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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION industrielle 64 avenue Mar ceau, Paris s PERFECTIONNEMENT AUX ELEMENTS CHAUFFANTS A RESISTANCE ELECTRIQUE ET ANALOGUES. faisant l'objet d'une demande de brevet d'invention
Il E3st connu de réaliser des éléments chauffants par enrobage d'un fil résistant, enroulé en spirale, dans un isolant minéral, de la magnésie par exemple, le tout étant entouré par une enveloppe extérieure en métal.
L'isolant minéral peut être introduit en poudre dans un tube métallique dans lequel est placée la résistance spiralée, ce tube étant ensuite fermé à ses extrémités
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et une certaine compression étant enfin exercée sur l'enveloppe extérieure, par rétreinte nu étirage, de façon à assurer un bon contact thermique et une compacité suffisante.
Au contraire, l'isolant, s'il est constitué par de la magnésie, peut être formé "in situ", partir du magnésium, la spirale étant maintenue en place par le foisonnement de la magnésie à sa formation.
Le premier procédé ne permet pas d'obtenir un contact parfait car la compression possible est limitée par le fait que, si on cherche à la pousser, on risque d'écraser la spirale. Le second procédé, s'il permet d'obtenir un meilleur contact, présente l'inconvénient, outre qu'il limite le choix da la matière isolante, de nécessiter le passage par le stade métallique, alors qu'il peut être intéressant d'employer directement un isolant minéral en poudre, mis en place soit directement en poudre, soit sous forme de comprimés de poudre isolante destinés à être écrasés par compression après mise en place.
La présente invention a peur objet un procédé de fabrication d'éléments chauffants à résistance lec- trique présentant les avantages du premier des proc- dés ci-dessus décrits sans en avoir les inconvénients.
Il ccnsiste à utiliser, perdant la compression de l'isolant en poudre, un noyau solide garnissant l'intérieur de la spirale conduc'rice, ce qui permet, en évitant l'écrasement de cette spirale, de réaliser une compression de l'isolant plus orte qu'avec les méthodes actuellement utilisées.
L'isolant pourra être soit simplement en poudre, soit en forma de comprimés de poudra, Quant au noyau solide, il pourra être en matière isolarte ou
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conductrice, C'est ainsi qu'il pourra être en une matière comprimée friable, de même nature que l'isolant ou de nature différente, en matière se ramollissant à chaud ou fusible ou friable, ou en métal quelconque.
Suivant sa nature ou suivant les déformations à donner à la résistance chauffante aprèsla compression de l'isolant, le noyau pourra demeurer après l'opération ou au contraire être retiré par la suite.
Différents modes possibles de réalisation sont donnés ci-après, à titre d'exemple indicatif, mais nullement limitatif.
S'il s'agit d'éléments rectilignes, on pourra employer un noyau métallique suffisamment flitr, formant mandrin, que l'on retire aprèg la compression de l'isolant, ce retrait pouvant être fait soit en lui donnant une certaine conicité, soit en le munissant d'une rainure hélicoïdale permettant de le retirer par rotation, soit en combinant les deux moyens.
Dans ce même cas d'éléments rectilignes, on pourra également employer tout noyau central fileté ou non, en matière isolante, moulée ou travaillée, et susceptible de garder ses propriétés électriques à la température d'emploi. Il suffira que la matière du noyau ait ini- tialement une résistance à la déformation telle qu'elle puisse résister à la compression finale que recevra l'isolant enrobant la spirale conductrice. On pourra employer par exemple des baguettes de stéatito comprimée ou de porcelaine spéciale, ou même des âmes métalliques chemisées de mica ou autres matières isolantes et dures.
Dans le cas du noyau formé d'une âme enrobée dans un isolant qui pourra être de la poudre comprimée, etc... l'âme métallique pourra être retirée ou non après compres- sion.
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Si les résistances dcivent être pliées après avoir été revêtues de l'isolant comprimé, on emploiera pour le noyau intérieur une matière isolante, susceptible d'être pliée à chaud ou à frcid sans endommager le fil conduo- teur. 9*'est ainsi par exemple que le noyau pourra être constitué, partiellement dans la partie à ccuder seule, ou totalement, par un mandrin déformable \ chaud ou à froid, destiné à demeurer en place ou non, suivant ou'il sera, ou devinndra conducteur, à chaud par exemple, ou ne sera pas conducteur.
