupes à semi-conducteurs où les boulons de serrage font partie d'un étrier de serrage, il est judicieux de fixer l'étrier de serrage au bloc de serrage adjacent.On obtient ainsi la pos sibilité du remplacement de l'élément à semi-conducteurs avec accessIbilité par un seul côté, par le côté de la traverse. Le procédé de fabrication du groupe à semi-conducteurs selon -------- l'invention, est caractérisé par le fait que lton serre l'un contre l'autre l'un des blocs de serrage et la traverse, en intercalant les ressorts hélicoidaux et en utilisant les moyens prévus pour la précontrainte, jusqutà ce que les ressorts bêlicoidaux soient bandés avec leur pression nominale, que l'on assemble l'autre bloc de serrage avec le groupe ainsi formé en insérant l'éliment à semi-conducteurs, en serrant à fond, à la main, les organes d'assemblage, et qu'enfin on relâche les moyens 14 prévus pour la précontrainte. Pour l'assemblage, on peut aussi procéder judicieusement de la manière suivante : sur un bloc de serrage équipé des boulons de serrage, on monte, en insérant l'élément à semi-conducteurs, l'autre bloc de serrage sur lequel, à son tour, on dispose la traverse en intercalant les ressorts hélicoldaux, et on presse la traverse contre le bloc de serrage à l'aide des moyens prévus pour la précontrainte, jusqu'à ce que les ressorts hélicoidaux soient bandés avec leur pression nominale, on serre à fond, à la main, la traverse avec les boulons de serrage et on relâche enfin les moyens de précontrainte L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après d'un exemple non limitatif de réalisation de l'invention et du dessin annexé dans lequel la figure unique représente un groupe à semi-conducteurs selon l'invention. Un élément à semi-conducteurs du type disque 1, dont les faces latérales parallèles sont plaquées chacune contre une barre conductrice 2, 3, est serré avec les barres conductrices 2, 3 entre les blocs de serrage en aluminium 4, 5. Les blocs de serrage en aluminium 4, 5 sont pourvus chacun de deux trous perpendiculaires au plan du disque de l'élément à semi- conducteurs 1 Dans ces trous passent des boulons de serrage 6, scellés à l'une de leurs extrémités dans une plaque de base 7. Les boulons de serrage forment avec la plaque de base 7 un étrier de serrage 8, qui est fixé par une vis 9 à la face extérieure du bloc de serrage 4. Les extrémités libres des boulons de serrage 6 sont réalisées sous la forme de goujons filetés 10. Sauf à ses extrémités filetées 10, l'étrier de serrage 8 est recouvert de toutes parts avec une matière plastique isolante. Une traverse il est pourvue de trois orifices percés perpendiculairement au plan de la plaque, la distance entre les deux orifices situés à l'extérieur étant égale à la distance entre les boulons de serrage 6 et le troisième orifice étant situé exactement au milieu des deux premiers. Deux tiges entretoises 12 sont montées sur la traverse 11 entre les orifices voisins.On enfile la traverse 11 sur les boulons de serrage 6, de manière que les tiges entretoises 12 agissent conjointement avec le bloc de serrage 5. La traverse 11 est fixée au moyen de deux écrous 13 vissés sur les goujons filetés 10. Une vis 14 passe par l'orifice central de la traverse 11 et se visse dans le bloc de serrage 5. Entre le bloc de serrage 5 et la traverse 11 sont intercalés trois ressorts hélicoidaux cylindriques 11, un sur chacun des boulons 6 et un sur la vis 14. Pour la fabrication du groupe à semi-conducteurs, on pro cide de la manière suivante : entre les blocs de serrage 4, 5 et les barres conductrices 2, 3 qui y sont fixées, on insère l'élément à semi-conducteurs 1, on enfile un ressort hélicoldal 15 sur chacun des boulons de serrage 6, on fait passer la vis 14 par ltori- fice central de la traverse 11 et on enfile un ressort hélicoldal 15 sur la vis 14. On enfile la traverse 11 sur les boulons de serrage 6 de manière que les tiges entretoises 12 soient dirigées vers le bloc de serrage 5. On visse alors la vis 14 dans le bloc de serrage 5, jusqu'à ce que les tiges entretoises soient appuyées contre le bloc de serrage 5, les ressorts hélicoldaux 15 sont ainsi bandés à leur pression nominale.On serre alors les écrous 13 à fond, à la main, et on redesserre la vis 14 dans la mesure nécessaire pour que la poussée des ressorts se répartisse entre les boulons de serrage 6. Le dimensionnement des ressorts hélicoidaux 15 et le nombre des ressorts hélicoldaux 15 qui sont utilisés dépendent de la pression de serrage nécessaire entre l'élément à semi-conducteurs 1 du type disque et les blocs de serrage 4, 5. Des ressorts hélicoldaux 15 se sont révélés comme particulièrement convenables, dont la déformation sous leur pression de compression nominale est approximativement égale à quarante fois la variation maximale prévisible de la longueur des boulons de serrage. Avec des variations de longueur aussi petites, la variation de la pression des ressorts est négligeable. Les groupes à semi-conducteurs selon l'invention assurent ainsi une pression de serrage constante entre l'élément à semiconducteurs du type disque 1 et les blocs de serrage 4, 5. Pour les groupes à semi-conducteurs où les boulons de serrage 6 sont fixés dans le bloc de serrage 4, il faut prévoir une isolation suffisante entre le bloc de serrage 5 et les pièces métalliques qui sont en contact avec celui-ci. REVENDICATIONS 1.