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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE, NOTAMMENT AUX APPAREILS du TYPE à FIT et GAINE , et à LEURS PROCEDES DE FABRICATION.-
La présente invention vise des perfectionnements aux appareils de chauffage électrique, notamment aux appareils du type à fil et gaine. Elle couvre tout d'abord un procédé perfectionné pour fabriquer des appareils électri- ques du genre visé.
;Plus particulièrement, elle concerne les appareils de ce type dans lesquels un élément de résistance est noyé ou enrobé dans une masse compacte et tassée de matière isolante et pulvérulente logée dans une Salue métallique.
L'invention concerne principalement les appareils du genre'
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vise qui sont relativement longs et comportent un élément do résistance bobiné
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an hélioe.
On a jusqu'ici rencontré de très grandes difficultés pour fa- briquer un appareil du genro visé avec une telle résistance ayant une longueur relativement grande et capable de fournir ou dégager une quantité de chaleur uni-
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ormes, notamment dans le cas où l'élément de résistance est constitué par un coin- ducteur relativement, petit. Cela, est dû au fatt.que 1.'isolant'pulvérulent, lorsqu* , il est chargé ou tassé dans la gaine', tend à entraîner avec lui les bobines ou @pire
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de l'élément de résistance longina1anent dans la gaine.
Au coure de l'opération do charge, la ghtue ont maintenu en po- sition verticale, et lorsqu'elle est remplie de matière isolante par son extrémité supérieure, elle est mise en vibration, de manière à répartir ou distribuer la ma-
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tière isolante unifoxmêment et à la comprimer pour augmenter sa capacité autour de l'élément de résistance. Ctest précisément au cours de cette opération que les spi- res ou les 'bobines de Isolément de résistance peuvent être entraînées longitudinale- ment à l'intérieur de la gaina par la matière isolante.
On a trouva, dans certains cas, que' sous l'effet de cette opéra- tion, au moins la moitié de la longueur totale de l'élément de résistance est placée dans un tiers seulement de la longueur de l'appareil terminé.
Pour la réalisation de l'invention dans une forme préférée, l'é-
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léZnent de résistance est fixé au assujetti en plusieurs points espacés par inter- valles sur sa longueur, de façon que cet élément ne puisse être entraîné langitudina lement dans la gains par la matière isolante, au otturs de l'opération de chaigement.
Plus particulièrement, on a prévu des supports isolants espacés à des intervalles sur la longueur de' l'élément de résistmoe, ainsi que des parties réduites de la galne métallique, de façon à empêcher tout déplacement longitudinal des supports, et en conséquence de l'élément de résistance*
Les parties de la Saine qui doivent être réduites, peuvent être avantageusement déterminées et localisées en plaçant l'élément de résistance avec
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ses supports, le long de la ga3.n.a;
ensuite, soit les positions prises par les sup- ports, soit les parties de la gaine à réduire, peuvent être indiquées par des repè- res appropriés sur la gaine.
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L'invention couvre aussi clt mtres particularités importantes qui seront indiquées en détail plus loin.
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On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avan- tages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'ac campagnent, donnés simplement à titre d'exemple, et dans lesquels
La Figure 1 représente en élévation un élément de résistance bo- biné en hélice, avec les supports espacés suivant des Intervalles aux la longueur et fixes à 1'élément.
, La Figure 2 représente en élévation la gaina munie de repères in- diquant les parties à réduire.
La Figure 3 est une élévation, avec parties en coupe, montrant l'élément de résistance aveo ses supports montés à l'intérieur da la gains,, ainsi que la gaine réduite, de façon à empêcher tout déplacement longitudinal des supporta.
La Figure 4 est une élévation, avec parties an coupe, montrant' la gaine, après qu'elle a été remplie de matière isolante pulvérulente.
La Figure 5 est une élévation montrant l'élément de chauffage, après que la gaine a été réduite ou rétreinte*
La Figure 6 est une vue perspective, à échelle agrandie, montrant de quelle manière les supports isolants sont assujettis sur l'élément de résistance.
Les Figures 7 à 22 concernent des variantes.
L'appareil de chauffage allongé 10 comporte un élément de résis- tance 11 à construction sinueuse ou en hélice s'étendant axialement par rapport à une gaine métallique 12. De préférence, l'élément de résistance est établi ou con- fectionné avec une matière à haute résistance ayant une très grande élasticité, par exemple un alliage de nickel-chrome..
L'élément de chauffage, dans l'appareil terminé (Figure 5) est noyé ou enrobé dans une masse compacte de matière pulvérulente et isolante 13, telle que la magnésie. Des bornes métalliques 14 et 15 sont prévues pour l'élément de ré- sistance 11. pour confectionner l'élément de chauffage, conformément à l'in- vention, des supports isolants 16 sont fixés sur l'élément de résistance 11, après que les bornes 14 et 15 sont fixées.
De préférence, les bornes sont assemblées et assujetties de la façon suivante chaque borne comporte une partie filetée 17 sur laquelle les par- ties extrêmes de l'élément de résistance 11 sont tournées ou enroulées en hélice, Le diamètre de l'hélice est un peu inférieur au diamètre des bornes dans le fond; des filetages, de sorte que l'hélice est un peu dilatée en*cas de rotation. n
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Le conducteur de résistance se contracte en conséquence sous l'effet de son élasticité, sur les parties filetées, en fournissent ainsi une bon- ne liaison électrique et mécanique avec les bornes.
Des rondelles isolantes 18 sont placées sur les extrémités file- tées des bornes, pour maintenir les extrémités intérieures des bornes au centre ou dans l'axe de la gaine, lorsque l'élément de chauffage est monté à l'intérieur de la gaîne.
Comme représenté, les bornes sont munies d'oreilles 19 pour main- tenir d'un côté les rondelles qui sontaretenues de l'autre coté par l'élément de résistance enroulé en hélice.
L'extrémité*extérieure de la porno 14 est munie d'une rondelle de charge massive 20, qui est fixée sur la borne au moyen de la partie de borne apla- tie 14a,, tandis que l'extrémité extérieure de la borne 15 est munie d'un axe de chargement 21, qui traversa la partie extrême aplatie 15a de la borne. Cette par- tie est bien entendu munie d'une ouverture pour recevoir l'axe.
