FR2749474A1

FR2749474A1 - Flat electrical resistor cut from sheet especially for electric motor

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Publication number: FR2749474A1
Application number: FR9606859A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1997-12-05

Abstract

The resistor has a support (10) which is a metal plate such as aluminium with connecting strips (16) in which is deposited a very low resistivity material. The surfaces of the plate are made non-conducting by oxidation or by covering with enamel, varnish or paint. The resistive elements (R) are applied to the support and the feet (18) are soldered or braised to the strips. The resistive elements may straddle the support or be applied on each side. They may be covered by a heat resistant material such as refractory cement or protective plates (14) formed by metal plates covered by insulation may enclose the elements, in each case leaving the connecting strips exposed.

Description

Dispositif à résistance électrique, en particulier pour l'alimentation d'un moteur électrique.Electric resistance device, in particular for supplying an electric motor.

L'invention concerne un dispositif à résistance électrique, destiné par exemple à être monté dans le circuit d'alimentation d'un moteur électrique ou à être utilisé comme résistance chauffante. The invention relates to an electrical resistance device, intended for example to be mounted in the supply circuit of an electric motor or to be used as a heating resistance.

Des dispositifs de ce type sont utilisés en particulier dans les véhicules automobiles pour commander des ventilateurs dans des circuits d'aération et de chauffage ou de climatisation, ou pour alimenter des moteurs d'entraînement de balais d'essuie-glace ou encore pour former des moyens de réchauffage d'éléments tels que des rétroviseurs, des lave-glace, des injecteurs, etc... Devices of this type are used in particular in motor vehicles to control fans in ventilation and heating or air conditioning circuits, or to power drive motors for wiper blades or else to form means for heating elements such as mirrors, windshield washers, injectors, etc.

et ils ont d'autres applications, par exemple en électroménager (bouilloire, cafetière électrique,...). and they have other applications, for example in household appliances (kettle, electric coffee maker, ...).

Pour des raisons de coût, ils sont souvent formés d'un simple fil résistif dont les extrémités sont portées par un support et reliées par l'intermédiaire d'un commutateur à plusieurs positions à des câbles d'alimentation d'un moteur électrique. Un fusible thermique est en général prévu. En cas de surintensité du courant passant dans ce circuit, par exemple en raison du blocage du rotor du moteur électrique, et en cas de disfonctionnement du fusible, le fil résistif peut être porté au rouge et fondre, en formant des gouttelettes de métal en fusion susceptibles de déclencher un incendie. For cost reasons, they are often formed of a simple resistive wire, the ends of which are carried by a support and connected via a multi-position switch to power cables of an electric motor. A thermal fuse is generally provided. In case of overcurrent flowing in this circuit, for example due to blockage of the rotor of the electric motor, and in case of malfunction of the fuse, the resistive wire can be brought to red and melt, forming droplets of molten metal likely to start a fire.

D'autres réalisations connues comprennent des circuits résistifs déposés ou formés sur des supports en céramique, mais sont soit très fragiles, soit trop coûteuses pour l'industrie automobile. Other known embodiments include resistive circuits deposited or formed on ceramic supports, but are either very fragile or too expensive for the automotive industry.

L'invention a pour but d'apporter une solution simple, fiable et peu coûteuse à ces problèmes. The object of the invention is to provide a simple, reliable and inexpensive solution to these problems.

Elle propose à cet effet un dispositif à résistance électrique, destiné en particulier à être inséré dans le circuit d'alimentation d'un moteur électrique et comprenant au moins un élément résistif plat porté par une plaque support et relié à des bornes de connexion, caractérisé en ce que la plaque support est une plaque métallique dont au moins une face comporte un revêtement électriquement isolant, ledit élément résistif étant appliqué sur cette face de la plaque support et mis en contact avec les bornes de connexion, le dispositif comprenant de plus des moyens de protection recouvrant l'élément résistif sur la plaque support et le séparant du milieu environnant. To this end, it provides an electrical resistance device, intended in particular to be inserted into the supply circuit of an electric motor and comprising at least one flat resistive element carried by a support plate and connected to connection terminals, characterized in that the support plate is a metal plate of which at least one face has an electrically insulating coating, said resistive element being applied to this face of the support plate and brought into contact with the connection terminals, the device further comprising means protective covering the resistive element on the support plate and separating it from the surrounding environment.

