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" Perfectionnements aux résistances et aux éléments de chauffa- ge électriques ".
La présente invention a trait aux résistanoes et aux éléments de chauffage électriques et a pour objet de procurer des résistances et appareils ou éléments de chauffage électriques perfectionnés pouvant être fabriqués simplement et économiquement avec un minimum de perte de matière, être compacts et solides et présenter une grande résistance mécanique et une dissipation de puissance élevée par unité de poids et de volume.
Bien que n'étant pas limitée à cette application, l'invention est particulièrement applicable aux résistances destinées à être utilisées en liaison avec la commande électrique
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de moteurs électriques relativement petits et aussi à des appareils de chauffage électrique, aussi bien aux appareils de chauffage à haute température qu'aux appareils de chauffage électrique domestiques et autres analogues à basse température, du type parfois appelé appareils de chauffage à convection.
On a déjà eu l'idée de constituer une résistance ou un élément de chauffage électrique à partir de feuille de métal ajouré ou à mailles en découpant des parties de la feuille de manière à donner au courant un circuit en zig-zag ou sinueux dans la feuille découpée. Par exemple, on a déjà proposé, dans une résistance en feuille de métal déployé, de découper le métal par des fentes parallèles l'une à l'autre et transversales à la feuille, constituant ainsi deux séries de fentes dont les fentes d'une série partent d'un bord latéral de la feuille mais n'atteignent pas l'autre bord latéral et dont les fentes de l'autre série partent du bord latéral mentionné en dernier sans atteindre le premier bord cité, les fentes d'une série alternant avec celles de l'autre, de sorte que le courant est contraint de suivre un circuit en zig-zag dans le métal fendu.
Les résistances et appareils de chauffage connus construits de cette manière présentent le sérieux inconvénient que le fait de fendre le métal entraine une perte considérable dans la fabrication, tandis que, de plus, de telles résistances en "zig-zag" en forme de simple feuille plate ne sont pas aussi solides qu'on le désire.
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Le brevet français N 751. 610 du 27 février 1933 décrit, entre autres, des résistances en métal déployé qui n'ont pas les inconvénients ci-dessus ; par exemple, les fig. 12 à 14 dudit orevet représentent des montages qui peuvent être établis très solides et entraînent une très faible perte de matière dans la fabrication. Toutefois les résistances qui font l'objet dudit brevet français N 751.610 ont une forme en treillis tubulaire fendu, c'est-à-dire une forme tubulaire dont le tube est incomplètement fermé.
La présente invention consiste à réaliser des résistances et deéléments de chauffage présentant également les avantages d'une grande solidité et la possibilité d'être fabriqués sans aucune importante perte de matière, lesdits résistances et appareils de chauffage n'ayant cependant pas une forme en treillis tubulaire fendu, mais consistant en simples longueurs de métal déployé plus ou moins plat.
La présente invention fournit une résistance ou un élément de chauffage déployé ou qualifié de mi-déployé dans lequel une feuille de métal déployé ou mi-déployé est coupée pour réaliser un passage en zig-zag ou sinueux du courant, les entailles étant aussi voisines que possible d'une largeur nulle (c'est- à dire que l'on découpe aussi peu de métal que possible), le métal de chaque côté de chaque entaille étant replié en dehors du plan général de la feuille initiale, de manière telle que quoique la largeur de chaque entaille soit presque nulle - il
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existe un large espace dans la résistance ou l'élément de chauffage fini entre les parties voisines du passage en zigzag du courant, cet espace étant obtenu grâce au pliage du métal en dehors du plan initial.
Lorsqu'il a été entaillé comme on l'a décrit ci-dessus, le métal déployé ou mi-déployé est de préférence plié de sorte que des parties adjacentes du passage final en zig-zag ou sinueux soient constituées par des bandes perpendiculaires ou à peu près perpendiculaires au plan initial de la feuille. Les entailles sont en outre de préférence perpendiculaires aux bords de lisière. Les réalisations/préférées d'éléments de chauffage ou de résistance conformes à l'invention sont en métal déployé, mais on peut utiliser la matière parfois dénommée métal mi-déployé (le produit fendu obtenu par l'opération de coupure dans le procédé bien connu par coupure et étirage pour la fabrication de métal déployé).
Ce dernier n'est toutefois pas préféré et son application est plutôt limitée parce que ses propriétés de dispersion de la chaleur sont manifeste ment inférieures à celles du métal déployé.
Au dessin ci-joint on a représenté, à titre d'exemple non limitatif, diverses formes de réalisation de l'invention.