On pourra, par exemple, utiliser un mandrin en substance isolante, telle qu'un aggloméré de mica et de verre qui, se ramollissant à une température assez haute, permettra le ccudage chaud du noyau; tout en maintenant la spirale centrale qui restera centrée dans sa gaine de poudre compacte.
On pourra aussi, dans certains cas, employer un métal ou un alliage fusible assez au-dessous du point de fusion de la résistance et de sa gaine pour ne pas former d'alliége et pour pouvoir s'écouler en libérant le centre de la résistance achevée après compression. On pourra notamment, à cet effet, utiliser des alliages . base d'aluminium, ce qui permet, si des traces de métal résistant lors de la fusion, de les oxyder et de les transformer ainsi en particules isolantes. Il serait, bien entendu, également possible d'utiliser tout autre métal ou toute autre matière convenable assez fusible pour être facilement retirée, par fusion, avant ou après la mise en forme de la résistance.
Le noyau pourrait aussi être constitué par une matière isolante, de même nature ou de nature différente de l'isolant entourant la spinale conductrice. Ce noyau, étant ainsi constitué par de la poudre comprimée, sera,
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quand on déformera la résistance, réduit en poudre sans variation 'le volume: il continuera donc à remplir sans discontinuité l'intérieur de l'élément. Le noyau pourra, en particulier, être constitué par des bâtonnets cylindriques de magnésie très fortement comprimée.
Ce noyau pourra, comme dit ci-dessus, être mixte: une âme intérieure en métal revêtue de cylindres en matière- isolante comprimée, cet isolant maintenant l'isolement entre la spirale et l'âme dans la déformation si l'âme métallique n'est pas retirée avant.
L'élément chauffant pourra être fabriqué en enrou- ¯lant la spirale sur le noyau ou au contraire en introduisant le noyau dans la spirale et en faisant coller les spires sur le noyau par une traction exercée sur les extrémités de la spirale pendant la mise en place dans le tube enveloppe et la compression de l'isolant exté- ri eur.
Si cet isolant extérieur est sous forme de blocs comprimés, il sera avantageux que le taux de compression du noyau soit supérieur à celui de la compression exercée sur l'isolant extérieur.
Le noyau pourra également être constitué par une baguette de verre très fortement trompée. Ce noyau, assez résistant pour permettre un enroulement serré sur lui de la srirale, résistera correctement à la compression mais se réduira en grains assez fins pour ne pas détériorer le fil quand on mettra la résistance en forme.
On pourra naturellement garnir de poudre isolante le pourtour de la spirale par un moyen quelconque et même dans le cas d'un isolant en magnésie préparée in situ, le comprimer après formation, sur un noyau mobile ou à demeure, pour en augmenter la compacité.
Dans le cas où le noyau, mis en place pendant la
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compression, est ensuite retiré, il est possible de faire subir à l'élément constitué par le tube extérieur, l'isolant minéral comprimé et la spirale au centre de laquelle subsiste un espace vide, tous les traitements usuellement pratiqués pour rendre l'ieelant moins hygrométrique ou plus compact, tels que, par exemple, une imprégnation à l'acide borique.
Dans tout ce qui précède, il n'a été parlé nue de l'application de l'invention à des éléments chauffants; il est bien évident qu'elle s'applique également - et à fortiori - aux bobinages et sclénoïdes conducteurs dans lesquels les opérations de mise en place et d'enroulement sur noyau sont facilitées par les dimensions plus grandes des spires.
REVENDICATIONS
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Ayant ainsi déor11tnè:rt:b:e, inveY1tion et nous réservant d'y apporter tous perfectionnements ou toutes modifications qui nous paraitraient nécessaires, nous revendiquons comme notre propriété exclusive et privative:
1 - Perfectionnement à la fabrication des dispositifs électriques tels qu'éléments chauffants, bobinages, solénoïdes, etc... comportant un conducteur enroulé en spirale et enrobé dans un isolant minénl entouré luimême par une enveloppe métallique, l'ensemble étant soumis ensuite . une compression, caractérisé par le fait que, en vue d'assurer une meilleure compression de l'isolant sans risquer de détériorer le conducteur, un noyau solide est disposé à l'intérieur de la spirale au moins pendant la compression.
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