Brevet FR2952241A1 — publié le 20110506

REPARTITEUR A PLAQUES CONDUCTRICES. L'invention se rapporte à un répartiteur du type à plaques conductrices rigides. Pour distribuer du courant à des composant électriques notamment de puissance ( condensateur , IGBT etc ...) il est connu d'utiliser un répartiteur constitué par plusieurs plaques conductrices superposées et isolées entre elles par un film mince isolant, ce dispositif est encore appelé « bus bar ». Les plaques sont relativement épaisses de l'ordre de 0,8 à 3 mm et rigides. Elles sont pourvues de perçages afin d'y engager soit directement la vis de fixation d'un composant ou un insert destiné à recevoir une broche d'un composant. Le contact du composant ou de l'insert se fait au niveau des faces planes de la plaque par serrage ou sertissage et ce contact doit être le meilleur possible. Ce type de répartiteur pose différentes difficultés. La première difficulté est due aux tolérances de fabrication ( précision du perçage (position, diamètre), aux variations d'épaisseur des plaques, des isolants minces, des composants etc ...).S'y ajoutent les tolérances de fabrication des composants et de construction du système. La seconde est liée aux variations dimensionnelles induites par les écarts thermiques. En effet, ces composants de puissance chauffent et la chaleur se dissipe en partie dans la plaque du répartiteur qui, étant souvent en cuivre, est à la fois un excellent conducteur électrique et thermique avec un coefficient de dilatation important. Ces effets de variations dimensionnelles entrainent donc des contraintes mécaniques qui jouent, par exemple, sur la longévité du montage. Une première solution connue pour les variations thermiques consiste à prévoir un bossage au niveau du perçage afin de limiter les effets des variations dimensionnelles dues à l'échauffement de la plaque. La présence de fentes radiales contribue à atténuer ce phénomène et donne un peu de souplesse. L'invention a pour objectif de proposer une autre solution. A cet effet, l'invention se rapporte à un répartiteur de courant à plaque conductrice rigide, la dite plaque présentant au moins un perçage destiné à recevoir un organe mâle d'un moyen de fixation par serrage d'un composant ce répartiteur étant caractérisé en ce que le perçage est présenté par une membrane conductrice mince d'épaisseur inférieure à l'épaisseur de la plaque. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin qui représente schématiquement : FIG 1 : Un exemple de membrane vue en coupe selon l'invention avant fixation sur une plaque FIG 2 : Une membrane fixée sur une plaque avant mise en place d'un composant FIG 3 : La membrane de la figure 2, le composant étant fixé FIG 4 : Le montage de la figure 3 avec une membrane légèrement différente. FIG 5 et 6 : deux variantes de membrane En se reportant au dessin, on voit un répartiteur 1 à plaques 2 conductrices. Ce répartiteur est constitué souvent d'au moins deux plaques 2 conductrices superposées. Une feuille isolante 3 sépare électriquement les deux plaques conductrices. Le nombre de plaques n'est pas limitatif. L'épaisseur des plaques est de l'ordre de deux à trois millimètres. Elles sont donc considérées rigides. Le produit final étant souvent multicouche il est encore plus rigide. Ces plaques sont souvent en cuivre mais pourraient être en un autre matériau 5 conducteur tel l'aluminium, le bronze, le laiton etc... Pour y fixer des composants, la plaque présente des perçages 4 destinés à recevoir chacun un organe mâle de liaison porté par le composant. Il peut s'agir directement d'un organe mâle solidaire du composant ou d'un insert sur lequel se monte le composant. Il peut s'agir également de la tige d'une vis qui 10 s'engage dans un trou taraudé du composant. Cet organe mâle présente un filet de vis de sorte à coopérer avec une partie femelle taraudée en sorte de pincer la plaque et d'établir le passage du courant. La zone qui entoure le perçage et est couverte par est la zone de contact avec au moins indirectement le composant. Avantageusement, le perçage 4 est présenté par une membrane 5 conductrice 15 mince d'épaisseur inférieure à l'épaisseur de la plaque. Cette membrane a une étendue supérieure à la zone de contact avec le composant. Cette membrane 5 a donc une zone dite centrale 6 entourant le perçage 4 qui est une zone 6 de contact électrique avec le composant et une zone périphérique 7 qui entoure cette zone de contact qui est une zone 7 dite de déformation. C'est 20 cette zone de déformation qui va permettre d'absorber les variations et donner de la souplesse. De préférence, cette membrane sera circulaire (disque) pour une répartition des forces. Avantageusement, cette zone 7 de déformation n'est pas plane, elle comporte 25 (vue en section) une forme 8 soit angulaire ( dent de scie) soit d'ondes arrondies plus ou moins prononcée ( sinusoïde). Cette zone de déformation va donc avoir des changements de directions qui vont permettre d'absorber les variations à la fois dans un plan parallèle