Brevet FR2660483A1 — publié le 19911004

-1 RESISTANCE DE PUISSANCE PLATE La présente invention concerne une résistance de puissance ou résistance de shunt. Un secteur technique dans lequel les résistances shunt sont largement utilisées est celui des platines électriques de puissance et, notamment, les dispositifs de test de lampes sur véhicules Dans une telle utilisa- tion, la résistance shunt, soudée sur le circuit, est utilisée généralement en série avec une charge de puis- sance, et permet de connaître l'intensité du courant qui circule par la mesure de la chute de tension à ses bornes. Il y a trois types de résistance shunt actuelle- ment utilisés. Le premier et le plus ancien consiste en un composant électronique à bornes axiales ou radiales que l'on replie pour un montage en surface Le volume occupé par ce composant électronique, constitué par un corps cylindrique, est très important et n'est plus adapté dans les circuits miniaturisés, de plus en plus réalisés en vue de constituer des ensembles compacts et de faible encombrement. Le deuxième type est celui qui est par exemple décrit dans FR-A-2 568 684 et qui consiste à effectuer un dépôt de pâte en couche épaisse sur un support plan, la couche épaisse étant, notamment, reliée aux bornes d'un amplificateur opérationnel par des pistes ou fils de connexion Toutefois, une telle résistance shunt est fort compliquée à réaliser surtout lorsqu'on désire produire en série des résistances de valeurs ohmiques différen- tes En effet, la résistance ohmique est définie par les valeurs résistives de la couche épaisse sur le support plan Dans ces conditions, il faut adapter, à chaque fois, l'épaisseur et/ou la largeur de la couche déposée sur le support plan, pour déterminer la résistance ohmique de la résistance shunt En conséquence, la résistance ohmique d'une telle résistance shunt est tou- jours approximative. Le troisième type consiste en une bande métalli- que découpée en pont repliée et pourvue de picots de soudure Une résistance shunt de ce type, bien que constituant un progrès sensible, présente l'inconvénient d'occuper encore trop de place et de ne pas être isolée thermiquement et électriquement des autres composants qui sont situés à proximité De plus, le positionnement exact pose quelque problème au montage. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des résistances shunt décrites succintement ci-dessus et de proposer une résistance shunt qui soit facilement fabriquée en série, avec des résistances ohmi- ques précises par la nature du calibre de la résistance et de la puissance dissipée. A cet effet, la résistance shunt selon la présen- te invention, est caractérisée en ce qu'elle est plate et constituée par un élément métallique de faible épaisseur sensiblement constante, muni d'une part, de découpes délimitant une zone conductrice de résistance ohmique et de dissipation thermique prédéterminées et, d'autre part, de bornes de connexion réalisées d'une seule pièce avec ladite zone. Un autre objet de la présente invention est de réaliser une résistance shunt qui soit facile à insérer dans tout circuit électronique et également dans les boî- tes d'interconnexion pour circuits imprimés, tout en autorisant la mesure d'une chute de tension aux bornes de la résistance shunt. Un autre objet de la présente invention est de réaliser une résistance shunt qui est disposée dans un boîtier qui permet la protection de la résistance shunt en évitant que la chaleur dissipée par ladite résistance shunt ne soit transmise aux autres éléments électroniques voisins, et qui isole électriquement ladite résistance shunt. Un autre objet de la présente invention est de permettre un repérage de couleur ou un marquage éventuel, destinés à différencier les diverses valeurs des résis- tances shunt. D'autres objets et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description de plusieurs modes de réalisation de résistances shunt selon la présente in- vention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective à grande échelle, d'une résistance-shunt disposée dans un boîtier, selon la présente