Dans le dispositif selon l'invention, la plaque support est en métal et va donc avoir un coefficient de dilatation thermique assez semblable à celui du segment résistif. Une telle plaque métallique nlest pas fragile, résiste bien aux températures élevées et est peu coûteuse. Par ailleurs, les moyens de protection recouvrant l'élément résistif préviennent tout risque d'incendie en cas de surintensité provoquant une fusion de la matière résistive. In the device according to the invention, the support plate is made of metal and will therefore have a coefficient of thermal expansion quite similar to that of the resistive segment. Such a metal plate is not fragile, withstands high temperatures well and is inexpensive. Furthermore, the protective means covering the resistive element prevent any risk of fire in the event of an overcurrent causing a melting of the resistive material.

Dans un premier mode de réalisation de llinvention, ces moyens de protection sont constitués par un enrobage en une matière imperméable et résistant à la chaleur. In a first embodiment of the invention, these protection means consist of a coating of an impermeable and heat-resistant material.

Cet enrobage peut être un simple ciment réfractaire, peu coûteux et facile à mettre en oeuvre. This coating can be a simple refractory cement, inexpensive and easy to use.

Avantageusement, il recouvre entièrement la plaque support et l'élément résistif, à l'exception des bornes de connexion.Advantageously, it completely covers the support plate and the resistive element, with the exception of the connection terminals.

Dans un autre mode de réalisation, les moyens de protection sont formés d'une plaque métallique non électro-conductrice qui est fixée, par exemple par sertissage ou agrafage, sur la plaque support précitée. In another embodiment, the protection means are formed of a non-electrically conductive metal plate which is fixed, for example by crimping or stapling, on the aforementioned support plate.

Une telle plaque métallique, ainsi que la plaque support elle-même, peut être en aluminium comportant une couche superficielle oxydée, cette réalisation étant particulièrement simple et peu coûteuse. Such a metal plate, as well as the support plate itself, can be made of aluminum comprising an oxidized surface layer, this embodiment being particularly simple and inexpensive.

Les bornes de connexion sont formées par exemple par dépôt de matière conductrice sur la face de la plaque support qui reçoit l'élément résistif, ou bien elles peuvent être formées par une plaque de matière électro-conductrice, une plaque de matière électriquement isolante étant interposée entre la plaque électroconductrice et l'élément résistif qui est alors relié aux bornes de connexion par soudure, brasure, rivetage, collage ou par tout autre moyen approprié. The connection terminals are formed for example by depositing conductive material on the face of the support plate which receives the resistive element, or they can be formed by a plate of electrically conductive material, a plate of electrically insulating material being interposed between the electrically conductive plate and the resistive element which is then connected to the connection terminals by welding, soldering, riveting, bonding or by any other suitable means.

Avantageusement, chaque segment résistif est découpé à la presse dans une feuille ou tôle de matière résistive, tel par exemple qu'un alliage nickel-chrome ou fer-chrome-aluminium, et comprend un coupe-circuit ou une partie fusible rapportée ou non, destinée à couper le passage du courant dans le segment résistif en cas de surintensité électrique ou d'échauffement anormal du dispositif. Advantageously, each resistive segment is cut with a press from a sheet or sheet of resistive material, such as for example a nickel-chromium or iron-chromium-aluminum alloy, and comprises a circuit breaker or a fuse part, whether or not added, intended to cut off the flow of current in the resistive segment in the event of an electrical overcurrent or abnormal heating of the device.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée d'un premier mode de réalisation de llinvention ;
- les figures 2 et 3 sont des vues schématiques en coupe de deux autres modes de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 est une vue schématique en perspective éclatée d'un quatrième mode de réalisation de l'invention.The invention will be better understood and other characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly on reading the description which follows, given by way of example with reference to the appended drawings in which
- Figure 1 is a schematic exploded perspective view of a first embodiment of the invention;
- Figures 2 and 3 are schematic sectional views of two other embodiments of the invention;
- Figure 4 is a schematic exploded perspective view of a fourth embodiment of the invention.

Le dispositif selon l'invention représenté en figure 1 comprend essentiellement une plaque support 10, un élément 12 de matière électro-conductrice à résistivité déterminée, formant la résistance électrique proprement dite, et une plaque 14 de recouvrement et de protection. The device according to the invention shown in FIG. 1 essentially comprises a support plate 10, an element 12 of electrically conductive material with determined resistivity, forming the electrical resistance proper, and a plate 14 for covering and protection.

