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PERFECTIONNEMENTS AUX ELEMENTS CHAUFFANTS KLECTRIQUES.
La présente invention concerne des perfectionnements aux éléments chauf- fants électriques et elle s'applique plus particulièrement aux éléments chauffants comportant un conducteur enrobé et contenu à l'intérieur d'une gaine.
On sait en effet que, dans de tels éléments, le conducteur constituant la résistance est enfermé à l'intérieur d'une gaine métallique et est noyé dans une masse compacte de matière isolante de nature granulaire. telle que de il.oxyde de magnésium, cette matière servant à espacer convenablement le conducteur de la gai- ne, tout en l'isolant électriquement vis-à-vis de cette dernière, La matière isolante peut être rendue compacte de toute manière appropriée, comme par
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martelage ou par laminage de la gaine, On fixe aux extrémités du conducteur des tiges terminales, ou bornes, dont les extrémités internes sont noyées dans la matière isolante, et dont les extrémités externes sortent de la gaine, de manière à permettre d'exécuter les connexions électriques extérieures appropriées.
Dans la fabrication de tels éléments chauffants, le conducteur et ses bornes sont fixés dans l'axe de la gaine, pendant le remplissage de cette derm ère avec la matière isolante, ainsi que pendant les opérations préliminaires de tassage.
Pendant le remplissage, une extrémité de la gaine est fermée, tandis que l'autre est ouverte pour que la matière isolante puisse pénétrer dans la gaine. Ensuite, l'extrémité de remplissage est fermée et la matière isolante est alors rendue com- pacte,
On avait généralement l'habitude jusqu'ici, dans la fabrication de tels élé- ments chauffants, d'insérer à l'intérieur de la gaine un conducteur avec ses bornes fixées à ses extrémités, de telle sorte que les extrémités des bornes coïncidaient sensiblement avec l'extrémité de la gaine.
On avait également l'habitude de munir l'extrémité externe de l'une des bornes d'une tête solide rigide, qui s'adaptait dans l'extrémité correspondante de la gaine, et qui servait à la fois à maintenir la borne en position correcte par rapport à la gaine, ainsi qu'à fermer cette ex- trémité de la gaine pour le remplissage. La matière isolante était alors chargée par l'autre extrémité de la gaine laissée ouverte à cet effet; quand la gaine était remplie, on vissait une rondelle métallique sur la borne correspondante de cette extrémité afin de fermer la gaine.
Ordinairement, les deux extrémités de la gaine étaient d'abord chambrées ou moulurées en vue de constituer des épaulements Inter- nes, afin de faire reposer sur eux la tête de la borne inférieure, ainsi que la rondelle de fermeture, du coté de l'extrémité de remplissage, les extrémités ex- ternes de la gaine étant ensuite rétréci de façon à maintenir les rondelles soli- dement en position. La gaine était ensuite martelée ou laminée pour rendre compac- te la matière isolante, puis elle subissait un recuit et on lui donnait la confi- guration voulue pour constituer l'élément chauffant finale Ensuite, les extrémités de l'élément étaient découpées afin de séparer les parties rétrécies qui contensient les rondelles;
les extrémités de la gaine étaient découpées et l'on enlevait la ma- tière Isolante autour des bornes. de façon à dégager la longueur voulue pour effec- tuer les connexions extérieures.
Ensuite, des cavités étaient creusées dans les extrémités de la matière isolante afin de créer des logements dans ler extrémités de la gaine pour y
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insérer une matière destinée à former scellement, comme du verre fondu.
La présente invention concerne une méthode perfectionnée de fabrication de tels éléments chauffants, mais qui est beaucoup plus simple et beaucoup meilleur marché que les méthodes utilisées jusqu'ici.
Conformément à l'invention, la gaine est munie à une extrémité d'un épaule- ment Interne obtenu par exemple en exécutant une petite moulure circulaire, et le conducteur résistant, avec ses bornes attachées à ses deux extrémités, est inséré dans la gaine. Ici. toutefois, les bornes dépassent les extrémités de la gaine d'une quantité approximativement égale aux longueurs désirées dont on veut que ces bornes dépassent les éléments chauffants terminés. Une rondelle est vissée sur la borne, du côté de l'extrémité de la gaine pourvue d'un épaulement, de préférence avant que le conducteur et ses bornes soient montés à l'intérieur de la gaine;
lorsqu'ils sont ainsi montés, cette rondelle porte sur l'épaulement en question, afin de fermer la gaine à l'extrémité correspondante, ainsi que pour maintenir la borne en position convenable dans cette extrémité de la gaine. Celle-ci est en- suite remplie de matière isolante par son autre extrémité et, après remplissage, une rondelle analogue est vissée sur la borne du coté du remplissage, de manière à fermer également cette extrémité de la gaine. Ensuite, la gaine est martelée ou laminée, de façon à rendre la matière isolante fortement compacte,
Les deux rondelles sont en une matière qui peut être facilement détruite et, après le tassage de la matière isolante, elles sont soumises à une action des- tructive qui les fait disparaître de la gaine.