invention. La figure 2 est une vue en plan, à grande échel- le, du support de la résistance shunt, ledit support constituant une partie du bottier représenté sur la figu- re 1. La figure 3 est une vue en coupe du support suivant III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe du support sui- vant IV-IV de la figure 2. La figure 5 est une vue de dessus du support re- présenté sur la figure 2. La figure 6 est une vue en coupe suivant V-V de la figure 1 du cache. La figure 7 est une vue suivant VI-VI du cache représenté sur la figure 1. La figure 8 est une vue en plan d'une résistance shunt selon la présente invention pour une certaine valeur ohmique de ladite résistance. La figure 9 est une vue partielle en plan d'une bande continue comprenant des résistances shunt de la figure 8. La figure 10 est une vue en plan d'une résistance shunt selon la présente invention pour une autre valeur ohmique de ladite résistance de la figure 9. La figure 11 est une vue en plan partielle d'une bande de boîtiers comprenant chacun une résistance shunt. La figure 12 est une vue en élévation d'un ratta- che de liaison des boîtiers représentés sur la figure 11. La figure 13 est une vue partielle en coupe d'une boite d'interconnexion munie de résistances shunt selon l'invention. Selon un aspect important de la présente inven- tion, la résistance shunt est disposée dans un boîtier de manière à constituer un composant électronique adapté pour être monté éventuellement dans une boîte d'intercon- nexion à composants multiples, telle que représentée sur la figure 13. Le boîtier représenté sur la figure 1, comprend deux parties 1 et 2; une première partie 1 constituant un support pour la résistance shunt selon l'invention dont seules les extrémités de contact ou bornes de connexion sont visibles sur la figure 1, et par une deuxième partie ou cache 2 De petits moyens de centrage 3 sont prévus sur les deux côtés latéraux opposés de la partie- support 1 de manière à faciliter le positionnement du boîtier dans une alvéole correspondante de la boîte d'in- terconnexion. Le support 4 qui est ouvert sur une des grandes faces latérales, comme cela apparaît sur la figure 2, comprend sur une face fermée 5 opposée à la face ouverte une bordure d'appui 6 sur laquelle vient s'appuyer une surface d'appui du cache 2 lorsque ce dernier est encas- tré dans le support La bordure d'appui 6 est de forme rectangulaire et il est ménagé entre ses côtés deux alvéoles 7 et 8 séparées par une nervure de renfort transversale 9 Les alvéoles 7 et 8 permettent d'alléger le support dont la rigidification est obtenue au moyen d'une nervure de renfort transversale 10 Des surépais- seurs locales 11 ménagées aux extrémités de la nervure de renfort 10 contribuent au positionnement de la résistance shunt lors de son montage et servent également d'appui au cache 2. Deux tétons 12 pour l'accrochage et la fixation de la résistance shunt sont venus de moulage sur une surépaisseur 13 ménagée à la partie inférieure de la face du support 1 et servant également de face d'appui pour la résistance shunt. Trois tétons de sertissage 14 à 16 disposés en triangle sont également venus de moulage sur la face 5, deux d'entre eux 14 et 15 étant disposés au-dessus des tétons d'accrochage 12 et sur la surépaisseur 13, tandis que le troisième téton 16 est prévu sensiblement au milieu de la nervure de renfort 10 Le téton 10 est prévu au sommet d'un cône de renfort 18 Les faces supérieures de la nervure 10 et de la bordure d'appui 6 sont situées dans un même plan 19 qui est différent du plan 20 conte- nant les extrémités libres des tétons d'accrochage 12 De façon concrète, la longueur des tétons d'accrochage 12 est plus grande que la hauteur de la bordure d'appui 6 lorsqu'on regarde la figure 3 De même, la longueur des tétons de sertissage 14 à 16 est plus grande que celle des tétons d'accrochage 12, comme cela est visible sur la figure 4. Deux passages 21 pour le positionnement et le maintien des bornes de connexion 40 de la résistance shunt, sont ménagés sur la face 5 du support 4 et sont retrécies légèrement en 