La plaque support 10 est une plaque métallique formée, par exemple sur l'un de ses bords ou sur plusieurs de ses bords, avec des languettes 16 de connexion, sur une face desquelles ont été déposées des bandes 18 de matière électro-conductrice à résistivité très faible, les faces de la plaque 10 étant rendues non électro-conductrices, soit par oxydation, soit par dépôt (trempage, projection au pistolet, sérigraphie,...) d'un revêtement isolant (émail, vernis, peinture, etc. . . , la plaque 10 étant par exemple en aluminium avec une couche superficielle d'alumine résistant à des tensions électriques relativement élevées (de l'ordre de 1000
Volts par exemple).The support plate 10 is a metal plate formed, for example on one of its edges or on several of its edges, with connection tabs 16, on one face of which have been deposited strips 18 of electrically conductive material with resistivity very weak, the faces of the plate 10 being rendered non-electrically conductive, either by oxidation, or by deposition (soaking, spraying with a spray gun, screen printing, etc.) of an insulating coating (enamel, varnish, paint, etc.) ., the plate 10 being for example of aluminum with a surface layer of alumina resistant to relatively high electrical voltages (of the order of 1000
Volts for example).

L'élément résistif 12 est avantageusement réalisé par découpe à la presse d'une feuille ou d'une tôle de métal électro-conducteur, tel qu'un alliage nickel-chrome par exemple. L'élément résistif comporte des pattes de connexion 20, dont le nombre dépend du circuit électrique à réaliser et est égal au nombre de bandes 18 de la plaque 10, ces pattes 20 étant destinées à être appliquées sur les bandes 18 quand l'élément résistif 12 est posé sur la plaque 10. The resistive element 12 is advantageously produced by cutting with a press a sheet or a sheet of electrically conductive metal, such as a nickel-chromium alloy for example. The resistive element comprises connection tabs 20, the number of which depends on the electrical circuit to be produced and is equal to the number of strips 18 of the plate 10, these tabs 20 being intended to be applied to the strips 18 when the resistive element 12 is placed on the plate 10.

La plaque de protection 14 a sensiblement les mêmes dimensions que la plaque support 10, mais est configurée pour laisser libre au moins une partie des languettes de connexion 16 et des bandes 18. Comme la plaque 10, la plaque de protection 14 est de préférence une plaque métallique dont les faces comportent un revêtement électriquement isolant (couche d'oxyde, émail, vernis, peinture, etc. . The protective plate 14 has substantially the same dimensions as the support plate 10, but is configured to leave free at least a portion of the connection tabs 16 and the strips 18. Like the plate 10, the protective plate 14 is preferably a metal plate whose faces include an electrically insulating coating (oxide layer, enamel, varnish, paint, etc..

Pour llassemblage du dispositif, l'élément résistif 12 est posé sur la face de la plaque support 10 qui porte les bandes de connexion 18, ses pattes 20 sont appliquées sur les extrémités desdites bandes 18, la liaison électrique étant maintenue, soit par pression, soit encore par soudure, brasure, rivetage, collage par une colle conductrice ou par tout autre moyen approprié. For the assembly of the device, the resistive element 12 is placed on the face of the support plate 10 which carries the connection strips 18, its tabs 20 are applied to the ends of said strips 18, the electrical connection being maintained, either by pressure, either by welding, soldering, riveting, bonding with a conductive adhesive or by any other appropriate means.

Ensuite, la plaque 14 est posée sur l'ensemble ainsi constitué et sertie ou agrafée sur la plaque support 10, de façon à recouvrir et à protéger entièrement l'élément résistif 12 et à le séparer du milieu environnant. Then, the plate 14 is placed on the assembly thus formed and crimped or stapled on the support plate 10, so as to completely cover and protect the resistive element 12 and to separate it from the surrounding medium.

Eventuellement, une couche de matière d'enrobage, électriquement isolante et résistant aux températures élevées, peut être prévue entre la plaque support 10 et la plaque de protection 14. Optionally, a layer of coating material, electrically insulating and resistant to high temperatures, may be provided between the support plate 10 and the protection plate 14.

Pour réduire les risques en cas de surintensité électrique ou d'échauffement anormal, au moins un fusible ou un coupe-circuit peut être incorporé à l'élément résistif ou en faire partie intégrante. To reduce the risk in the event of an electrical overcurrent or abnormal heating, at least one fuse or a circuit breaker may be incorporated into or form part of the resistive element.

Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le fusible peut être formé dans l'élément résistif lui-même, par rétrécissement d'une de ses branches comme indiqué en 22, ce rétrécissement provoquant une réduction de section que l'on peut calibrer avec précision et déterminer en fonction de la surintensité électrique qui doit provoquer l'interruption du circuit. On peut notamment prévoir un tel rétrécissement dans chaque branche de l'élément résistif reliée à une sortie du dispositif, ces rétrécissements pouvant être différents les uns des autres. Par exemple dans le cas de l'alimentation d'un ventilateur à plusieurs vitesses pour circuit de chauffage ou de climatisation de véhicule automobile, on obtient une protection adaptée pour chaque vitesse de fonctionnement, ces protections étant indépendantes les unes des autres et indépendantes de la température environnante. According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the fuse can be formed in the resistive element itself, by narrowing of one of its branches as indicated in 22, this narrowing causing a reduction in section which can be calibrated with precision and determine according to the electric overcurrent which must cause the interruption of the circuit. One can in particular provide such a narrowing in each branch of the resistive element connected to an output of the device, these narrowing may be different from each other. For example, in the case of supplying a fan at several speeds for the heating or air conditioning circuit of a motor vehicle, protection is obtained which is adapted for each operating speed, these protections being independent of each other and independent of the surrounding temperature.

En variante, on peut également utiliser un fusible thermique 23 ayant une température de fusion déterminée, qui peut être formé sur une branche de l'élément résistif par brasure ou par dépôt par sérigraphie d'une pâte électro-conductrice. As a variant, it is also possible to use a thermal fuse 23 having a determined melting temperature, which can be formed on a branch of the resistive element by soldering or by deposition by screen printing of an electrically conductive paste.

On peut également utiliser un coupe-circuit tel qu'un bilame qui permet d'ouvrir le circuit et de couper le passage du courant dans l'élément résistif 12 dès que sa température atteint une valeur déterminée et de rétablir le passage du courant lorsque sa température diminue et devient inférieure à cette valeur déterminée. It is also possible to use a circuit breaker such as a bimetallic strip which makes it possible to open the circuit and cut the flow of current through the resistive element 12 as soon as its temperature reaches a determined value and restore the passage of current when its temperature decreases and becomes lower than this determined value.

Le mode de réalisation de la figure 2 diffère de celui de la figure 1 en ce qu'il ne comprend pas de plaque de protection 14, le dispositif étant alors constitué de la plaque support 10 et de l'élément résistif 12 de la figure 1, qui sont recouverts d'une matière d'enrobage 24 ne laissant à nu que les languettes de connexion 16 et les bandes 18. The embodiment of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in that it does not include a protective plate 14, the device then consisting of the support plate 10 and the resistive element 12 of FIG. 1 , which are covered with a coating material 24 leaving only the connection tabs 16 and the strips 18 exposed.

La matière d'enrobage 24 est une matière électriquement isolante résistant bien aux températures élevées, de l'ordre de 200 à 2509C ou davantage et peut être constituée par exemple d'un ciment réfractaire. The coating material 24 is an electrically insulating material resistant well to high temperatures, of the order of 200 to 2509C or more and can consist for example of a refractory cement.

Dans les deux modes de réalisation des figures 1 et 2, on peut agencer, si nécessaire, un élément résistif 12 sur chaque face de la plaque support 10. Dans la réalisation de la figure 1, il faudra alors une deuxième plaque de protection 14 qui viendra recouvrir ce deuxième élément résistif. In the two embodiments of FIGS. 1 and 2, a resistive element 12 can be arranged, if necessary, on each face of the support plate 10. In the embodiment of FIG. 1, a second protective plate 14 will then be required which will cover this second resistive element.

Dans le mode de réalisation de la figure 3, l'élément résistif 12 est plié en U et vient chevaucher la plaque support 10. Des plaques de protection 14 recouvrent les deux parties de l'élément résistif 12 qui sont appliquées sur les deux faces de la plaque support 10. Cette réalisation permet de réduire la hauteur du dispositif, donc son encombrement, et de réduire également les pertes de charge quand ce dispositif est placé dans un flux d'air. In the embodiment of FIG. 3, the resistive element 12 is folded in a U and overlaps the support plate 10. Protective plates 14 cover the two parts of the resistive element 12 which are applied to the two faces of the support plate 10. This embodiment makes it possible to reduce the height of the device, therefore its bulk, and also to reduce the pressure losses when this device is placed in an air flow.

