Procédé pour la fabrication d'éléments comportant des résistances électriques. lia présente invention concerne un procédé pour la fabrication d'éléments comportant des résistances électriques, tels que, par exemple, des éléments chauffants, des résistances, des selfs, etc., ces éléments comportant. chacun un support réfractaire non conducteur présen tant un revêtement conducteur obtenu par dé pôt, ce revêtement constituant un ou plusieurs circuits ayant, par exemple, la configuration d'hélices, spirales, grecques, bandes parallèles, etc.
Il était d'usage, jusqu'à ce jour, dans la fabrication de ces éléments, de déposer, par fois au moyen d'un pistolet, le métal sur le support à travers un cache ou pochoir, adapté en vue de masquer des parties du support, de telle sorte que le dépôt soit sous la forme d'un circuit continu ou grille. Avec ce procédé, il peut toutefois être difficile de délimiter avec. précision le dépôt, cette délimitation précise étant désirable quand on veut diminuer l'inter valle entre les bandes voisines du dépôt eondue- teur, comme c'est le cas en particulier pour la réalisation des selfs utilisées dans l'industrie radioélectrique.
Selon le procédé de l'invention, on recou vre au moins une partie de la surface d'un support réfractaire non conducteur, par exem ple en verre, d'un dépôt continu, de matière conductrice et enlève ensuite ledit dépôt sur toute son épaisseur, à des endroits déterminés, de manière à mettre à nu le support non con- ducteur et à. réaliser un ou plusieurs circuits de matière conductrice ayant une configUra- tion désirée. Lorsque le support réfractaire non conducteur est en verre, celui-ci peut avantageusement être trempé. La matière con- cluctriee déposée sur le support peut être un métal ou alliage.
Le dépôt de matière conduc trice peut être effectué par tout moyen appro prié, en particulier par projection au pisto let. L'enlèvement du dépôt aux endroits vou lus peut être effectué par des moyens méca niques et/ou une action chimique.
Le procédé peut être exécuté avantageuse ment avec des supports en verre. On a trouvé en particulier qu'il était possible en em ployant des matières abrasives ou des outils en métaux ou alliages spéciaux déjà en usage dans l'industrie pour le travail des métaux, de réaliser avec. précision l'enlèvement d'un dé pôt métallique sur un support en verre, dans toute l'épaisseur clé ce dépôt, sans provoquer la rupture clé ce support.
On a réussi, notam ment; à appliquer ce procédé dans le cas où le support est constitué par du verre trempé et la matière projetée par de l'aluminium, c'est- à-dire dans des conditions particulièrement délicates. En effet., d'une part, le dépôt d'alu minium est très adhérent au verre; d'antre part, la nature du support semblait exclure la, possibilité de poursuivre l'action de la ma tière abrasive ou de l'outil jusqu'à venir au contact du verre ou même entamer celui-ci, par suite du risque de rupture du verre soit pendant le travail, soit par la suite, pendant le fonctionnement de l'élément.
Pratiquement, l'enlèvement du dépôt de matière conductrice peut être effectué par abrasion, par coupe ou arrachement au moyen d'outils connus tels que les éléments abrasifs, les outils de coupe ordinaire, les fraises, etc., sur les machines usuelles telles que, par exem ple, les étaux limeurs, les fraiseuses, les tours, etc. Le travail d'abrasion, de coupe ou d'arrachement s'effectue comme dans le cas du travail d'une pièce de métal homogène.
Le support réfractaire non conducteur peut être prévu avec une surface lisse du côté où l'on effectue le dépôt de matière conduc trice. Suivant un autre mode particulier de réalisation de l'invention, on donne à la sur face du support sur laquelle on effectue le dé pôt, une forme présentant des parties en re lief; on enlève dans ce cas la matière conduc trice présente sur le sommet des parties en relief; le ou les circuits conducteurs consti tuant la ou les résistances sont formés par la matière conductrice demeurée dans l'intervalle compris entre lesdites parties en relief.
L'invention comprend également -Lin appa reil pour la mise en oeuvre dudit procédé et -Lui élément obtenu par ce même procédé.