23 à la traversée d'une bordure supérieure 22 du support Les traversées rétrécies 23 présentent un chamfrein intérieur et sur la bordure 22, comme cela est visible sur la figure 5, une forme biseau- tée avec une partie 24 ouvert en V Une telle forme bi- seautée facilite la mise en place des bornes de connexion de la résistance shunt dans le support 4. Avec un outil approprié, on découpe une partie 24 ' de matière, représentée hachurée sur la figure 5, qui est ensuite repliée vers l'intérieur de manière à venir en appui sur les bornes de connexion 40 après mise en place de ces dernières sur le support 4 La matière ainsi rabattue, représentée schématiquement sur la figure 1, permet notamment d'accroître la résistance à la traction latérale des bornes de connexion 40 mais surtout d'empê- cher une remontée de l'étain lors d'une soudure à la va- gue desdites bornes Une telle caractéristique présente l'avantage d'éviter des variations de la résistance ohmi- que du shunt après soudure En effet, si de l'étain ve- nait malencontreusement à remonter au-delà des bornes de connexion, la résistance ohmique s'en trouverait modifiée et les caractéristiques électriques telles que le cali- brage de la résistance ne seraient plus respectées. D'autres moyens pour empêcher la remontée de la matière de soudure peuvent être envisagés, par exemple sur le cache 2 en prévoyant notamment des projections qui s'inséreraient dans le support 4 et seraient en contact avec les bornes de connexion 40. Le cache 2 comprend, figure 6, une surface d'ap- pui 25 ménagée sur la face interne 26 et un rebord exter- ne 27 ménagé sur la face externe 28 du cache, le long du bord supérieur 29 de façon que lorsque le cache 2 est en- castré dans le support 4 comme cela est représenté sur la figure 1, on obtienne une continuité, c'est-à-dire que la face externe 30 du rebord 27 soit située dans le même plan que la face externe 31 de la bordure supérieure 22 du support 4 La forme du cache 2 est complémentaire de celle du support 4 et le rebord externe 27 sert pour la tenue dudit boîtier de résistance à l'aide d'une pince d'insertion. Le cache 2 peut être coloré de manière à distin- guer les résistances shunt d'une valeur à l'autre C'est ainsi que le calibre d'une résistance shunt d'une valeur ohmique de 100 m 52 peut avoir un cache de couleur verte et être différenciée du calibre d'une résistance shunt d'une autre valeur ohmique telle que 25 m Q en attribuant à cette dernière une autre couleur, jaune par exemple. Les tétons de sertissage 14 et 15 traversent également des orifices 32 ménagés dans le cache 2 (figu- res 1 et 7) de manière à permettre de contenir la zone de sertissage desdits tétons lors de la fixation dudit cache 2 sur ledit support 4 Une alvéole borgne 33 est ména- gée sur la face externe du cache 2 pour permettre l'en- traînement de la bande de fusibles plats terminés. Sur la face interne du cache 2 sont prévues une grande alvéole 34 et deux petites alvéoles 35, l'alvéole 34 étant prévue pour alléger le cache 2 tandis que les alvéoles 35 sont destinés à recevoir les extrémités ser- ties des tétons d'accrochage (figure 7). Le support 4 et le cache 2 sont réalisés dans une matière plastique opaque, du polyamide par exemple, colorée dans sa masse et chargée à environ 15 % à 30 % de fibre de verre. Selon un mode de réalisation de la résistance shunt 36, selon un aspect de l'invention, cette dernière est réalisée à partir d'une bande métallique continue, d'épaisseur sensiblement constante, dans laquelle on ménage des découpes 37 qui délimitent une partie de ma- tière calibrante ou zone 38 présentant une configuration adaptée à la valeur résistive de la résistance et à la puissance dissipée et qui tiennent en compte notamment l'intensité du courant traversant ladite résistance shunt La résistance shunt 36 représentée sur la figure 8 est une résistance de 100 mu La bande 39 (figure 9), dans laquelle sont réalisées les résistances de la figure 8 présente une dureté 225 HV et une résistivité égale à ,2 X 10 o 8 Q/m L'épaisseur est comprise entre 0, 1 et 1 mm et elle est ajustée en