Brevet FR2508695A1 — publié le 19821231

-1- "Résistance à coefficient de température positif" L'invehtion concerne une résistance à coefficient de tempéra- ture positif, dont un élément de résistance en forme de disque est logé dans une enveloppe tubulaire entre deux conducteurs électriques qui sont en contact avec l'élément de résistance et qui sortent cha- cun d'un côté de l'enveloppe. Des résistances à coefficient de température positif peuvent être utilisées comme limiteurs de courant, capteur de température, indicateur de niveau etc D'une façon générale, les éléments de ré- sistance sont réalisés en Ba Ti O 3 ou en Sr Ti O 3. Dans certaines situations, il faut que le temps pendant lequel la résistance passe d'une valeur basse à une valeur élevée soit très court A titre d'exemple, dans certains cas de limitation de courant pour des applications téléphoniques, ce temps doit être inférieur à 2 secondes et est de préférence inférieur à 1 seconde Un tel temps de commutation ne peut pas être obtenu avec les résistances à coeffi- cient de température positif usuelles. L'invention vise à fournir une résistance à coefficient de température positif présentant un temps de commutation court sans nécessiter de structures compliquées et coûteuses Conformément à l'invention, pour atteindre ce but, la face terminale, située dans l'enveloppe, d'au moins l'un des conducteurs est munie de surélève- ments contre lesquels s'applique la face terminale, opposée audit conducteur, de l'élément de résistance en forme de disque. L'invention est basée sur l'idée que pour obtenir un temps de commutation court, il faut prendre des dispositions susceptibles de contrecarrer l'évacuation de chaleur de l'élément de résistance Ce but est atteint par la formation d'un contact thermique aussi mauvais que possible, ce qui est précisément très peu usuel pour les compo- sants électroniques et électriques Dans la résistance conforme à l'invention, la chaleur de l'élément de résistance est évacuée par l'intermédiaire d'un conducteur électrique. -2- La disposition conforme à l'invention permet de réduire la face de contact entre le conducteur et l'élément de résistance, de sorte que l'évacuation de chaleur se déroule lentement Ainsi, lors- qu'un courant électrique traverse l'élément de résistance, celui-ci acquiert en très peu de temps la température correspondant à la va- leur de résistance élevée. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, les surélèvements sont constitués par des bandes radiales dont la hauteur augmente régulièrement à partir du centre vers le bord de la face terminale du conducteur L'élément de résistance ne repose que contre les parties les plus élevées des bandes Ainsi, il ne présen- te qu'une très petite surface de contact, de sorte que l'évacuation de chaleur par le conducteur est extrêmement faible et le temps de commutation est très court. Dans une forme de réalisation conforme à l'invention, les surélèvements sont appliqués sur un flasque présent à la face termi- nale du conducteur Ainsi, l'emplacement des surélèvements n'est pas tributaire de l'épaisseur du conducteur. Les surélèvements peuvent être appliqués sur un disque en un métal à faible conductivité thermique fixé à la face terminale du conducteur Ainsi, la résistance thermique est élevée De même, pour augmenter la résistance thermique, le matériau du conducteur élec- trique peut être constitué par un alliage de fer-nickel. Dans une autre forme de réalisation conforme à l'invention dans laquelle l'un des conducteurs électriques est muni d'une bande élastique qui s'applique contre la face terminale, opposée au con- ducteur, de l'élément de résistance, la bande élastique est de pré- férence réalisée dans une largeur qui est inférieure à la moitié du diamètre de l'élément de résistance en forme de disque De ce fait, on obtient également que la surface de contact avec l'élément de résistance est aussi petite que possible, de sorte que la disposi- tion est avantageuse s'il s'agit d'obtenir un temps de commutation très court. La description ci-après, en se référant aux dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. -3- La figure 1 montre en coupe une résistance à coefficient de température positif conforme à l'invention. Les figures 2 et 3 montrent une coupe longitudinale et une vue avant de l'un des conducteurs électriques à plus grande échelle. La figure 4 représente une partie de la résistance avec un disque calorifugé et La figure 5 la coupe selon la figure 1 mais tournée de 90 . Les figures 1 et 5 montrent en coupe une résistance à coeffi- cient de température positif Un élément de résistance en forme de disque 1 est logé dans une enveloppe tubulaire, de préférence en ver- re 2 Des conducteurs électriques 3 et 4 sortent de l'enveloppe tubu- laire Les conducteurs sont scellés dans le tube aux extrémités 5 et 6 Le conducteur 3 est muni d'un flasque 7 Au conducteur 4 est fixé un élément élastique en forme de bande 8 en matériau électroconduc- teur L'élément élastique 8 applique l'élément de résistance 1 contre le flaque 7. L'élément de résistance présente une valeur ohmique qui est tributaire de la température Lorsqu'un courant traverse la résistan- ce, la température en est augmentée; la résistance passe d'une valeur basse à