Dans une forme de réalisation de l'invention, une feuille S de métal déployé, dont la matière dépend des conditions du projet - elle peut par exemple être de toute composition de résistance connue - est découpée, comme représenté en fig. 4,
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par un grand nombre d'entailles transversales parallèles Ki, K2 dont chacune a une largeur aussi voisine que possible de zéro. Il y a deux séries d'entailles : entailles K1, d'une série, commençant à un bord latéral de la feuille mais ne s'étendant pas jusqu'à l'autre bord, tandis que les entailles K2 de l'autre série commencent à cet autre bord latéral et ne s'étendent pas jusqu'au premier bord latéral mentionné.
La feuille de métal déployé conserve des bords latéraux non déployés E (qui peuvent être estampés à la forme repr- sentée) constituant lisières et les entailles sont de longueur telle que chacune s'étend du bord où elle commence jusqu'à la lisière de l'autre côté sans s'étendre effectivement dans ladite lisière. Une fois que la feuille a été entaillée, comme on vient de le décrire, elle est pliée de telle manière que la matière comprise entre des entailles adjacentes Ki, K2 soit à angle droit par rapport au plan initial de la feuille, la direction de pliage alternant d'une extrémité à l'autre de la feuille.
Chaque partie non entaillée PS de la lisière qui relie la partie de matière située en avant d'une entaille quelconque à la partie située en arrière de cette entaille est pliée deux fois à angle droit, en 9. et en R, de sorte que lesdites parties L de matière sont perpendiculaires au plan initial de la feuille, chaque partie de longueur se trouvant immédiatement derrière et parallèle à la suivante.
Le résultat du pliage est de réaliser une succession de parties L de métal déployé, deux
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parties adjacentes quelconques étant réunies l'une à l'autre à une extrémité par une pièce de lisière mais n'étant pas réunies à l'autre extrémité, la pièce de lisière de liaison apparaissant, vue de l'extrémité des longueurs de métal déployé, approximativement en forme d'U. On applique le même procédé de pliage à l'ensemble de la feuille pour toute longueur désirée, de sorte que la résistance finale est constituée par un grand nombre de parties plates droites L de métal déployé, qui sont parallèles l'une derrière l'autre et à angle droit par rapport au plan initial de la feuille.
Le passage du courant à travers toute la résistance ou l'élément de chauffage, suivant le cas, est un circuit en zig-zag à travers toutes les longueurs en série, les connexions entre les longueurs voisines étant constituées par les parties de lisière en forme d'U.
En fig. 4, on a représenté une disposition dans laquelle les entailles successives K1, K2 sont espacées d'une distance égale à une demi-maille du métal déployé, ce qui a pour résultat que les longueurs adjacentes L ont chacune une demimaille de largeur; c'est-à-dire que chacune de ces longueurs se présente comme un conducteur en zig-zag (voir fig. 5).
Fig. 6 est une vue schématique prise perpendiculairement à fig. 5 et montrant comment on obtient un passage en zig-zag du courant à travers les longueurs successives qui apparaissent latéralement en fig. 6 (où elles sont représentées par des
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(traits interrompus) et qui sont reliées l'une à l'autre par les pièces de lisière en forme d'U qui sont solidaires d'elles. Fig. 7 est une vue prise à angle droit de fig. 5.
Les fig. 8,9, 10 et 11 correspondent respectivement aux fig.
4, 5,6 et 7 et représentent une variante dans laquelle les entail- les K1, K2 sont espacées d'une maille entière de métal et chacune des longueurs L est par conséquent large d'une maille au lieu d'une demi-maille.
Les parties (longueurs) de matière résistante comprises dans respective le circuit en zig-zag peuvent être maintenues dans leur liaison désirée en fixant les parties de lisière en forme d'U à des organes porteurs parallèles appropriés qui peuvent faire partie d'un châssis porteur oonvenable, lesdites parties en forme d'U étant isolées aux points de fixation ; une telle construction la fixation est de préférence réalisée au moyen de rivets. On préfère toutefois monter les éléments à l'aide de pinces CL (une de ces pinces est représentée séparément aux fig. 12 et 13) qui sont boulonnées sur les éléments, comme représenté en fig. 14, au moyen de boulons et d'écrous BO, N, des trous A étant estampés dans la lisière pour re- cevoir les boulons.
Les pinces CL (voir fig. 14) serrent étroite- ment un tube isolé IT qui peut être continu ou en oourts morceaux et qui est enfilé sur des barres porteuses CR' en acier ou au- tre. De cette manière, toute une série d'éléments solidaires peut être portée par et isolée d'une paire de barres porteuses parallèles, l'une passant à travers les trous A d'un bord de
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lisière, l'autre passant à travers les trous A de l'autre bord.