fonction de la résistivité. Dans l'exemple de la figure 8, l'épaisseur est de 0,3 + 0,035 mm, et la largeur est d'environ 25 mm avec une ré- sistance ohmique par mètre de bande de l'ordre de 66,9 mn +_ 5 % Par ailleurs, la nature du matériau est sélec- tionnée pour avoir un coefficient thermique de résistivi- té très faible ( 4 10-5) afin que la chute de tension ne varie pas lorsque la résistance s'échauffe, et un point de fusion élevé, de l'ordre de 2 2500 C Un exemple de métal utilisé pour la fabrication des résistances shunt est une composition de cuivre et nickel dont les propor- tions approximatives sont de l'ordre de 53 % et 45 % res- pectivement De préférence, on n'utilise pas de zinc dans la composition. La résistance shunt 36 est munie des bornes de connexion 40 renforcées et aptes à supporter au moins des efforts perpendiculaires à la surface métallique de dissipation ou zone 38, lesdites bornes étant réalisées d'une seule pièce avec ladite surface de dissipation Le renfort peut être obtenu notamment par emboutissage de manière à créer des nervures de renfort en forme de V 41 telles qu'elles sont représentées sur la figure 8 La bande 39 est partiellement étamée avant découpe et elle est munie de trous pilotes 42 pour permettre le déplace- ment et le positionnement dans un poste de découpe, non représenté L'étamage est effectué dans la partie de ban- de correspondant aux bornes de connexion Lorsque les découpes 37 sont effectuées, la bande 39 est amenée à un autre poste qui positionne lesdites résistances sur les supports 4 qui sont également fabriquées en continu suivant un chapelet de supports, chaque résistance étant amenée au-dessus et sertie sur un support 4. Une autre forme de résistance shunt est représen- tée sur la figure 10, et qui comprend une plus grande surface métallique de zone 43 dissipative car les décou- pes ou parties vides sont constituées par une grande échancrure 44 et découpes 45, les orifices 46 servant au sertissage de la résistance sur le support 4. Les résistances shunt dans leurs boîtiers termi- nés avec éventuellement un cache coloré, se présentent sous la forme d'un chapelet 47 comme cela est repré- senté sur la figure 11, chaque boîtier 48 étant relié au précédent par une rattache souple 49 Les rattaches 49, figure 12, comportent une partie centrale 50 amincie per- mettant un enroulement souple du chapelet sur lui-même, et deux zones de raccordement 51 aux bottiers adjacents 48, qui sont chamfreinées ou biseautées en 52 sur au moins un des côtés de manière à procurer à la rattache une bonne tenue tout en permettant un sectionnement aisé de ladite rattache lors de la séparation des bottiers 48 entre eux. On voit donc que le calibrage de la résistance et de la puissance dissipée sont maîtrisés par ajustage de l'épaisseur de la bande, de sa résistance, de la surface et du profil des découpes. Sur la figure 13 est représentée schématiquement en coupe, une partie d'une boîte d'interconnexion 53 sus- ceptible de recevoir une ou plusieurs résistances shunt selon l'invention, ainsi que d'autres composants électri- ques tels que des relais 54 et des fusibles non représen- tés Les résistances shunt 36 dans leur boîtier 48 sont disposées dans des logements 58 et sont soudées par leurs bornes de connexion 40, au même titre que d'autres composants électriques tels que languette de connexion 55, à un circuit électrique 56 disposé dans le boîtier d'interconnexion La soudure 57 notamment des résistances shunt est effectuée par une opération dite de soudure à la vague, avant fermeture de la boîte d'interconnexion au moyen d'un couvercle 59. il REVENDICATIONS 1 Résistance électrique de puissance plate carac- térisée en ce qu'elle est constituée par un élément métallique ( 36) de faible épaisseur et sensiblement cons- tante, muni d'une part, de découpes ( 37) délimitant une zone ( 38) conductrice de résistance ohmique et de dissipation thermique prédéterminées et, d'autre part, de bornes de connexion ( 40) réalisées d'une seule pièce avec ladite zone ( 38). 