Arâs que les bornes ont été fixées, les supports de centrage 16 sont espacés sur la longueur de l'élément de résistance en hélice. On peut espacer sur cet élément, des supports en nombre convenable quelconque; le'nombre dépendant dans une grande mesure, des dimensions du conducteur servant à confectionner l'é- lément de résistance, ainsi que la longueur de l'élément de chauffage. Chaque sup- port est fixé sur l'élément de résistance, par une compression ou un aplatissement de plusieurs spires du ccmducteur, de chaque coté du support et au voisinage de celui-ci, comme représenté clairement Figure 6.
Chaque support 16 (voir Figure 6) comprend un corps cylindrique réduit 16a ot une partie élargie 16b forment tête, analogue à une bride, placée air une extrémité du corps- Le Support est muni d'un canal ou passage longitudinal suf- fisamment large pour fournir un ajustage libre avec la bobine.
On comprend ainsi que les spires, sur chaque côté du support, doivent âtre aplaties-seulement dans une faible mesure, pour fixer le support. les supports sont confectionnés au moyen d'une matière isolante appropriée, telle que la lave; ils peuvent recevoir d'autres tonnes, par exemple ils peuvent rece- voir des sections transversales carrées,
Comme déjà indiqué, la gaîne métallique est munie de plusieurs parties 12a réduites ou aplaties, placées de manière à assujettir les supporte, et en conséquence l'élément de résistance, de façon à l'empêcher de prendre tout
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déplacement longitudinal au cours des opérations de chargement de la gaine par la matière isolante.
Les parties de la gaine devant être réduites sont localisées en plaçant l'élément de résistance avec ses bornes et ses supports dans le sens longitudinal de la gaine.
L'élément de résistance est soumis à une tension (figure 1) à la longueur qu'il prend lorsqu'il est mis en place dans la gaine, de sorte que cha- que support prend, par rapport à la longueur de la gaîne, une position qui est à peu près la position relative à la longeur de la gaine, qui est occupée lorsque l'élément est mis en place à l'intérieur de la gaine.
Les parties de la gaine qui doivent être réduites sont indiquées, de manière appropriée quelconque; par exemple à la craie, sur la surface extérieu. re de la gaine (voir Figure 2).
Comme déjà indiqué, au cours de l'opération de chargement, la gaine est généralement maintenue en position verticale, et la matière pulvéru- lente est versée dans la gaina, par son extrémité supérieure.
En conséquence, les parties réduites sont placées dans la gaine sur les côtés des supports qui sont dirigés vers l'extrémité inférieure de la gaine, lorsque celle-ci se trouve en position de chargement verticale, Sur le dessin, l'extrémité Inférieure se trouve à la gauche, et de cette façon, chaque partie réduite est placée sur le côté gauche du support correspondant,
Comme représenté Figure 1 et 2, chaque partie réduite est de pré- férence placée dans la gaine à une distance relativement petite du bord le plus voisin de son support, de façon à autoriser toute variation pouvant se produire dans le marquage ou le repérage de la gaine, ou dans l'extension de l'élément de résistance.
t Lorsqu'on assure les positions pour les parties réduites 12a, il est préférable aussi que les supports soient placés contre les parties élargies ou aplaties de l'élément de résistance qui se trouvant au-dessous des supports, lorsque l'élément se trouvo en position de chargement vertical. Cela permet aus- si d'autoriser les variations pouvant se prêduire dans le marquage ou le repérage de la gaine, ou encore dans l'extension de l'élément de résistance
L'élément de résistance avec les bornes et les supports est ensuite imséré dans la gaine métallique, comme représenté Figurer la gaine ayant été préparée pour l'assemblage par une fraisure 22, dans chacune de ses extrémi- tés, et par un nettoyage complet de l'intérieur de la gaine.
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L'extrémité extérieure de la borne 14 est maintenue en place axialement par rapport à la gaine, au moyen de la rondelle 20 qui est reçue et logée dans la fraisure de gauche 22, tandis que l'extrémité extérieure de la borna 15 est maintenue en place dans l'axe de la gaine, au moyen d'un axe ou fuseau 21 qui est reçu et logé-dans la fraisure 22, à l'extrémité droite de la gaina.
Au cours de l'assemblage, l'élément de résistance est inoéré dans la gaine, de manière que la.rondelle 20 qui, est raque et logée dans la frai- sure de gauche 22, taudis que l'extrémité extérieure de la borne 15 est mainte- nue en place dans l'axe de la gaine, au moyen d'un axe ou fuseau 21 qui est re- çu et logé dans la fraisure 22, à l'extrémité droite de la gaîne.
L'axe 21 est ensuite passé à travers l'ouverture ; ménagée dans la partie plate de borne 15a, et la borns 15 peut être rotirée dans la gaîne par la tension de l'élément de résistance, de sorte que l'axe ou fuseau soit requ et logé dans la fraisure de droite 22. En fixant les bornes en place, l'élément de résistance est ainsi étendu ou déployé pour séparer ses spires.
La gainamétallique est ensuite dentelée, réduite ou l'étreinte aux parties marquées à la craie, dans des proportions telles que les supports isolants 16 ne puissent traverser ces parties réduites de la gaine.
Il conviant d'observer que les Isolateurs ont été placés sur l'élément de résistance, de telle sorte que les parties élargies 16b soient voi- sines des parties réduites de la gaine.
En raison de cette disposition, si un support isolant est dé- placé de façon à engager les parois intérieures de sa partie réduite, la tête carrée fournit un passage libre, à travers la gaîne, pour la matière isolante.
On voit ainsi, en se reportant à la Figure 4, que la matière isolante dispose d'un chemin de passage libre allant des parties supérieures de la Saine à ses parties inférieures. La matière peut passer autour de la partie cylindrique réduite 16a des supporta et à travers les chemins de passage fournis par la'partie carrée 16b, ou bien encore elle peut traverser les ouvertures ména- gées dans les supports.
La gaîne est alors remplie, par son extrémité ouverte, c'est-à- dire l'extrémité de droite en regardant la dessin, par une matière réfractaire et isolante 13, à l'état pulvérulent. A cet effet, la gaine est maintenue en po- sition verticale dans une machine vibrante spéciale,, non représentée, et avec
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l'extrémité munie de l'axe ou fuseau 21 se trouvant à la partie supérieure.
