Résistance électrique et son procédé de fabrication. La présente invention se rapporte à une résistance électrique qui permet, sous un en combrement minimum, d'atteindre une forte résistance ohmique tout en employant un fil de section relativement importante. Cette ré sistance est formée par un boudin à spires aplaties et au moins très rapprochées, de façon qu'elle se présente sous la forme d'un ruban d'une épaisseur sensiblement égale à deux diamètres du fil employé pour la con fection du boudin.
On pourra adopter tout filélectrique con ducteur, revêtu ou non d'une gaine isolante, le fil ayant la section voulue pour l'usage auquel la résistance électrique fabriquée sera destinée.
L'invention se rapporte également à un procédé pour la fabrication de ladite résis tance.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de la résistance suivant l'invention, ainsi que quel ques opérations du procédé. La fig. 1 représente, vue en plan, une forme d'exécution de ladite résistance. On y voit nettement le fil conducteur qui a été dessiné avec une gaine isolante.
La fig. 2 est une vue en bout de la fig. 1; on y voit que l'épaisseur totale de ce ruban est égale à deux diamètres du fil mesuré sur sa gaine isolante; cette épaisseur pourrait tout aussi bien être un peu supérieure, c'est à-dire qu'il pourrait rester un certain jour entre les gaines isolantes. Les gaines isolantes pourraient s'entrepénétrer de façon que l'épaisseur du ruban soit légèrement infé rieure à deux diamètres.
L'enroulement du fil peut se réaliser avantageusement de la manière suivante: On enroule tout d'abord le fil choisi autour d'un mandrin de section soit ronde (fig. 3), soit aplatie (fig. 5), soit ovale (fig. 4).
Ensuite'on dispose le boudin ainsi obtenu, comme il est représenté à. la fig. 6 pour un boudin rond, entre un presseur et une en- clume et on écrase le tout, comme il est repré senté à la fi-. 7, et la. résistance est obtenue.
La fig. 8 représente un boudin écrasé entre une enclume constituée par un demi- cylindre et un presseur de forme correspon dante afin d'obtenir une résistance propre à être disposée sur une barre et longitudinale ment, ou dans un tube, de même longitudi nalement.
On peut, ainsi que cela est évident, adop ter différents rayons de courbure suivant l'usage en vue.
Il est aussi possible de procéder par lami nage pour obtenir des résistances plus spé cialement de grandes longueurs. Dans ce cas, on a intérêt à. enrouler le fil primitivement sur un mandrin aplati en vue d'obtenir un boudin, comme visible sur fig. 5, après quoi le laminage se fait sans ,difficulté, comme l'on procéderait pour une barre que l'on voudrait diminuer d'épaisseur. Si la ré sistance est destinée à un usage thermique peu poussé, on peut utiliser avantageusement: du fil émaillé suivant les procédés bien con nus industriellement.
Mais si elle est destinée à un usage thermique assez poussé, comme par exemple: plaque de chauffe de cuisinière électrique, fer à repasser, fer à souder, chauffe-eau, etc., la gaine isolante peut être constituée par une couche d'oxyde obtenue par oxydation du métal à. température élevée avec ou sans le secours de vapeurs acides ou par tout autre procédé.
Les fig. 9 à 12 indiquent une manière de procéder pour oxyder le fil par la chaleur. On enroule le fil sur un mandrin (fig. 9), puis on retire le mandrin et l'on obtient le boudin visible sur la fig. 10. On fait passer un courant approprié, jusqu'à obtention d'une couche d'oxyde suffisante.
On remet le boudin sur un mandrin non conducteur, on tasse les spires l'une contre l'autre au moyen de deux bagues de pression, comme visible dans la fig. 11, puis on fait passer un courant intense dans le fil.
On retire les bagues et le mandrin et on obtient un boudin à spires jointives, comme dans la fi-. 1?, lequel est prêt pour l'écra- sage.
La couche d'oxyde se brise plus ou moins à l'écrasage; mais il en reste suffisamment pour empêcher les fils nus de se toucher. Il est cependant prudent de faire passer un cou rant intense pendant un temps assez prolongé afin de produire autour du fil une couche per manente d'oxyde.