On décrira dans ce qui suit, en référence au dessin annexé, et à titre d'exemples non limitatifs, différents dispositifs permettant l'application du procédé suivant l'invention, des supports pouvant être employés, ainsi que des éléments terminés. Sur ce dessin La fig. 1 est une vue en perspective d'un dispositif pour l'application du. procédé à un élément dont le support a la forme d'un cy lindre lisse.
La fig. 2 est une vue en élévation d'une variante d'un détail de montage du dispositif précédent.
La fig. 3 est une vue en perspective d'un dispositif pour l'application du procédé à un élément dont le support a la forme d'une pla que plane. La fig. 4 est une vue latérale d'une plaque de verre nervurée, avec arrachement des par ties centrales.
La fig. 5 est une coupe partielle, à grande échelle, de ladite plaque nervurée prise à tra vers une nervure après trempe.
La fig. 6 est une vue analogue de ladite plaque nervurée après qu'elle a été recouverte et a subi l'effet d'abrasion.
La fig. 7 est une coupe partielle à grande échelle prise suivant la ligne X4 X4 de la fig. 4.
La fig. 8 est une vue latérale d'un élément chauffant complet comprenant la plaque re présentée sur la fig. 4.
La fig. 9 est une vue en élévation, à une échelle différente, d'un élément chauffant. comportant des dispositions permettant d'éga liser la température des différentes parties d'un panneau vertical lors de son utilisation.
La fig. 10 est une vue en plan d'un élé ment chauffant nervuré utilisé comme plaque chauffante.
La fig. 11 est une vue en plan d'une pla que chauffante nervurée rectangulaire.
La fig. 12 est une coupe verticale du bord de la plaque représentée sur la fig. 11.
La fig. 13 est une vue en plan partielle d'une plaque nervurée présentant une forme modifiée.
La fig. 14 est une coupe partielle suivant la ligne X1 -Xl de la fig. 13.
Dans la fig. 1, 1 est un cylindre de verre sur lequel on a déposé initialement un revête ment métallique continu. 2 est le mandrin du tour, assurant la rotation du cylindre. 3 est la contre-pointe du tour, maintenant le tube sur un axe fixe pendant sa rotation. 4 désigne l'outil, monté sur un porte-outil 5, qui est fixé sur un plateau 6, lequel est solidaire du cha riot, non représenté, du tour, et entraîné par la vis-mère, également non représentée.
L'ou til 4, en métal ou alliage approprié, a une largeur de tranchant déterminée, égale à l'in tervalle qui doit séparer deux spires consécu tives de la résistance ou self., c'est-à-dire que cette largeur est égale à la différence entre le pas de l'hélice et la largeur de la bande mé tallique.
L'organe qui assure la fixation de l'outil sur le porte-outil comporte avantageusement un moyen de serrage élastique. Dans l'exemple de la fig. 1, ce moyen est constitué par deux mordaches en caoutchouc, 7a-7b, qui per mettent de laisser à l'outil une certaine liberté de déplacement transversal sous une pression constante, afin de compenser automatiquement les irrégularités éventuelles du diamètre du cylindre-support 1.
lia même compensation peut être assurée d'une manière différente, en particulier comme le montre la fig. 2, par une lame de caoutchouc 8, interposée entre la queue 5a du porte-outil 5, et le plateau 6, l'assemblage étant réalisé par des vis 9, avec ressorts 10.
Une variante d'exécution du procédé con siste à utiliser non plus un outil simple, comme dans les réalisations selon les fig. 1. et 2, mais un outil double, ou deux outils, afin d'obtenir une hélice métallique à deux filets, de sorte que, moyennant une connexion con venable de ceux-ci, la résistance sera non inductive.
Pour réaliser des résistances ou selfs for mées par des segments conducteurs rectilignes sur un support plan, le même principe est appliqué conformément à la. fi-.<B>3</B> sur un étau-limeur dont le porte-outil est référencé 11. Des saignées 12a-12b, ete., sont prati quées par l'outil 13 sur la surface d'une cou che métallique continue déposée initialement sur une lame de verre plane 14.