Lorsque la gaine est remplie de matière isolante, par 1'extra- mité supérieure ouverte, elle est mise en vibration pour agiter la matière isolante et la distribuer uniformément autour des bornes, de l'élément de résistance et des supporta isolants.
Ainsi qu'il a été dit; les supports reçoivent une tonne telle que la matière isolante puisse librement passer autour d'eux, ainsi qu'entre les spires de l'élément de résistance et à travers les troue axiaux des piè- ces de support.
Si l'élément de résistance a tendance à se déplacer langitudi- nalement dans la gaine, sous l'effet du poids ou de la pression de la matière réfractaire et pulvérulente, soit sur l'élément de résistance lui-même, soit sur les supports, les supports se déplacent un peu jusqu'à cenir- en, contact direct avec les parties réduites de la gaine et sont ainsi empêchés de se dé- placer davantage.
Si;l'élément de résistance a dendance à se déplacer longitudi.. nalement avec la matière isolante et pulvérulente lorsque celle-ci traverse longitudinalement la gaine, les parties élargies et aplaties de l'élément, au- dessus des supports, viennent en contact direct avec l'extrémité supérieure des supports , et empêchent ainsi tout mouvement plus prononcé de l'élément.
Les supports sont suffisamment voisins pour empêcher tout mouvement local appréciable de l'élément entre eux.
Lorsque la gaîne a été remplie, une rondelle 23 est insérée dans le logeant 22, à l'extrémité de droite de la gaine, au-dessus de la par- tie de borne pplatie 15a et de laxe 21. Les extrémités de la gaine sont alors rabattues de façon à assurer le maintien en place des rondelles 20 et 23.
On a trouvé jusqu'ici qu'il y a tendance, pour les éléments de résistance, à se déplacer à travers la magnésie vers le coté de'la gaine, dans le cas où la gaine n'est pas parfaitement rectiligne au cours de l'opéra- tion de rétreinte.
Par exemple, si l'opérateur en refoulant ou forçant la gaine dans la machine à rétreindre, permet à son extrémité extérieure d'être défor- mée et affaissée, la gaine est cintrée,, et il peut en résulter que l'élément de résistance soit déphasé en direction du côté inférieur de la gaine .
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Cette action a pour effet de réduire la distance entre l'élé- ment de résistance at la gaines, et d'autre part, il arrive fréquemment que cela entraîne une mise à la terre de l'élément de résistance* pour empêcher cet inconvénient, la matière isolante est compri- mée et tassée autour des parties de l'élément de résistance qui se trouvent en% tre les régions réduites 12a, en comprimant la gaîne à peu prèa à mi-chemin en- tre ces régions. t Dans certains cas, on a trouvé qu'on comprimant la gaine, de façon à réduire son diamètre d'environ 1 mm.
Et sur une longueur de plusieurs centimètres entre les dentelures, la matière isolante est suffisamment tassée pour retenir l'élément de résistance absolument au centre, au cours de l'opéra- tion de rétreints.
On fait alors passer l'appareil entier à travers une machine à rétreindra ou à laminer, en vue de tasser ou de comprimer la matière isolante à l'intérieur de la gaina, jusqu'à formation d'une masse dense et dure; cette opé- ration ayant pour effet de réduire le diamètre et d'augmenter la longueur de l'appareil de chauffage*
Il convient.d'observer que, au cours de cette opération de ré- treinte, la matière isolante est empêchée de s'échapper en tête de la matrice de la machine à rétreindre, d'une part, à cause des parties isolantes compactes entre les régions réduites 12a, et d'autre part, à cause des supports isolants.
En outra , on observe que, du fait des parties compactes de la' matière isolante, il est impossible que l'élément de résistance se déplace trans- versalement dans sa gaine. En conséquence, l'élément de résistance est noyé fer- mement dans la matière isolante tassée, En position centrale ou axiale dana la gable.
La gaine est réduite à un diamètre égal ou inférieur à celui des régions réduites 12a. Il est généralement désirable de faire passer l'appa- reil à travers la machine à rétreindre un certain nombre de fois, de manière à réduire progressivement son diamètre. L'appareil peut être recuit entre les opérations successives, en vue d'empêcher l'élément de résistance de devenir trop dur et d'une manière analogue, d'empêcher la gaîne de devenir sassante.
On a constaté que les parties de tête élargies 16b de! supports ont parfois tendance à affaiblir la gaîne métallique. En vue d'éliminer cet in-
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convolant, on a muni chaque partie de tête d'une rainure ou encoche transversa- le 16a. Cela a pour effet d'affaiblir la tête dans une mesure telle qu'elle soit baisée au cours de la première opération de rétreinte. En conséquence, la tête a moins de tendance à affaiblir la gaine. En général,*les supports 16 sont com- plètement pulvérisés par les opérations de l'étreinte.
Après que l'appareil a été rétreint'dans la mesure désirée, les rondelles, à chaque extrémité, sont coupées ou autrement retirées, et les extré- mités de l'appareil sont équarries comme représenté figure 5. Les bornes sont maintenues en place fermement par la matière isolante tassée*ou comprimée dans laquelle elles sont noyées ou enrobées.
Les appareils de chauffage électrique, du type à fil et gaine, dans lesquels l'élément de résistance est noyé dans une masse compacte de ma- tière isolante logée dans une gaine métallique, peuvent comporter soit un noyau en hélice de fil de résistance, soit un noyau rectiligne, suivant le service au- quel l'appareil est destiné.
L'élément ou noyau de résistance est généralement monté sui- vant l'axe de la gaîne métallique et est noyé complètementdans une matière iso- lante et réfractaire, telle que la magnésie, qui est tassée autour de l'élément de résistance.
Il arrive fréquemment, notamment dans les appareils de chauffage relativement longs, qu'il soit désirable d'utiliser un noyau reotiligne plutôt qu'un noyau en hélise, pour l'élément de résistance,à cause de la résistance spé- cifique nécessaire.