Les longueurs L en matière résistante sont de préférence montées en les tendant légèrement de manière à réduire la tendance à la distorsion résultant d'un surchauffage. On a constaté qu'en maintenant les longueurs de matière résistante légèrement tendues à froid, on évite ou en tout cas on réduit à des proportions faibles, non importantes, la tendance à fléchir des longueurs considérées. ' On a représenté aux fig. 1, 2 et 3 (qui sont trois vues perpendiculaires entre elles) une résistance à plusieurs (quatre dans l'exemple) éléments.
Aux fig. 1 à 3, les éléments sont désignés d'une manière générale par les références 1, 2, 3 et 4, chaque élément comportant plusieurs longueurs L de matière résistante en métal déployé, solidaire des bords de lisière non déployés E.
Les parties de lisière en forme d'U, obtenues par pliage, sont clairement visibles sur les fig. 1 et 2, où certains de ces U sont désignés par la lettre U. Les points de fixation des U sont indiqués en A, ces points de fixation sont destinés à des barres porteuses B qui peuvent être en acier et comporter des bandes isolantes W' appliquées sur elles, les points de fixation étant en outre isolés de toute manière appropriée.
Par exemple, la fixation peut être réalisée en chaque point par écrou et boulon, le boulon passant à travers la barre B et étant isolé de celle-ci par un manchon enveloppant isolant
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(non représenté), des rondelles isolantes W étant également prévues pour isoler l'écrou de la barre d'acier. Suivant une variante, les points de fixation entre les parties en forme d'U et les barres porteuses B peuvent être, et sont de préférence constitués par des rivets avec un dispositif semblable pour l'isolement. Le type de boulon de fixation est représenté à titre d'exemple en AB et le type de rivet en AR.
Des éléments de jonction estampés I en-forme d'U relient chaque élément à l'élément voisin et l'ensemble du dispositif à plusieurs éléments est porté par des tiges porteuses d'extrémité CR en combinaison avec des bandes ou éléments de barre SM comme on l'a clairement représenté en fig. 3. Il y a lieu de noter qu'en fig. 3 les éléments SM sont représentés boulonnés ensemble en X et rivés ensemble en Y. En pratique il est bien entendu que l'on peut utiliser partout soit des boulons, soit des rivets, les rivets étant préférés. La représentation de fige 5 montre les deux méthodes de construction pour indiquer que chacune d'elles peut être utilisée. Comme on le verra, ces boulons ou rivets, suivant le cas, relient mécaniquement les organes appropriés SM en les pinçant avec les barres porteuses convenables B.
L'entrée de l'ensemble de la résistance totale est indiquée par LI et la sortie par LO, et il est clair que les quatre éléments sont en série.
Lors du montage et de la construction du dispositif, la longueur Z (voir fig. 2) est faite un peu plus longue que la
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longueur normale non étirée d'une partie L entre les points de fixation ; lesdites parties sont ainsi mises sous une faible tension.
On observera que le refroidissement d'une résistance ou d'un élément de chauffage tel que représenté et décrit sera extrêmement efficace puisque l'air a une grande liberté de circulation. De plus, par suite de la forme et de la disposition des pièces de lisière en forme d'U, le rivetage ou le boulonnage aux points de fixation est extrêmement simple lors du montage, car un outil de rivetage ou autre peut être aisément mis en place. Ensuite l'ensemble est très solide, de fabrication très simple et présente, au point de vue de l'économie de la construction, une importante caractéristique due à ce que, puisque les entailles dans la féuille de métal initiale sont de largeur aussi voisine que possible de zéro, la perte de métal est pratiquement nulle en cours de fabrication.
Bien que, dans les réalisations représentées, le métal déployé dans chaque portion L ait une largeur d'une maille (c'est-à-dire d'un "carreau") ou d'une demi-maille, l'invention n'est évidemment pas limitée à cette forme et la partie ,% peut avoir, si on le désire, une largeur supérieure à une maille ; par exemple, elle peut avoir une largeur d'une maille et demie ou de deux mailles et être repliée sur elle-même, comme on l'a décrit. En outre, l'invention peut être réalisée sous forme de dispositifs à plusieurs éléments, dans lesquels
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les divers éléments ne sont pas simplement en série (comme ils le sont dans les dispositifs des fig, 1 à 3), car une connexion en parallèle ou en série parallèle peut évidemment être appliquée lorsqu'on le désire.