Par exemple, pour obtenir une bande en forme de grecque, la première saignée 12a commence à la gauche près du bord avant de la lame 14, mais ne va pas jusqu'au bord droit; la deuxième saignée 1,21) commence au bord latéral droit et est arrêtée un peu avant le bord latéral gauche, et ainsi de suite. Dans le cas représenté, à titre d'exemple, par la fig. 3, le circuit électrique de la résistance commence et finit. respective ment aux deux angles de gauche de la plaque, angles où se feront les raccords électriques.
On a constaté qu'il est avantageux, dans certains cas, de compléter le travail mécani- que par un traitement chimique, en vue d'éli miner toute trace restante de métal dans les saignées, aussi bien sur les cylindres ou tubes que sur les plaques. A cet effet, avant le trai tement mécanique, l'objet métallisé peut être, sur toute sa surface, soit arrosé d'un liquide protecteur, par exemple du pétrole, soit re couvert d'une autre matière protectrice. Après l'usinage, le métal qui doit subsister est tou jours protégé par l'enduit protecteur, de sorte que, en arrosant l'objet avec un acide, par exemple par une solution d'acide chlorhy drique, on peut, sans porter préjudice à l'élé ment de circuit électrique, faire disparaître les traces de métal qui ont pu demeurer dans les saignées.
On termine par un lavage avec un alcali, par exemple de l'ammoniaque, pour éliminer, à son tour, l'acide. L'objet est en suite rincé à l'eau et, enfin, séché, par exemple à l'air chaud.
Dans la fabrication d'un élément tel que celui représenté sur les fig. 4 à 8, la référence 15 désigne une plaque de verre de dimensions voulues, obtenue soit. par laminage, soit par moulage. Comme le représente la fig. 4, la plaque 15 présente un rebord 16 continu et surélevé. A l'intérieur de ce rebord, la plaque présente plusieurs nervures longitudinales 17 s'étendant presque sur toute la longueur de la. plaque, mais disposées en quinconces les unes par rapport aux autres.
Ces nervures 17 sont réunies alternativement par l'une de leurs extrémités à l'une ou à. l'autre de deux ner vures transversales 18, ces nervures étant pla cées à l'intérieur de la plaque par rapport au rebord voisin 16, tandis que l'autre extrémité de chacune de ces nervures 17 est séparée de la nervure transversale 18 voisine par un intervalle convenable. Les extrémités opposées des nervures longitudinales supérieure et infé rieure 17 sont respectivement reliées à l'une des deux nervures transversales 18. De cette disposition, il résulte qu'il existe un canal continu 19 au voisinage des quatre bords de la plaque.
Les canaux 19 voisins des extrémités de la plaque sont formés par les rebords 16 et les nervures transversales 18 voisines de ceux-ci, et les canaux situés à la partie supé- rieure et à la partie inférieure de la plaque sont formés par les rebords supérieur et infé rieur et les nervures longitudinales supérieure et inférieure 17. Chacun des deux éléments verticaux du canal 19 est relié à l'une de ses extrémités, avec les canaux périphériques, su périeur ou inférieur, formés par les nervures longitudinales extérieures 17.
De la même ma nière, une rainure sinueuse continue est for mée par les nervures longitudinales qui cons tituent des parties saillantes entre ces rai nures.
La plaque 15 peut être constituée par toute nature de verre présentant une résis tance élevée à la chaleur, cette résis tance pouvant soit provenir de la compo sition chimique du verre, soit être communi quée à la plaque par une trempe effectuée par un procédé usuel quelconque.
Si la plaque de verre est trempée, on constate que la couche superficielle, qui a été brusquement refroidie au cours de la trempe (représentée en 17ca sur les fig. 5 et 6) et qui lui confère sa résistance, est plus épaisse sur les nervures ou parties saillantes que la couche qu'on obtient normale ment sur une surface plane. Les fig. 5 et 6 le montrent à une grande échelle.
La plaque présentant une surface du type ci-dessus décrit est ensuite recouverte par dé pôt, sur le côté présentant des reliefs, d'une couche métallique conductrice. Cela peut être réalisé par un procédé usuel quelconque, mais on utilise de préférence un pistolet Schoop pour déposer une couche d'aluminium présen tant une épaisseur comprise entre 0,025 et 0,050 mm. Etant donné que le dépôt est réalisé sur la totalité de la surface de la plaque à l'in térieur du rebord, aucune précision n'est né cessaire pour effectuer ce dépôt. Le rebord périphérique 16 peut être masqué par un cadre-support.