Mais il a été très difficile jusqu'ici de construire un appareil de chauffage de ce type, continu et relativement long, avec un élément de résis- tance à noyau rectiligne, parce qu'au cours de l'opération de réfrène , il y a une très grande tendance, pour le noyau rectiligne, à être rompu en plusieurs tronçons relativement courts, ce qui a pour effet d'ouvrir le circuit de l'élé- ment de chauffage.
Cela résulte du fait que la gaînedmétallique se déploie plus rapidement que l'élément de résistance, et en conséquence, il se produit, dans le fil-noyau, des fatigues qui sont fréquemment assez grandes pour entraîner la rupture.
Même si la fil-noyau n'a pas été brisé au cours de l'opération de rétreinte, il arrive que dans l'appareil terminé, le conducteur-noyau possède
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souvent mie section transversale très irrégulière; certaines parties du fil étant réduites presque jusqu'au point de rupture, ce qui crée des points critiques et dangereux; l'élément de chauffage est fréquemment séparé ou rompu en service, dans ces parties réduites, en raison des alternances de chauffage et de réfroi- dissenment.
Pour essayer d'écarter ces inconvénients, il a été d'usage d'é- tablir l'appareil de chauffage en plusieurs parties et d'a joindra ces parties, de ,façon à constituer un appareil ayant la résistance et la longueur nécessaires.
Ce procédé de fabrication a donné des résultats plus ou moins défectueux, car'il arrive souvent que les joints doivent obligatoirement tire placés dans des zones -très chaudes.
Ceci posé, l'invention offre un procédé de fabrication d'un ap- pareil du type à fil-noyau et gaine, grâce auquel il est possible de former un appareil de chauffage électrique continu ayant la longueur désirée entre des li- mites très espacées l'une de l'autre.
A cet effet, suivant l'invention, on obtiont un élément de ohauf- fage du type à fill-moyau, en enroulant plusieurs conducteurs de résistance élec- trique ensemble avec torsion* Au cours de l'opération de l'étreinte, la torsion dans les conducteurs est plus ou moins défaite, et empêche ainsi toute fatigue excessive dans les conducteurs.
On a prévu aussi des moyens appropriés pour maintenir l'élément de résistance à fil-noyau allongé suivant l'axe de la gaine métallique, pendant que la gaîne est chargée de matière isolante et au cours de l'opération de ré- treinte initiale.
1 cet effet, la gaine métallique est dentelée ou conformée autre- ment, de façon à former des parties aplaties en plusieurs points. De préférence, les parties aplaties sont placées dans la gaine par paires, les parties formant chaque paire étant situées à peu pros perpendiculairement les unes aux:autres.
Dans ces parties aplaties, la gaine possède une largeur juste suffisante pour recevoir l'élément de résistance, et de la sorte l'élément est fixé dans sa position centrale ou axiale en plusieurs points espacés sur toute la longueur de la gaîne.
Après que la gaine a été chargée ou remplie de magnérie, mais avant le travail de rétreinte, la matière isolante est comprimée ou tassée en-
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tre chaque paire de parties aplaties, de manière à assurer davantage la looali.. sation centrale ou axiale de 1'élément de chauffage.
On a prévu aussi une connexion simple et sûre eultre les bornes et l'élément de chauffage, grâce à laquelle l'élément peut être rétreint dans une mesure désirée quelconque, sans atteinte à l'élément de chauffage ni aux bornes.
Pour la réalisation de cette particularité de l'invention, en a prévu, dans la borne, 'on logement dans lequel une partie extrême de l'élément tordu est insérée. Le diamètre de la borne est ensuite réduit de façon que le métal de la borne'soit refoulé dans les espaces compris antre les spires de l'élé- ment tordu.
Les figures 7 à 14 se rapportent à cette réalisation de l'inven- tion.
La Figure 7 représente en coupe un appareil de chauffage élec- trique, avant l'opération de dentelure,
La Figure 8 est une vu partielle montrant la gaîne métallique, après avoir été dentelée, de manière à former des parties aplaties.
La Figure 9 est une coupe prise suivant la ligne 9-9 de la Fig.8
La Figure 10 est une élévation d'une partie de l'élément de ' chauffage tordu, montrant l'élément préparé pour la liaison avec sa borne.
La Figure 11 est une élévation de la borne, avec partie en cou- pe, montrant la borne préparée pour la liaison avec l'élément de chauffage.
La Figure 12 est une coupe montrant l'aspareil de chauffage assem- blé, avant l'opération de rétreinte.
La Figure 13 est une élévation d'une des rondelles de charge util Usées dans l'opération de chargement de l'isolant.
La Figure 14 enfin, est une élévation partielle de l'appareil torminéo
L'appareil de chauffage allongé 30 comprend un élément de chauf fage à résistance en fil-noyau rectiligne 31 tonné par une paire de conducteurs de résistance tordus 31a et 31b s'étendant axialement dans une gaine métallique 32. L'élément de résistance est formé par une matière à haute résistance possé- dant une grande élasticité, par exemple un alliage de nickel-chrome. L'élément de chauffage 31 est noyé dans une masse compacte da matière isolante réfractaire et pulvérulente 33, telle que la magnésie-
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Des bornes métalliques 34 et 35 sont prévues pour l'élément de chauffage 31.
Chaque borne est munie d'un logement longitudinal étagé 36 desti- né à recevoir une partie étagée correspondante 37 de l'élément de chauffage tor- du. La partie de borne étagée de l'élément de chauffage est formée par une par- %il;tordue réduite 37a de la partie extrême de l'élément de chauffage, et par la partie extrême 37b dans les conducteurs, qui fait saillie au-delà de la parti:
tordue, 'de préférence dans l'axe de l'élément*
Il convient d'observer que, lorsque la partie de borne 37 est in- aérée dans l'alésage étage du logement de borne, la partie tordue réduite 37a es reçue dans la logement de borne 36a de grand diamètre, tandis que la partie saillante 37b est reçue dans la partie de logement 36b, de petit diamètre.
Chaque borne est comprimée sur sa partie de borne de l'élément de chauffage, de façon que le métal de la borne soit forcé ou refoulé dans les espaces ou dans les rainures entre les spires de l'élément de chauffage à noyau tordu.