au plan de la plaque mais également selon une direction orthogonale à cette plaque. En effet, en se dilatant, les effets ne se cumuleront pas dans un seul plan. Selon la forme des ondes, la hauteur de ces ondes et la pente, le résultat obtenu sera variable. L'étendue de cette zone centrale 6 est de l'ordre de 20 à 25% de la surface développée de la membrane. Dans une forme de réalisation (figures 1 à 4), avant mise en place du composant, la zone centrale 6 où est réalisé le contact du composant est sécante au plan de la plaque. Cette partie centrale a une forme de tronc de cône avant fixation du composant par serrage sur cette partie centrale 6 de la membrane. Le montage du composant va, par un effet de serrage, déformer cette zone 6 centrale en faisant fluer la matière pour se déformer plastiquement et appliquer la membrane sur le composant lorsque le serrage est terminé. Des essais ont été réalisés et ne montrent pas de déchirure de la membrane. Le fait d'utiliser une forme conique contraint la matière de la membrane à épouser progressivement la face de réception du composant. On force la matière de la zone centrale à épouser les deux surfaces qui viennent la pincer. On limitera cependant l'angle du cône qui sera de l'ordre de 30° à 40° par 20 rapport à l'horizontal. La faible épaisseur de la membrane de l'ordre de 0,2 millimètre par rapport à une épaisseur de plaque de l'ordre de 0,8 à 3 mm ( un rapport égal à quatre ou supérieur) confère au montage de la souplesse et donc une bonne capacité de déformation. L'épaisseur de la membrane est quasi constante. La section de 25 passage du courant est suffisante. Cette membrane 5 peut être obtenue par usinage de la dite plaque (amincissement) et éventuellement déformation avec un outil de presse mais de préférence, cette membrane 5 sera rapportée sur la plaque et soudée par brasage ou autres techniques. Il est en effet plus simple de laminer une feuille pour l'amincir que d'usiner directement la plaque conductrice. L'avantage de rapporter la membrane est également de pouvoir la travailler plus facilement pour former l'onde. Egalement, c'est moins onéreux qu'un usinage. La membrane à rapporter comporte éventuellement des butés telles des pattes 10, 10A à sa périphérie qui sont découpées et rabattues pour centrer la membrane avant soudure dans la découpe réalisée dans la plaque. La ligne de pliage de la patte est en retrait par rapport au bord externe de la membrane. On défini donc une zone 11 d'appui de la membrane sur la plaque conductrice. Lors de la fabrication de la membrane, cette zone d'appui sera dans un plan parallèle au plan de la plaque lorsque la membrane est insérée dans la découpe de la plaque. C'est à ce niveau qu'on soude la membrane sur la plaque. Au lieu et place d'une patte, il peut s'agir d'une face latérale d'une onde supplémentaire (figure 5,6).On notera que pour les membranes représentées aux figures 5 et 6, la zone centrale est plane. On a représenté schématiquement un composant 12, une partie mâle et une 20 partie femelle avec une surface de contact qui va venir pincer la zone centrale de la membrane qui avant d'être saisie est approximativement conique. REVENDICATIONS1. Répartiteur de courant à plaque (2) conductrice rigide présentant au moins un perçage (4) destiné à recevoir un organe mâle d'un composant ce répartiteur étant caractérisé en ce que le perçage est présenté par une membrane (5) conductrice mince d'épaisseur inférieure à l'épaisseur de la plaque. 2.Répartiteur de courant selon la revendication 1 caractérisé en ce que la membrane comprend une zone centrale (6) entourant le perçage qui est une zone de contact avec le composant et une zone périphérique (7) qui entoure cette zone de contact qui est une zone (7) de déformation, ladite zone (7) périphérique étant non plane. 3. Répartiteur de courant selon la revendication 2 caractérisé en ce que avant mise en place du composant, la zone centrale (6) où est réalisé l'appui du composant est sécante au plan de la plaque avant mise en place du composant. 4. Répartiteur de courant selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'avant montage d'un composant, la zone centrale (6) de la membrane est conique. 5. Répartiteur de courant selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que la zone centrale (6) est déformée lors du montage du composant pour épouser la face de réception dudit composant. 6. Répartiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la membrane est rapportée sur la plaque rigide. 7. Répartiteur selon la revendication 6 caractérisé en ce que la membrane présente des butés (10) pour son positionnement. 8. Répartiteur selon la revendication 7 caractérisé en ce que les butés (10) sont en retrait par rapport au bord externe de la membrane. 9. Répartiteur selon la revendication 7 ou 8 caractérisé en ce que les butés sont des pattes découpées et pliées. 10 Répartiteur selon la revendication 7 ou 8 caractérisé en ce que les butés sont présentées par une face latérale d'une onde supplémentaire.