La plaque ainsi recouverte est alors sou mise à une opération d'abrasion limitée aux sommets des parties en relief. Celle-ci peut être réalisée mécaniquement au moyen d'un élément portatif à papier abrasif ou à la main avec un tampon abrasif. Cette opération a pour effet d'enlever tout le revêtement métallique du sommet des par ties en relief ainsi qu'une partie du verre situé au-dessous.
Toutefois, si le contour de ces par ties en relief convient bien au but envisagé et si la plaque a été sôumise à une trempe conve nable, la couche superficielle qui a été brus quement refroidie au cours de la trempe est plus épaisse sur les points soiunis à l'abrasion que la couche normalement formée sur une surface plane et cette surépaisseur est suffi- santé pour permettre d'enlever une partie du verre sans briser la plaque.
Dans une autre forme de réalisation pré férée, constituant une plaque de chauffe, les nervures ou reliefs présentent après abrasion une section transversale ayant la forme d'un triangle tronqué ou d'un segment à sommet aplati, dont la base peut avoir environ 1,52 mm, la hauteur environ 0,40 mm et dont le sommet peut avoir 1 mm dans le sens trans versal, ces nervures étant écartées entre elles de 15,8 mm d'axe en axe.
On obtiendra ainsi après recouvrement et abrasion, une grille conductrice dont les différentes bandes ont une largeur légèrement inférieure à 15,8 mm et une épaisseur de 0,025 mm à 0,050 mm, les différents barreaux étant séparés par l'isolant constitué par les parties en relief et l'espace compris entre les bandes ayant la largeur de ces parties en relief au sommet, à savoir 1 mm environ. Lorsque la plaque est en verre, elle peut avoir une épaisseur de 5,5 mm. Si le canal périphérique 19 a une largeur inférieure à celle des bandes, il se produit un accroisse ment de l'effet de chauffage près des bords de la plaque.
Les différentes opérations décrites ci-des sus, permettent d'obtenir une plaque présen tant sur l'une de ses faces, à l'intérieur des rebords 16, un revêtement conducteur coupé par les différentes nervures de manière à for mer une grille à travers laquelle l'électricité circule suivant un parcours sinueux si les con nexions convenables sont faites aux points dé signés par 21 sur la fig. 8.
Dans ces conditions, la chaleur est engen drée dans la grille, la quantité de calories pro- duite dans chaque partie de la grille étant dé terminée par la résistance électrique de cette partie. Il est évident qu'on peut donner à cette résistance une valeur déterminée en choisissant un métal présentant. la conducti vité voulue et également en choisissant conve nablement la largeur et l'épaisseur des parties du conducteur considéré. On met à profit. cette possibilité pour contrôler la production de cha leur dans les différents points de la plaque, en particulier lorsqu'un côté de la plaque est. situé plus haut que l'autre lorsque l'élément chauffant est en fonetionnment, comme cela se produit. pour les panneaux muraux.
Dans un élément du genre de celui repré senté à la fig. 9, on petit donner, dans ce cas, aux bandes conductrices, le long de la partie inférieure de la plaque, une résistance par unité clé surface, plus considérable qu'aux bandes situées à la partie supérieure de la plaque. Cela peut être réalisé en réduisant la largeur des bandes conductrices aux points voulus. On a constaté qu'on obtient ainsi une égalisation de la température de la partie su périeure de la plaque et de ses parties mé dianes, ce qui a pour conséquence une réduc tion des ruptures. Ainsi, la bande supérieure transversale peut présenter une largeur de 11,4 mm et la largeur de chacune des bandes situées au-dessous peut décroître dans une proportion telle que la bande inférieure pré sente une largeur de 7,3 mm.