On obtient* ainsi une très bonne liaison électrique et mécanique entre les bornes et l'élément de chauffage* Avant qu'une borne puisse être reti- rée ou arrachée de l'élément de chauffage, il serait nécessaire de cisailler les filetages intérieurs qui sont formée dans les logements de borne, lorsque la bor- ne;:: est comprimée sur l'élément.
En fabriquant 1'apparaît de chauffage suivant l'invention, les éléments de résistance 31a et 31b sont tordus ensemble avec un pas relativement court, de manière à fonner l'élément de chauffage 31.
Bien qu'on ait représenté seulement deux brins de résistance en- roulés l'un autour de l'autre pour former l'élément de chauffage tordu, on com- prend qu'on peut aussi faire appel à trois, quatre, etc.. brins de ce genre.
Les bornes 34 et 35 sont ensuite attachées sur leurs parties ex- tr&mes respectives de l'élément de chauffage 31. Celui-ci est préparé pour être relié avec les bornes 34 et 35, En disposant les parties de Pornos extrêmes éta- gées 37.
La partie saillante37b peut être formée en taillant ou détachant autrement une partie d'un des conducteurs 31a et 31b, de façon à laisser un brin unique,
Apres cette opération,. la partie d'extrémité tordue 37a de l'élé-
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ment de chauffage est rétreinte ou réduite autrement à une dimension qui corres- pond approximativement au diamètre de la partie de logement de borne 36a de grami diamètre.
La partie saillante 37b est coudée ou tordue, de manière à repo- ser dans l'axe de l'élément de chauffage,' et en outre, la partie 36b du logement de borne reçoit un diamètre approximativement égal à celui du brin saillant 37b de façon à recevoir exactement ce dernier.
La partie de borne 37 est alors insérée dans le logement 36 de la borne, après quoi la borne est rétrointe ou comprimée autrement, de préférence en vue de recevoir une section transversale carrée, de sorte que son métal est forcé ou refoulé dans les rainures ou espaces entre les conducteurs tordus des parties de @orne 37a de l'élément de chauffage.
Ce système de borne est une particularité très importante de l'in- vention. On comprend en effet que, si l'élément de chauffage à fil-noyau tordu conservait ses dimensions entières à ses extrémités, plutôt que de recevoir la formation étagée qui a été représentée, et ci la borne était munie d'un alésage rectiligne pour recevoir ces extrémités, la borne serait si faible, au bout du fil-coyau, qu'elle serait brisée en deux en ce point, au cours de l'opération de rétreinte ultérieure de l'appareil de chauffage assemblé.
Comme il a été exposé, la gaina métallique 32 est munie de plu- sieurs parties aplaties 32a placées de faqon à maintenir l'élément de chauffage suivant l'axe au cours de l'opération de charge de la matière isolante et au cours des opérations préliminaires de rétreints.
Dans ses parties aplaties, la gaine est suffisamment large pour recevoir l'élément da chauffage, mais généralement elle n'est pas suffisamment large pour que les bornes puissent passer. En conséquence, il est généralement nécessaire d'assembler l'élément de chauffage avec la gaina,, avant les opéra- tions de dentelure ou d'indentation.
La gaine métallique 32 est préparée pour l'assemblage de l'élément de chauffage 31, tout d'abord en munissant ses extrémités de fraisures 40, (fig 7) et ensuite par un nettoie complet de ses parois intérieures, L'élément de ré- sistance 31, avec ses bornes attachées, est ensuite inséré longitudinalement à l'intérieur de la gaine, comme représenté Figure 7 et de préférence, placé sous uno légère tension pour le maintenir rectiligne à l'intérieur de la gaina*
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L'élément de chauffage possède une longueur suffisante pour per- mettre aux bornes de faire saillie par rapport aux extrémités de la gaine.
L'é- lément de chauffage peut 'ètre supporté et mis sous tension dans la gaine,* en plaçant des rondelles 41 dans les fraisures 40 et s'ajustant sur les pièces de/ 'bornes, de façon à has maintenir dans l'axe de la gaine.
Des manchons ou colliers 42 sont alors placée sur les pièces de bornes et sent fixes au moyen d'écrous 43 qui sont tournes sur les parties ex- trêmes saillantes et filetées des tomes.
En faisant tourner les échus 43 vers l'Intérieur sur les parties de bornes, l'élément de chauffage est place nous une tension suffisante pour être maintenu suivant l'axe, à l'intérieur du tube, et ne pouvoir être détonne au cours de l'opération de dentelure ou d'indentation.
Après que l'élément de chauffage a été assemblé avec la gaine, comme représenté figure 7, la gaine est prête pour l'opération de dentelure.
Comme on le voit Figures 8 et 9, les dentelures sont placées dans la gaine métal- lique de manière à fournir des parties aplaties 32a par paire, avec les axes des parties voisines placés à peu près perpendiculairement l'une à l'autre.
En raison do cet arrangement, les parties réduites de chaque pai- re prises ensemble, tonnent une section do maintien carrée autour do l'élémont de résistance. Figure 9* Un certain nombre de ces paires sont espacées à certains intervalles sur la longueur de la gaine.
En se reportant à la Figure 9, on voit que le passage ou canal traversant la gaina, au droit des parties aplaties, est suffisamment large pour recevoir l'élément de chauffage 31, et du fait que les parties aplaties voisines sont disposées à peu près perpendiculairement les unes aux autres, l'élément de chauffage se trouve assujetti suivant l'axe de la gaine en plusieurs points es- paoés à des intervalles, sur toute sa longueur.
Mais il est très important que les sections réduites de la gaine soient suffisamment larges pour empêcher toute saisie ou frottement de l'élément de résistance en ce point.
Il y a généralement ainsi un certain jeu entre les parois de la gaine et l'élément- En conséquence, il est préférable de tonner chaque paire do parties aplaties dans la gaina à pou près à 45 par rapport aux paires voiaines En d'autres termes, une paire de dentelures est formée avec leurs axes à peu près à 90. l'un de l'autre.
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La gaine est ensuite mise en rotation autour de son axe longitu- dinal; suivant un aggle de 45 , et un autre groupe de dentelures est formé avec leurs axes à peu prés à 90 l'un de l'autre; par conséquent, les quatre dents- lures de paires voisines prises ensemble, constituent une section de maintien de forme octogonale.