Cette disparition provoque la créa- tion de cavités aux extrémités de la gaine, dans lesquelles ont peut couler une matière de scellement. Les rondelles peuvent âtre en une matière facilement com- bustible, de sorte qu'elles peuvent être détruites en les faisant brûler, Ou bien elles peuvent être en un alliage à basse température de fusion et on peut les éva- cuer en les faisant fondre.
L'invention sera d'ailleurs bien comprise en se référant à la description suivante et au dessin qui l'accompagne, donné simplement à titre d'exemple non limitatif de réalisation et dans lequel @
La figure 1 est une élévation, partiellement en coupe, d'un élément chauf- fant électrique du type à fil gainé, comportant un conducteur résistant avec ses bornes montées sur lui, une matière compacte isolante électriquement et conductrice de la chaleur, ainsi que des rondelles combustibles vissées sur ses deux bornes et fixées dans les extrémités de la gaine.
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La figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, mais montrant l'élément chauffant après qu'il a été martelé ou laminé, pour nendre très compacte la matière isolante et après que les rondelles ont été détruites.
La figure 3 est une vue en perspective, partiellement en coupe, de l'élé- ment chauffant que l'on a replié suivant une forme circulaire et dont la partie su- périeure a été aplatie, afin de pouvoir être utilisée avec les surfaces correspon- dantes des récipients qui seront posés sur lui. Cette figure 3 montre également la matière de scellement disposée dans une cavité de l'une des extrémités de la gaine, ménagée lors de la destruction de la rondelle combustible qui se trouvait à cette extrémité.
Comme on le voit figure 1, l'élément chauffant comporte une résistance électrique boudinée 1, montée à l'intérieur d'une gaine métallique tubulaire 2, noyée dans une masse compacte 3, qui maintient le conducteur dans une position ap- propriée par rapport à la gaine (figure 2), cette masse étant en une matière iso- lante électriquement et conductrice de la chaleur, comme par exemple de l'oxyde de magnésium en poudre, fortement comprimé.
Les deux extrémités du conducteur 1 sont fixées à des bornes 4 et 5, de toute manière appropriée, comme par exemple en vissant les spires terminales du conducteur sur lesdites bornes. Les extrémités internes des bornes sont également noyées dans la masse 3, et elles sont'ainsi maintenues à. la distance voulue par rap- port à la gaine, tandis que les extrémités externes des bornes dépassant la gaine d'une distance appropriée, comme représenté, de manière à pouvoir effectuer les connexions électriques externes voulues. De préférence, comme représenté, le con- ducteur 1 et les bornes 4 et 5 -cent disposés axialement par rapport à la gaine.
En constituant l'élément chauffant de la figure 3 conformément à la pré- sente invention, le conducteur 1 est muni de ses deux bornes, comme on l'a dit ci- dessus, et leur ensemble est inséré dans la gaine, celle-ci ayant une longueur telle et le conducteur ayant une position telle, que les parties extérieures des hornes se prolongent vers l'extérieur, au-delà des extrémités de la gaine, d'une quantité ap- proximativement égale aux longueurs désirées pour l'élément chauffant terminé.
On a fixé sur la borne 4, une rondelle 6, cette dernière possédant une ouverture centrale 7, qui s'adapte sur la borne. De préférence, la rondelle est assemblée sur la borne avant le montage du conducteur et de ses bornes dans la gaine. Avant ce montage également, l'extrémité de la gaine sur laquelle la rondelle doit se loger est conformée de façon à présenter un siège interne
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8, contre lequel la rondelle s'appuie; cette rondelle s'adapte avec une étanchéité suffisante à la borne, de manière à la fixer en position appropriée par rapport à l'extrémité de la gaine, comme représenté figure 1.
La rondelle 6 possède la caractéristique de brûler à une température voi- sine de celle que l'élément chauffant atteint lorsqu'on le recuit, après que la me- tière isolante a été chargée et.rendue compacte, De préférence, cette rondelle peut être faite en fibre ou en une matière plastique appropriée. Dans le cas où l'on utilise une matière plastique, la rondelle peut être fixée en la moulant sur la bor- ne, si on le désire.
La gaine est alors prête à être remplie de matière Isolante et, dans ce but, elle est fixée en position verticale, la rondelle 6 étant à sa partie Inférieure.