2 Résistance électrique de puissance plate selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bornes de connexion ( 40) sont renforcées pour supporter au moins des efforts perpendiculaires à ladite zone ( 38). 3 Résistance de puissance selon la revendication 2, caractérisée en ce que les bornes de connexion ( 40) sont renforcées au moyen de nervures en V ( 41) obtenues par emboutissage. 4 Résistance de puissance selon l'une des revendi- cations 1 à 3, caractérisée en ce que les bornes de con- nexion ( 40) sont au moins partiellement étamées. Résistance de puissance selon l'une des revendi- cations 1 à 4, caractérisée en ce que les éléments métal- liques sont obtenus à partir d'une bande métallique ( 39) continue de même épaisseur que l'élément métallique. 6 Résistance de puissance selon l'une des revendi- cations 1 à 5, caractérisée en ce que l'épaisseur de l'élément métallique est comprise entre 0,1 et 1 mm. 7 Résistance de puissance selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément métallique est disposé dans un boîtier de protection ( 48), duquel dépassent les bornes de connexion ( 40). 8 Résistance de puissance selon la revendication 7, caractérisée en ce que le boîtier de protection ( 48) est fermé et il est constitué en deux parties distinctes ( 1,2) dont une de support pourvue de tétons de sertissage ( 14,16) traversant des orifices ménagés dans l'élément métallique et la partie de boîtier formant cache ( 2), de manière à maintenir fixes ledit cache ( 2) et ledit élé- ment métallique ( 36) sur ladite partie support ( 4). 9 Résistance de puissance selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'au moins l'une des deux parties du boîtier de protection comprend des moyens ( 24 ') aptes à former obstacle à une remontée de la matière de soudure le long des bornes de connexion lors de la soudure de ladite résistance sur un circuit électrique. Résistance de puissance selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens formant obstacle ( 24 ') sont constitués par de la matière du boîtier rabattue vers les bornes de connexion. 11 Résistance de puissance selon la revendication , caractérisée en ce que le rabattement de matière est réalisé sur la partie support ( 4) du boîtier de protec- tion. 12 Résistance de puissance selon l'une des revendi- cations 8 à 11, caractérisée en ce que des rattaches la- térales ( 49) sont prévues sur les boîtiers, de manière à réaliser un chapelet de résistances susceptibles d'être mises en rouleaux comportant un très grand nombre de résistances plates. 13 Résistance de puissance selon l'une des revendi- cations 1 à 12, caractérisée en ce que le boîtier est au moins en partie en polyamide. 14 Résistance de puissance selon l'une des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que l'élément métallique présente une résistivité de l'ordre de 50 10 08 Q /m avec un coefficient de variation thermique de l'or- dre de 4 10-5. Résistance de puissance, du type constituée par au moins un élément conducteur ( 36) découpé dans une bande continue ( 39) de matière conductrice suivant un contour qui est fonction de la résistance électrique et/ou de la puissance dissipée que chaque élément conducteur doit présenter, lesdits éléments conducteurs étant chacun disposé dans un bottier de protection ( 48) et de préhension et comportant des bornes de connexion ( 40), caractérisée en ce que la résistance ( 36) est pla- te et en ce que les bornes de connexion ( 40) sont renforcées au moyen d'une nervure de renforcement ( 41) et en ce qu'une partie du boîtier ( 4) comprend des moyens ( 24 ') susceptibles de faire obstacle à une remontée de la matière de soudure le long des bornes de connexion ( 40) lors de la soudure de ladite résistance ( 36) sur un circuit électrique. 16 Résistance de puissance selon la revendication , caractérisée en ce que les moyens formant obstacle sont réalisés par découpe et rabattement de la matière constituant le boîtier. 17 Résistance de puissance selon l'une des revendi- cations 15 ou 16, caractérisée en ce que le rabattement de matière est réalisé dans la partie du bottier consti- tuant un support pour l'élément conducteur.