Cet àrrangement empêche toute possibilité que l'élément de chauf- fage se déplace depuis sa position centrale ou axiale, au-delà des limites dé- finies par le jeu entre l'élément de résistance et les parties latérales des deux sections de maintien carrées formées par les paires voisines.
On comprend que, si les axes des parties aplaties de chaque pai- re n'étaient pas ainsi tournés par rapport aux axes des parties aplaties cor- respondantes des paires voisines, les limites du jeu seraient définies par la distance entre la surface de l'élément de résistance et les coins de sections de maintien carrées.
Les parties aplaties sont espacées de façon que l'élément de chauffage soit centré convenablement à l'intérieur de la Saine, mais ne sont pas placées si rapprochées les unes des autres que le chemin de passage traver- sant la gaina soit restreint.
En outre, les dentelures sont placées dans la gaine, non seulement pour maintenir l'élément de chauffage 31 suivant l'axe, mais aussi pour maints- nir les pièces de bornes 34 et 35 suivant l'axe de la gains, Figure 12.
Après que la gaîne a été ainsi dentelée, les écrous 45,1 les man- chons 42 et les rondelles 41 sont retirés, et l'intérieur de la gaîne est com- plètement nettoyé de façon à retirer toute pellicule ou débris ayant pu être détaché ou libéré par l'opération de dentelure. L'intérieur peut ainsi être net- toyé en soufflant de l'air sec dans la gaine.
La gaîne est alors prête pourri'opération de chargement. Elle est fermée à une extrémité, par exemple à l'extrémité de gauche en regardant la Figure 12, par une paire de rondelles pleines 41 qui s'ajustent sur la borne 34, desmanière à maintenir celle-ci suivant l'axe du tube. Ces rondelles sont reçues et logées dans la fraisure de gauche 40. Le manchon 42 est alors placé sur la partie extrême saillante de la borne 34J et est fixé au moyen de l'écrou 43
La borne 35 est fixée de manière analogue suivant l'axe de la gaine, au moyen d'une rondelle triangulaire 46 qui est mise en place dans la
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fraisure 40, à l'extrémité de droite de la gaine.
La conducteur de résistance
31 est placé sous une tension légère, en faisant tourner les écrous 43 vers l'Intérieur sur les bornes*
La gaina est'alors remplie par les ouvertures ménagées dans la rondelle triangulaire 46, par la matière isolante et pulvérulente 33. A cet effet, la gaine est maintenue en position verticale dans une machine'spéciale démise en vibration (non représentée), avec l'extrémité munie de la rondelle triangulaire placée vers le haut.
Lorsque la gaîne est remplie de matière isolante par les ouver- tures ménagées dans la rondelle triangulaire, elle est mise en vibration, pbur agiter la matière isolante et la distribuer uniformément autour des bor- nes et de l'élément de résistance.
La matière isolante'et pulvérulente peut facilement traverser les parties aplaties 32a en se dirigeant vers les parties inférieures de la gaine an position verticale.
Lorsque la gaine a été ranplie, une rondelle pleine 47, analogue aux rondelles 41, est insérée en place autour de la borne 35, pour former la gaine.
Le manchon 42 et l'écrou 43 sont alors remis en place, et l'élé- ment de résistance à fil-noyau 31 est placé sous un effort léger, en faisant tourner l'écrou 43 vers l'intérieur, sur la borne 35. Les extrémités de la gel- ne sont ensuite rabattues de manière à assujettir le! rondelles dans les extré- mités de la gaine.
Après que la gaine a été ainsi chargée de matière isolante et pulvérulente, on comprime et tassa la magnésie dans les parties de la gaine comprises antre les parties aplaties 32a, autour de l'élément de chauffage à fil-noyau. Cette opération contribue à assurer davantage la localisation axiale de l'élément de chauffage.
Cette compression, avec tassement, de la matière isolante peut être réalisée en frappant la gaine métallique entre chaque paire de parties aplaties, d'une manière assez brutale, par exemple en frappant la gaina. avec une matrice courte et fendue dans une presse.
On a constaté que cette opération a pour effet de comprimer ou . de tasser la magnésie autour du fil-noyau, de telle façon que celui-ci est en- suite maintenu parfaitement suivant l'axe, à l'intérieur de la gaine, au cours
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des opérations de rétreinte. Après que la matière isolante a été ainsi tassée, les écrous 43 et les manchons 42 sont de nouveau retirés.
On fait alors passer l'élément entier dans une machinée' à ré- traindre ou à laminer en vue de tasser la matière isolante dans la gaine, pour en tonner une masse dense et dure; l'opération du rétreinte réduisant le dia- mètre et augmentant la longueur de l'élément.
Après plusieurs passes à travers la machine à rétreindre, les parties aplaties de la gaîne sont généralement retirées (les cotés aplatis étant chassés en saillie vers l'extérieur), et alors la gaîne prend la forme d'un cylnidre complet sur toute sa longueur.
La Salue s'allonge en peu plus vite que le fil-noyau au cours des deux ou trois premières passes dans la machine. En d'autres termes, les bornes saillantes sont tirées à l'intérieur de la gaîne, sur une petite dis- tance.
Mais la matière isolante est suffisamment tassée an général par les premières passas, pour fixer les bornes , de manière à les empêcher de prendre tout autre déplacement vers l'intérieur.
Le fil noyau tordu de résistance est allongé, au cours de l'opé- ration de rétreinte de façon que le pas primitif relativement court du fil soit notablement accru. Ainsi, dans un appareil de chauffage particulier, le pas qui était d'environ 5 mm avant l'opération de rétreinte, est attenté par cette opération jusqu'à environ 16 MM.
En outre,, les bornes 34 et 35 sont progressivement réduites en diamètre par l'opération de rétreinte, et les extrémités à logement se con- tractant autour de 1'élément de résistance.
Si on le désire, l'appareil de chauffage peut être recuit entre les opérations de rétreinte successives, en vue d'empêcher l'élément de régie- tance et la gaine de devenir dure et cassante.