- Groupe à semi-conducteurs avec un ou plusieurs éléments à semi-conducteurs du type disque qui sont bridés entre des blocs de serrage de telle manière que chacun des éléments à semi-conducteurs s'applique par chacune de ses faces latérales opposées à un bloc de serrage et qu'il est prévu au moins deux boulons de serrage, approximativement perpendiculaires au plan du disque de l'élément type disque, réunis à l'une de leurs extrémités par une traverse qui prend appui sur le bloc de serrage adjacent par l'intermédiaire de moyens élastiques, caractérisé en ce que les moyens élastiques sont des ressorts hélicoidaux (15) et que des moyens (14) sont prévus pour appliquer une précontrainte aux ressorts hélicoldaux (15). 2.- Groupe à semi-conducteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre la traverse (11) et le bloc de serrage adjacent (5), il est prévu des moyens de butée. 3.- Groupe à semi-conducteurs selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de butée sont des tiges entretoises (12). 4.- Groupe à semi-conducteurs selon la revendication 3, caractérisé en ce que les tiges entretoises (12) sont fixées à la traverse (11). 5.- Groupe à semi-conducteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ressorts hélicoidaux (15) sont disposés sur les boulons de serrage (6). 6.- Groupe à semi-conducteurs selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ressorts hélicoidaux (15) sont disposés sur les tiges entretoises (12). 7.- Groupe à semi-conducteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ressorts hélicoidaux (15) subissent sous la force de compression nominale, une déformation qui est égale approximativement à quarante fois la variation maximale prévisible de la longueur des boulons de serrage (6). 8.- Groupe à semi-conducteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que, comme moyens pour la précontrainte (14), il est prévu au moins une vis (14) agissant conjointement avec la traverse (11) et le bloc de serrage adjacent (5). 9.- Groupe à semi-conducteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que les boulons de serrage (6) sont fixés dans le bloc de serrage (4) qui se trouve du côté opposé à celui où se trouve la traverse (11). 10.- Groupe à semi-conducteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que les boulons de serrage (6) font partie d'un étrier de serrage (8). 11.- Groupe à semi-conducteurs selon la revendication 10, caractérisé en ce que étrier de serrage (s) est fixé au bloc de serrage (4) adjacent. 12.- Groupe à semi-conducteurs selon la revendication 1 caractérisé en ce que les blocs de serrage 4 et/ou 5 sont en même temps des blocs de refroidissement. 13.- Groupe à semi-conducteurs selon la revendication 12, caractérisé en ce que les blocs de serrage sont en même temps conducteurs du courant électrique. 14.- Procédé de fabrication d'un groupe à semiconducteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on serre l'un contre l'autre l'un des blocs de serrage (5) et la traverse (11), en intercalant les ressorts hélicoidaux (15) et en utilisant les moyens (14) d'application de la précontrainte, jusqutà ce que les ressorts hélicoidaux (15) soient bandés avec leur pression nominale, et que l'on assemble l'autre bloc de serrage (4) avec le groupe ainsi formé, en insérant l'élément à semiconducteurs du type disque (1) en serrant à fond, à la main, les organes d'assemblage, et qu'enfin on relâche les moyens (14) prévus pour l'application de la précontrainte. 15.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que sur un bloc de serrage (4) équipé des boulons de serrage (6) on monte, en insérant l'élément à semi-conducteurs du type disque (1), l'autre bloc de serrage (5) sur lequel, à son tour, on dispose la traverse (11) en intercalant les ressorts hélicoidaux (15), et qu'on presse la traverse (11) contre le bloc de serrage (5) à l'aide des moyens (14) prévus pour l'application de la précontrainte, jusqu'à ce que les ressorts hélicoidaux (15) soient bandés avec leur pression nominale, que l'on serre à fond, à la main, la traverse (11) au moyen des boulons de serrage (6) et que l'on relâche alors les moyens (14) appliquant la précontrainte.