une valeur élevée Le temps nécessaire à cet effet doit être très court pour certaines applications L'invention est basée sur l'idée qu'un temps de commutation court peut être obtenu lorsque la chaleur dégagée pendant le passage de courant dans l'élément de ré- sistance 1 est évacuée par les conducteurs 3, 4. Une mauvaise évacuation de chaleur à partir de l'élément de résistance s'obtient surtout lorsque l'élément de résistance en forme de disque 1 et le conducteur 3 n'entrent en contact l'un avec l'autre que sur une très faible superficie A cet effet, des surélèvements contre lesquels repose l'élément de résistance sont appliqués sur la face du flasque 7 opposée à l'élément de résistance Les figures 2 et 3 montrent une forme de réalisation préférentielle des surélèvements. Sur la face terminale du flasque 7 sont appliqués des surélèvements radiaux en forme de bande 9, par exemple par pressage La hauteur des bandes 9 augmente pratiquement à partir du centre du flasque 7 vers le bord; la hauteur maximale s'obtient aux régions 10 Ce n'est que contre ces régions 10 que repose l'élément de résistance 1 Ainsi, -4- l'évacuation de chaleur vers le conducteur 3 sera très faible, ce qui est d'importance essentielle pour obtenir un temps de commuta- tion court de la résistance à coefficient de température positif. La figure 3 montre quatre surélèvements 9 Il est évident qu'un nombre différent de surélèvements peut être appliqué et que le nombre minimal est de trois De plus, il est évident que la forme des surélèvements peut différer de celle représentée sur les figures 2 et 3. Le conducteur 4 est en contact avec l'élément de résistan- ce 1 par l'intermédiaire d'un élément élastique 8 Comme il ressort de la figure 1, la bande élastique 8 est assez mince, ce qui compli- que l'évacuation de chaleur de l'élément de résistance 1 Pour obte- nir une résistance thermique plus élevée, la bande élastique est réalisée dans une largeur qui est inférieure à la moitié du diamètre de l'élément de résistance 1, comme le représente la figure 5 La pression exercée par le ressort sur l'élément de résistance est a- lors toujours suffisante. La figure 4 montre une partie de la résistance o un dis- que 11 en matériau électroconducteur présentant une mauvaise conduc- tivité thermique est appliqué entre le flasque 7 et l'élément de résistance 1 Le disque 1 peut être constitué par exemple par un alliage de nickel-fer Sur la face du disque 11 opposée à l'élément de résistance 1 sont appliqués des surélèvements La mauvaise con- ductivité thermique du disque constitue une barrière additionnelle pour l'écoulement de chaleur à partir de l'élément de résistance 1. De plus, il sera possible d'appliquer des surélèvements de superfi- cie réduite sur l'une des faces opposées du flasque 7 et du disque 11 afin de réduire l'évacuation de chaleur vers le conducteur 3. Pour réduire davantage le temps de commutation, les conduc- teurs électriques 3 et 4 sont réalisés en matériau de mauvaise con- ductivité thermique Comme matériau pour les conducteurs peut être choisi entre autres un alliage de nickel-fer L'addition de quelques pourcents de chrome permet d'augmenter davantage la résistance ther- mique De plus, l'élément de résistance, en forme de disque peut présenter une section trapézoïdale, de sorte que l'évacuation de la chaleur par rayonnement vers l'enveloppe en verre est réduite et la durée de commutation est raccourcie. -5- REVENDICATIONS 1 Résistance à coefficient de température positif, dont un élé- ment de résistance en forme de disque est logé dans une enveloppe tubulaire entre deux conducteurs électriques qui sont en contact avec l'élément de résistance et qui sortent chacun d'un côté de l'enveloppe, caratérisée en ce que la face terminale, située dans l'enveloppe, d'au moins l'un des conducteurs est munie de surélève- ments contre lesquels repose la face principale de l'élément de ré- sistance en forme de disque opposée audit conducteur. 2 Résistance à coefficient de température positif selon la re- vendication 1, caractérisée en ce que les surélèvements sont consti- tués par des bandes radiales, dont la hauteur augmente régulièrement à partir du centre vers les bords de la face terminale du conduc- teur. 3 Résistance à coefficient de température positif selon la re- vendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les surélèvements sont appliqués sur un flasque prévu à la face terminale du conducteur. 4 Résistance à coefficient de température positif selon la re- vendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les surélèvements sont appliqués sur un disque en un métal à faible conductivité thermique fixé à la face terminale du conducteur. Résistance à coefficient de température positif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le matériau des conducteurs électriques est constitué par un alliage de nickel-fer. 6 Résistance à coefficient de température positif selon l'une des revendications 1 à 5, dont l'un des conducteurs électriques est muni d'une bande élastique qui s'applique contre la face principale de l'élément de résistance opposée audit conducteur, caractérisée en ce que la bande élastique présente une largeur qui est inférieure à la moitié du diamètre de l'élément de résistance en forme de disque.