Grâce à l'invention, on a construit des appareils de chauffage ayant des longueurs relativement grandes. Ainsi, on a pu construire des appa.. rails de chauffage ayant une longueur finale d'environ 5 mètres qui ont été l'étreints en partant d'une longueur primitive de 3 mètres. Le diamètre de cet appareil de chauffage a été réduit, par l'opération de l'étreinte w depuis 12mm environ avant l'opération, jusqu'à 8 mm environ après l'opération. Mais on ' peut, bien entendu, construire des appareils ayant des longueurs encore beau*
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coup plus grandes.
Après que l'appareil a été rétreint dans la mesure désirée, les rondelles, à chaque extrémité, sont découpées ou autrement retirées, puis les extrémités de l'appareil sont équarries (figure 14).
Les bornes 34 et 35 sont maintenues en place fermement par la matière isolante tassée dans la gaine dans laquelle elles sont noyées ou en- robées- D'autre part, les extrémités des appareils peuvent être final anent '.munies:de pièces de 'bornes convenables quelconques, telles que celles repré- sentées dans l'appareil terminé de la Figure 14.
Ainsi qu'il a été déjà dit, on a rencontré de grandes difficul- tés pour fabriquer des appareils de chauffage à fil et gable ayant une lon- Sueur relativement grande, à cause de la tendance que présentent l'élément de chauffage et les bornes à se déplacer depuis leurs positions axiales respecti- Vont dans la gaîne métallique, pondant quo la matière isolante, ot pulvérulonte est châtiée et comprimée, pour être tassée. De cette tendance, il résulta que les espaces compris entre l'élément de résistance et la gaine se trouvent fré- quemment réduits, et perfois jusqu'à un point tel que l'élément de résistance soit mis à la terre.
Suivantl'invention, pour éviter cet inconvénient, la gaine mé- tallique est déformée de façon à présenter plusieurs parties réduites espa- cées à certains intervalles, sur la longueur de la gaine, et placées de façon à maintenir positivement l'élément de résistance avec ses bornes, suivant l'a- xe de la gaine. Après que l'élément de résistance et la matière isolante ont été insérées dans la gaine, celle-ci reçoit une nouvelle conformation, ne com- portant plus les parties réduites ou l'étreintes.
Les Figures 15 à 22 se rapportent à cette nouvelle réalisation de l'invention.
La Figura 15 représente en coupe longitudinale, avec parties enlevées, un élément de chauffage conforme à l'invention, avant que la gaine métallique ait été conformée de façon à présenter les parties réduites ou ré- traintes.
La Figure 16 est une vue en coupe de l'appareil de la Figure 15.
La Figure 17 est une coupe longitudinale, montrant la gable après qu'elle a été conformée de manière à présenter les parties de diamètre réduit.
La Figure 18 est une coupe transversale, prise suivant la ligne'
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18-18de la Figure 17.
La Figure 19 est une coupe longitudinale montrant S'élément de chauffage assemblé après le chargement, mais avant l'opération de rétrointe.
La Figure 20 est une élévation, avec partie en coupe, montrant l'appareil de chauffage assemblé, après que la gaine a été conformée de nou- veau de façon à recevoir un diamètre à peu près uniforme sur toute sa longueur
La Figure 21 est une coupe partielle montrant la gaine métalli- que après qu'elle a été conformée de fagon à réduire certaines parties par un autre procédé conforme à l'invention.
La Figure 22 enfin est'une vue de détail analogue à la Figurd 21 montrant la gaine conformée par un autre procédé.
L'appareil de chauffage allongé 50 comporte un élément de résis- tance 51 enroulé en hélice ou autrement et et étendant suivant l'axa d'une gaine métallique 52 . De préférence, l'élément de résistance est établi en une ma- tière appropriée possédant une très grande élasticité, telle que par exemple un alliage nickel-chrome- Dans l'appareil terminé, l'élément de chauffage (voir ffgure 20) est noyé ou enrobé dans une masse compacte de matière isolan- te , réfractaire et pulvérulente, désignée par 53, par exemple la magnésie, Des bornes métalliques 54 et 55 sont prévues pour l'élément de résistance 51.
La gaine métallique est munie de plusieurs parties réduites ou' aplaties désignées par 52a, placées de façon à maintenir l'élément de chauf- fage et les bornes suivant l'axe de la gaine, ou cours de l'opération de char- ge et de tassement de la matière isolante. L'élément de chauffage est généra- lamant assemblé aveo la gaine, avant que les parties réduites soient formées.
Pour fabriquer un appareil de chauffage conformément à l'inven- tion, une des bornes, par exemple la borne 54, est tout d'abord assemblée ou fixée sur 1'élément de résistance. De préférence, la borne est fixée de la manière suivante: elle est munie d'une partie filetée 56 sur laquelle la par- tie extrême de l'élément de résistance est enroulée ou vissée. Le diamètre de l'hélice est un peu inférieur à celui de la borne dans les fonds des filets, de sorte que l'hélice est un peu dilatée lors de son enroulement, Par consé- quent, la conducteur de résistance se contracte sous l'effet de son élastici- té sur la partie filetée, en établissant ainsi une bonne liaison électrique et mécanique avec la borne.
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La gaîne métallique 52 est préparée pour l'assemblage de l'élé- ment de chauffage 51, en munissant ses extrémités de fraisures 57 et en net- toyant complètement ses parois intérieures. L'élément de résistance 51, avec sa borne 54 attachée* est alors inséré longitudinalement à l'intérieur de la gaine , comme représenté Figure 15. La gaine est fezméa à une extrémité, par exemple à l'extrémité de gaucho, par une rondelle plaine 58 qui est fixée con- venablement sur l'extrémité extérieure de la borne 54:, et qui est reçue dans la fraisure 57 à l'extrémité gauche, da façon à maintenir la borne suivant l'axe de la gaîne.
;La 'òrne 55 est alors fixée sur l'extrémité correspondante de l'élément de chauffage. Cela peut être réalisé en étirant la partie extrême de l'élément de chauffage à 1'extérieur do la gaine, sur une distance suffi- sante pour permettre à la borne 55 d'être vissée dans celle-ci, d'une manière analogue à. ce qui a été décrit en regard de l'assemblage de la borne 54, La borne 55 est à cet effet munie d'une partie filetée 56 destinée à recevoir la partie d'extrémité voisine de l'élément de chauffage*
La borne 55 est fixée suivant l'axe de;
la gaine et empêchée de prendre un mouvement longitudinal sous la tension de l'élément de résistance, par une rondelle étoilée 60 reçue et logée dans la fraisure de droite 57. L'é- lément de chauffage est placé sous une tension suffisante pour séparer ses spires et le maintenir suivant l'axe de la gable, et aussi pour l'empêcher d' être plié ou autrement déformé, tandis que les parties réduites sont formées par rétreinte ou autrement dans la gaine.