Dans le mode de réalisation de la figure 4, les languettes de connexion 16 sont formées sur un (ou sur plusieurs) bords d'une plaque intermédiaire 26 de métal électro-conducteur, de part et d'autre de laquelle sont prévues deux plaques 28 de matière électriquement isolante. Des éléments résistifs 12 du même type que celui de la figure 1 sont placés de part et d'autre des plaques isolantes 28, leurs extrémités ou pattes de connexion étant fixées sur les languettes 16 de la plaque 26 par soudure, par brasure, par rivetage, par collage ou par tout autre moyen équivalent. In the embodiment of Figure 4, the connection tabs 16 are formed on one (or more) edges of an intermediate plate 26 of electrically conductive metal, on either side of which are provided two plates 28 of electrically insulating material. Resistive elements 12 of the same type as that of FIG. 1 are placed on either side of the insulating plates 28, their ends or connection lugs being fixed to the tongues 16 of the plate 26 by welding, by soldering, by riveting , by bonding or by any other equivalent means.

L'ensemble ainsi formé est logé à l'intérieur d'un boîtier métallique formé d'un fond 30 et d'un couvercle 32 destiné à être serti sur le fond 30. The assembly thus formed is housed inside a metal case formed by a bottom 30 and a cover 32 intended to be crimped on the bottom 30.

Eventuellement, un bord de ce dernier peut comprendre une ouverture 34 de passage des languettes de connexion 16.Optionally, an edge of the latter may include an opening 34 for the passage of the connection tabs 16.

Le fond 30 et le couvercle 32 du boîtier peuvent être réalisés dans les matières déjà décrites pour les plaques 10 ou 14 de la figure 1. Eventuellement, une autre plaque 36 isolante peut être interposée entre le fond 30 et l'élément résistif 12 comme représenté en figure 3, ainsi qu'entre l'élément résistif 12 et le couvercle 32. Par ailleurs, une matière de remplissage non conductrice de l'électricité peut être injectée ou coulée dans le boîtier précité, cette matière de remplissage ayant une bonne tenue en température et de préférence un coefficient de dilatation thermique compatible avec ceux des autres éléments du dispositif. The bottom 30 and the cover 32 of the housing can be made of the materials already described for the plates 10 or 14 of FIG. 1. Optionally, another insulating plate 36 can be interposed between the bottom 30 and the resistive element 12 as shown in FIG. 3, as well as between the resistive element 12 and the cover 32. Furthermore, a filling material which is not electrically conductive can be injected or poured into the aforementioned housing, this filling material having good resistance to temperature and preferably a coefficient of thermal expansion compatible with those of the other elements of the device.

Claims

1. Electric resistance device, intended in particular to be inserted in the supply circuit of an electric motor and comprising at least one flat resistive element (12) of resistive material carried by a support plate (10) and connected to connection terminals (18), characterized in that said support plate is a metal plate at least one face of which has an electrically insulating coating, the resistive element (12) being applied to this face of the support plate (10) and placed in contact with the connection terminals (18), the device further comprising protective means (14, 24) covering the resistive element (12) on the support plate (10) and separating it from the surrounding medium.

2. Device according to claim 1, characterized in that the protection means comprise a coating (24) of an impermeable and heat-resistant material.

3. Device according to claim 2, characterized in that the coating (24) covers the two faces of the support plate (10).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the connection terminals (18) are formed by depositing conductive material on the face of the support plate (10) which receives the resistive element.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the protection means comprise a metal plate (14) non-electrically conductive, fixed for example by crimping or stapling on the support plate (10).

6. Device according to claim 5, characterized in that the aforesaid metal plate or plates (10, 14) are made of aluminum with an oxidized surface layer.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the resistive element (12) is folded in a U and overlaps the support plate (10).

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that resistive elements (12) are applied to the two faces of the support plate (10), brought into contact with connection terminals (18) formed on the moon or the other side of this support plate (10) and covered by the aforementioned protection means (14, 24).

9. Device according to claim 1, characterized in that the connection terminals (16) are formed on an intermediate plate (26) of electrically conductive material, and in that a plate (28) of electrically insulating material is interposed between this electrically conductive plate (26) and the resistive element (12), the latter being connected to the connection terminals (16) by soldering, soldering, riveting, bonding or any other suitable means.

10. Device according to claim 9, characterized in that the electrically conductive plate (26) is placed between two electrically insulating plates (28) on either side of which resistive elements are applied (12), the assembly thus constituted being housed in a housing (30, 32) with electrically insulating faces, formed of a bottom and a cover crimped one on the other.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that each resistive element (12) is cut with a press from a sheet or sheet of resistive material and comprises at least one circuit breaker or a fuse (22).

12. Device according to claim 11, characterized in that the or each fuse (22) is formed by a narrowing of a branch of the resistive element (12).