La matière isolante est chargée par la partie supérieure de la gaine qui est ouverte.
Pendant le remplissage, elle est tapotée de manière intermittente afin de tasser la matière isolante et la borne 5 est alors maintenue au moyen dtun dispositif convena- ble non représenté, pour la fixer exactement dans l'axe de la gaine et lui éviter de se déplacer à l'intérieur de cette gaine pendant le remplissage, La gaine est rem- plie jusqu'à un niveau légèrement inférieur à celui du tube et, dans l'espace libre. ainsi ménagé à la partie supérieure, on introduit une rondelle de fermeture 10, ana- logue à la rondelle 6 et que l'on visse sur la borne 5 de manière à la faire pénétrer dans le tube. Ensuite, cette extrémité du tube de la gaine est rabattue de manière à fixer la rondelle contre la matière isolante de remplissage 3 et pour la fixer de manière étanche sur la borne 5.
La partie inférieure de la gaine peut être rétréoie de manière analogue, suivant le procété employé pour rendre la matière isolante 3 compacte. On a trouvé que ce rétrécissage n'était pas nécessaire si l'on effectue le laminage de la gaine, cette extrémité étant présentée la première entre les pre- miers cylindres du laminoir.
L'élément chauffant est alors prêt pour l'opération destinée à rendre la masses compacte et, dans ce but, la gaine est allongée et réduite en diamètre, et ceci est accompli de préférence au moyen d'un laminoir. Les rondelles 6 et 10 ser- vent à maintenir les bornes et la résistance au centre de la gaine, pendant les pre- mières passes du laminage, La gaine est laminée de manière à réduire suffisamment son diamètre (figure 2). et à rendre la matière Isolante 3 fortement compacte.
On peut remarquer que le laminage fait disparaitre l'épaulement 8 et les parties ré- trécies, de telle sorte que la gaine possède un diamètre uniforme sur toute sa longueur,
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Comme on l'a dit précédemment, on a l'habitude ,après ce traitement mécani- que, de faire subir un recuit à la gaïnem Celle-ci est placée dans un four appro- prié et pendant ce recuit, sa température s'diève d'habitude suffisamment haut pour brûler les rondelles combustibles 6 et 10, ce qui forme des cavités aux extrémités de la gaine, comme on le voit figure 2. Sinon, on peut compléter la combustion des rondelles.
La figure 2 représente l'élément chauffant dans sa forme finale, à l'exception toutefois de l'insertion, dans les cavités terminales, de la matière formant scellement, si on le désire.
Dans les éléments devant fonctionner à haute température, comme ceux de la figure 3, il est en général désirable d'utiliser une telle matière formant scelle- ment et, de préférence, celle-ci est constituée par du verre introduit à l'état fondu, ou introduit sous forme de matière èn poudre et ensuite fondue, de manière à adhérer fortement sur les surfaces des bornes et de la gaine, au contact desquelles le verre se solidifie.. Une telle matière de scellement est représenté en 11 (fi- gure 3), à l'une des extrémités de la gaine de l'élément chauffant.
Comme on l'a dit ci-dessus, les rondelles 6 et 10 peuvent être constituées en un alliage ou en un métal fusible, qui fond à une température relativement bassea Ces rondelles peuvent être détruites soit pendant le recuit de la gaine, soit au moyen d'un chauffage complémentaire On peut remarquer que la matière de la gaine est économisée, étant donné que l'on peut utiliser des gaines plus courtes, du fait qu'in n'est plus nécessaire de découper leurs extrémités afin de ménager les prolongements voulus des bornes pour assurer les connexions extérieures, comme on l'avait fait jusqu'ici d'une ma- nière générale. on économise évidemment aussi de la matière isolante, qui servait auparavant à remplir les parties de la gaine que l'on coupait.
La présente méthode supprime également les opérations pratiquées autrefois et consistant à découper les extrémités de la gaine, afin d'enlever les fermetures métalliques, à découper les bouts du tube et à dénuder l'oxyde compact, afin de dégager les bornes en vue de former les parties devant servir à établir les connexions extérieures. L'invention supprime ,en outre, le dégagement de l'oxyde des extrémités de la gaine, afin de ménager les cavités destinées à recevoir la matière de scellement.
Bien que l'on ait représenté une seule.forme de réalisation de l'invention., il est bien évident qu'on ne désire pas se limiter à cette forme particulière, don- née simplement à titre d'exemple et sans aucun caractère restrictif et que, par conséquent, toutes les variantes ayant même principe et même objet que les
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dispositions indiquées ci-dessus rentreraient comme elles dans le cadre de l'in- vention.