Après que l'élément de*chauffage a été assemblé avec la gaine, comme représenté Figaro 15, la gaine est prête pour l'opération de conformation Comme représenta Figuras 17 et 18, la gaine est conformée de façon à 'être munie de parties réduites 52a espacées à certaine intervalles sur sa longueur.
De préférence, comme représenté, les parties réduites sont pré- vuon par paires, do tollo sorto quo Ion parties forant chaque paire sont pla- cées assez près ltune de l'autre, tandis que les spires sont espacées à des in- -tervalles assez grands. mais ces intervalles ne sont pas suffisamment grands. pour permettre tn déplacement local de l'élément de résistance.
Il est préférable aussi de mettre en plaça les parties formant chaque paire à peu près perpendiculairement l'une à l'autre..En raison de cette
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disposition, les parties réduites de chaque paire, prises ensemble, formant une section de maintien de forme carrée.
En se reportant à la Figure 18, on voit que le chemin ou canal traversant la gaine, dans les parties réduites, possède une largeur juste suf- fisante pour le passage des bornes et de l'élément de chauffage 51; ainsi, état donné que les parties de chaque paire sont disposées à peu près perpendiculai- rement l'une à l'autre, l'élément de chauffage et les bornes sont fixés axiale- ment par rapport à la gaine, au moyen de plusieurs sections de maintien espa- cées, à certains intervalles, sur sa longueur.
On observe aussi que les parties aplaties de chaque paire sont relativement larges, de façon à former un chemin de passage libre à travers la gaine. Les parties réduites peuvent être formées par d'autres moyens convena- bles,'par exemple au moyen d'une presse.
La gaine est alors prête pour l'opération de chargement, Elle est remplie par les ouvertures ménagées dans la rondelle de charge étoilée 60, de la matière pulvérulente 53. A cet effet, la gaine est maintenue en position verticale, dans une machine vibrante spéciale (non représentée), avec l'extré- mité munie à la partie supérieure, de la rondelle étalée.
Lorsque la gaine est remplie de matière Isolante, par les ouver- tures effertes par la rondelle étoilée, elle est mise en vibration, de manière à agiter la matière isolante avec elle et à la distribuer uniformément autour des bornes et de l'élément de résistance.
La matière isolante et pulvérulente passe facilement par les sec- tions réduites en allant des parties supérieures de la gaine, vers ses parties inférieures. t Lorsque la gaine a été remplie, une rondelle pleine 61 est insé- rée dans la fraisure de droite 57, au-dessus de la rondelle étoilée. Les deux extrémités de la gaine sont alors serrées, pincées ou autrement défôrmées à certains intervalles 62 (voir figure 19), de façon à fixer en place les rondel- les.
On fait alors passer l'appareil entier à travers une machine à rétreindre ou à laminer, en vue d'augmenter la compacité de la matière isolante à l'intérieur de la gaine, de manière à constituer une masse dense et dure} l'opération de rétreinte ayant pour effet de réduire le diamètre et d'augmen- ter la longueur de la gaine* '
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La première passa ou les deux premières passas dans la machine à rétreindre ont généralement pour effet de retirer ou supprimer les parties aplaties, et la gaina prend alors une forme exactement cylindrique sur toute sa longueur.
Au cours de l'opération initiale de l'étreinte, c'est-à-dire à l'instant auquel la tendance de la matière isolante à scéchapper des matrices de la machine à rétreindra est la plus grande, l'élément de résistance et les 'bornes sont maintenus dans leurs positions axiales respectives, au moyen des parties aplaties ménagées dans la gaina,
La matière isolante est tassée suffisamment par la première opé- ration de rétreinte, pour maintenir l'élément da chauffage et ses bornes fer- mement en place au cours des opérations de rétreinte finales.
S'il est nécessaire de réduire beaucoup la diamètre de l'ap- pareil, il peut être désirable de le faire passer à travers la machine à ré- treindre, un certain nombre de fois, de façon à réduire progressivement son diamètre. Dans ce cas, l'appareil peut être recuit entre les opérations de ré- treinte successives, pour empêcher l'élément de résistance et, de manière ana- logue, la gaîne, de devenir trop dure et trop cassent% Apres que l'appareil a été rétreint d'une quantité convenable, les rondelles 52 et 60 sont taillées ou retirées autrement, et les extrémités de l'appareil sont équarries, comme représenté Figure 20.
les bornes sont main- tenues en place fermement par la matière isolante tassée dans laquelle elles sont notées.
La gaine métallique peut être conformée de façon à former les parties réduites par dentelure ou indentation, comme représenté Figure 21.
Dans cette figure, la gaîne 70 est munie de plusieurs saillios ou dents 'simples ou uniques 70a et étendant progressivement depuis une extrémité de la gaîne jus- qu'à l'autre, avec chaque dent successive placée à environ 90 autour de la gaine, par rapport à la précédente.
Ces dentes sont de préférence placées si près les unes des au- tres que chacune d'elles vient se fondre avec la suivante, et de la sorte tout- tes les dents prises ensemble constituent approximativement une partie aplatie formant hélice continue* Cet arrangement fournit une section de maintien à peu près barrée pour l'élément de résistance.
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De préférence et comme représenté, chacune des bornes 71 est fixée au centre de la gaine par une paire de dents opposées 71b agencées comme les dents 52a de la Figure 17.
Après quelces dents ont été ainsi formées, l'appareil de chauf- fage est complété d'une manière identique à ce qui a été décrit en regard des Figures 15 à 21 inolusivanent.
La gaîne peut aussi être déformée en la munissant d'une partie plate continua et à peu près hélicoïdale 72, comme représenté Figure 22. Lors- que la gaine est déformée de cette façon, elle offre une section de maintien à peu près circulaire pour l'élément de résistance.