L: n tel ruban peut être utilisé avantageu sement, comme visible sur la fig. 13. On voit que la chaleur produite par ce ruban passe facilement par conduction à travers le mica E pour aboutir en D, pièce à. chauffer.
Il est évident que l'on doit prévoir un moyen de pression sur le ruban chauffant pour que la. chaleur passe d'autant mieux à travers le mica que le contact est plus par fait entre le mica E et la pièce D.
Toutefois, dans le cas d'appareils thermi ques dont le wattage est extrêmement poussé pour un petit volume, cette résistance pré sente un léger inconvénient, en ce sens que la chaleur produite au point A (fig. 13) du fil supérieur ne peut pas passer par,conduc- tion jusqu'en<I>A'</I> pour aboutir en<I>D</I> à travers l'isolant E, la fig. 14, qui est une coupe par A-A' de la fi-. 13, montrant qu'il y a une solution de continuité.
Il en est de même pour la -chaleur produite au point B, mais dans une moindre mesure, ainsi que cela est visible dans la fig. 15, coupe en cet endroit. Au fur et à mesure qu'on se rapproche du point H, cet inconvénient diminue pour disparaître. En C, il est notamment pratiquement inexis tant, comme visible sur fig. 16.
Pour obvier à, cet inconvénient, il fau drait que les fils se touchassent partout, lors que l'on considère une coupe médiane du ru ban, comme visible dans la fig. 17, respecti vement fig. 18. Un ruban réalisant ces con ditions est visible en coupe sur la fig. 19. La. chaleur passe alors par conduction de la cou che supérieure et finalement à la pièce à chauffer D, par l'intermédiaire de l'isolant E.
Pour obtenir un tel ruban amélioré, on utilise un presseur et une enclume de formes appropriées. Si le ruban est destiné à ohauf- fer une barre, en admettant qu'il soit dis posé dans le sens de la longueur, l'enclume et le marteau vus en bout présentent les formes visibles sur la fig. 20.
Le ruban n'est pas forcément rectiligne, con sidéré vu en plan, mais peut être aussi cintré, comme visible aux fig. 21, 22, 23 et 24. Dans ce cas, les fils constituant le ruban ne sont plus parallèles entre eux ,et jointifs, si l'on considère la vue en plan, mais rayonnants; il y a une intervalle entre eux à l'extérieur de la courbe. On peut, dans le cas d'éléments de chauffe très poussés, comme des plaques de chauffe à haute puissance pour cuisinière électrique, combler ces vides avec une masse de remplissage pulvérulente et isolante fai sant partie après .coup sous l'influence de la chaleur produite par da résistance elle-même une fois mise sous tension.
On peut aussi employer une pareille masse de remplissage pour :des rubans rectilignes pour les mettre à l'abri de l'air et améliorer le contact de la résistance avec l'isolant, en vue d'un meilleur rendement thermique.
Electrical resistance and its manufacturing process. The present invention relates to an electrical resistance which makes it possible, under minimum bulk, to achieve a high ohmic resistance while using a wire of relatively large section. This resistance is formed by a coil with flattened turns and at least very close together, so that it is in the form of a strip with a thickness substantially equal to two diameters of the wire used for the con fection of the coil.
Any conductive electric wire can be adopted, coated or not with an insulating sheath, the wire having the desired section for the use for which the manufactured electrical resistance will be intended.
The invention also relates to a process for manufacturing said resistor.
The accompanying drawings show, by way of examples, some embodiments of the resistance according to the invention, as well as some operations of the process. Fig. 1 shows, in plan view, an embodiment of said resistance. We can clearly see the conductive wire which has been drawn with an insulating sheath.
Fig. 2 is an end view of FIG. 1; it can be seen that the total thickness of this tape is equal to two diameters of the wire measured on its insulating sheath; this thickness could just as well be a little greater, that is to say that it could remain a certain day between the insulating sheaths. The insulating sheaths could interpenetrate so that the thickness of the tape is slightly less than two diameters.