La fig. 10 représente un mode de réalisa tion de l'élément suivant la présente invention destiné à être utilisé comme plaque chauf fante. Sous cette forme, le disque 15a de verre trempé présente à sa surface une dépression en forme de circonvolution formée par une paroi en spirale ou des reliefs 23. Ici, connue précédemment, la surface désirée est soumise à une pulvérisation et ensuite à tune abrasion avant pour but d'enlever la couche conduc trice présente sur la partie supérieure des re liefs. Les connexions du circuit peuvent. être faites à l'extrémité extérieure de la courbe correspondant. à la. dépression et. au centre aux points marqués 21a, 21a.
Les fig. 11 et 12 représentent un autre mode de réalisation de l'élément nervuré sui vant l'invention, destiné à être utilisé comme plaque chauffante. Ici, la. plaque est rectan gulaire comme sur la. fig. 4 et présente la même disposition de grille que la fig. 4 avec cependant des bandes légèrement plus étroites. La plaque 15 est montée sur tin cadre rectan gulaire 24 sur lequel elle est fixée par des pièces de serrage 25 fixées à la surface exté rieure du cadre et ayant. des bords recourbés vers l'intérieur 25a, qui pénètrent dans une rainure 26 prévue dans les bords de la pla que.
Les bornes 27 traversent le cadre dans des douilles 28 et sont reliées à la grille aux points 21b, par des bandes conductrices 29.
Dans la. construction représentée sur la fig. 1ô, les nervures transversales sont suppri mées et la plaque telle qu'elle sort du lami nage présente des nervures longitudinales 17a, qui se prolongent d'une extrémité à l'autre. On relie entre elles les rainures longitudinales voisines, formées par ces nervures, en meulant les nervures longitudinales alternativement, comme représenté en 17b, sur une longueur convenable, jusqu'à approcher, mais non atteindre les bords de la plaque.
Le métal est alors pulvérisé sur la plaque, les parties péri phériques de celle-ci ayant été convenablement masquées, après quoi la partie supérieure des nervures est soumise à l'effet. d'abrasion comme précédemment. De cette manière, les différentes rainures situées à l'intérieur du rebord, qui a été masqué, sont alternativement connectées entre elles par le métal déposé dans les parties 17b.
L'invention ne se limite pas à l'emploi, pour la. réalisation d'un dépôt métallique con ducteur, d'une couche unique; en effet, il peut être utile que la couche soit double ou mul tiple et composée de métaux différents. A titre d'exemple non limitatif, on mentionnera une couche double de cuivre sur aluminium: tune telle couche mixte sera utilisée, en particulier, lorsque l'on désire obtenir une bonne conducti- bilité électrique. En effet, le cuivre est meil leur conducteur que l'aluminium, mais n5ad- hère pas bien, comme ce dernier, en particu- lier, ait verre.
Pour obvier à cet inconvénient, on dépose d'abord, par exemple par projec tion de métal fondu, sur le support, une cou che continue d'aluminium sur laquelle ondépose ensuite Laie couche également continue de cui vre, soit par projection, soit par voie électro lytique, soit par tout autre procédé. L'adhé rence de la couche de cuivre est alors excel lente et l'on peut mettre à profit ses qualités conductrices. La double couche est ensuite en levée à des endroits déterminés suivant le procédé ci-dessus décrit.
On a constaté que ce mode de réalisation de l'invention convient particulièrement à la fabrication de selfs à très faible résistance ohmique en vue notam ment d'applications radioélectriques.
Des résultats analogues peuvent aussi être obtenus en opérant un dépôt galvanoplastique sur un élément de circuit obtenu par le procédé suivant l'invention. A cet effet, on se sert de la première couche, après enlèvement de cette couche à des endroits déterminés, comme ca thode pour un dépôt de cuivre par voie élec trolytique.
Dans tous les cas, d'ailleurs, les éléments de circuits répondant à l'invention, peuvent encore être soumis à toutes actions chimiques désirables, en vue de provoquer une transfor mation de la matière conductrice initialement déposée. Par exemple, si cette matière est de l'aluminium, on peut provoquer une oxyda tion à sa surface en vue d'augmenter sa résis tivité électrique.
L'élément comportant des résistances élec triques suivant l'invention peut, en outre, être muni d'une plaque protectrice en verre, posée sur la surface de l'élément portant le revête ment, afin d'éviter que cette surface ne vienne en contact avec les objets extérieurs.