Winding of the wire can be carried out advantageously in the following way: The wire chosen is first of all wound around a mandrel with a section either round (fig. 3), or flattened (fig. 5), or oval (fig. . 4).
Then we have the sausage thus obtained, as shown in. fig. 6 for a round sausage, between a presser and an anvil and the whole is crushed, as shown in fig. 7, and the. resistance is obtained.
Fig. 8 shows a strand crushed between an anvil consisting of a half-cylinder and a presser of corresponding shape in order to obtain a resistance suitable for being placed on a bar and longitudinally, or in a tube, likewise lengthwise.
As is evident, it is possible to adopt different radii of curvature depending on the intended use.
It is also possible to proceed by laminating to obtain resistances more especially of great lengths. In this case, we have an interest in. winding the wire originally on a flattened mandrel in order to obtain a coil, as visible in fig. 5, after which the rolling is done without difficulty, as one would proceed for a bar which one would like to reduce in thickness. If the resistor is intended for low thermal use, the following can advantageously be used: enamelled wire according to well-known industrial processes.
But if it is intended for fairly extensive thermal use, such as for example: electric stove heating plate, iron, soldering iron, water heater, etc., the insulating sheath may consist of a layer of oxide obtained by oxidation of the metal. high temperature with or without the aid of acid vapors or by any other process.
Figs. 9 to 12 indicate one way of proceeding to oxidize the wire by heat. The wire is wound on a mandrel (fig. 9), then the mandrel is removed and the coil visible in fig. 10. A suitable current is passed until a sufficient oxide layer is obtained.
The coil is put back on a non-conductive mandrel, the turns are pressed against each other by means of two pressure rings, as visible in fig. 11, then a strong current is passed through the wire.
The rings and the mandrel are removed and a coil with contiguous turns is obtained, as in fig. 1 ?, which is ready for overwriting.
The oxide layer breaks more or less on crushing; but enough is left to keep the bare wires from touching each other. It is, however, prudent to allow an intense current to pass for a long enough time in order to produce a permanent layer of oxide around the wire.
L: such a tape can be used advantageously, as can be seen in fig. 13. It can be seen that the heat produced by this ribbon passes easily by conduction through the mica E to end in D, part to. heat.
It is obvious that we must provide a means of pressure on the heating tape so that the. heat passes through the mica all the better as the contact is more perfect between the mica E and the part D.
However, in the case of thermal appliances whose wattage is extremely high for a small volume, this resistance has a slight drawback, in that the heat produced at point A (fig. 13) of the upper wire cannot pass through, conduction until <I> A '</I> to end in <I> D </I> through the insulator E, fig. 14, which is a cut through A-A 'of the fi-. 13, showing that there is a break in continuity.
The same is true for the heat produced at point B, but to a lesser extent, as can be seen in fig. 15, cut in this place. As we get closer to the H point, this disadvantage decreases and disappears. At C, it is in particular practically inexistent, as can be seen in fig. 16.
To obviate this drawback, it would be necessary that the threads touch each other everywhere, when considering a median section of the ru ban, as visible in fig. 17, respectively fig. 18. A tape achieving these conditions is visible in section in FIG. 19. The heat then passes by conduction from the upper layer and finally to the part to be heated D, via the insulation E.
To obtain such an improved tape, a presser and an anvil of suitable shapes are used. If the ribbon is intended to heat a bar, assuming that it is laid out lengthwise, the anvil and hammer seen at the end have the shapes visible in fig. 20.
The ribbon is not necessarily rectilinear, seen in plan, but can also be bent, as visible in fig. 21, 22, 23 and 24. In this case, the son constituting the tape are no longer parallel to each other, and contiguous, if we consider the plan view, but radiating; there is an interval between them on the outside of the curve. It is possible, in the case of very thorough heating elements, such as high-power hotplates for an electric cooker, to fill these voids with a powdery and insulating filler mass which is then produced under the influence of heat. produced by the resistance itself once energized.
One can also use such a filler for: straight tapes to protect them from the air and improve the contact of the resistance with the insulation, with a view to better thermal efficiency.