Elément chauffant électrique. La présente invention se rapporte à un élément chauffant électrique muni d'une char nière du type à résistance gainée.
Pendant de nombreuses années, il était d'une pratique courante, particulièrement dans les éléments du type pour cuisinières électriques et autres appareils similaires, d'utiliser une résistance hélicoïdale enfermée dans une gaine métallique tubulaire et isolée de celle-ci par une poudre isolante, telle que de l'oxyde de magnésium, qui remplit le tube et qui est comprimée dans la. résistance et autour de cette dernière afin de la maintenir au centre du tube. Ces résistances gainées peuvent être pliées selon les formes variées qui peuvent être nécessaires dans un but de chauffage particulier et peuvent être égale ment aplaties si on le désire pour augmenter leur surface de contact avec. un ustensile ou un autre objet auquel la chaleur doit être communiquée par l'élément chauffant.
Quand de tels éléments sont utilisés pour des cuisinières électriques et d'autres appa reils similaires, il est habituel de plier la gaine en serpentins, en spirales ou en d'autres formes appropriées pour assurer la surface de chauffe nécessaire avec une concentration et une distribution appropriées de la chaleur dans cette surface, et en outre ces éléments comprennent ordinairement une pièce ayant la. forme d'un récipient qui sert non seule ment de réflecteur pour diriger la chaleur rayonnée sur le récipient ou l'ustensile qui est placé au-dessus, mais aussi à recueillir toutes les gouttes ou le trop-plein du récipient ou de l'ustensile.
Dans ces cas, il est fréquemment néces saire de nettoyer la gaine sur son côté infé rieur et aussi de nettoyer le réflecteur qui est dessous, et en conséquence, il est usuel de dis poser la gaine de manière à ce qu'elle puisse être enlevée ou suffisamment surélevée au- dessus du réflecteur pour permettre l'accès à ce dernier et au côté inférieur de la gaine pour le nettoyage.
La disposition la plus favorable pour per mettre la séparation de la gaine de la pièce en forme de récipient pour nettoyer le côté inférieur de la gaine et le réflecteur est de monter ladite gaine à charnière sur un côté du réflecteur de façon à ce qu'elle puisse être renversée pour le nettoyage, mais un tel dis positif à charnière était jusqu'ici difficile à réaliser et coûteux à cause de la nature par ticulière de ces éléments et des connexions électriques qui doivent pouvoir se déplacer quand la gaine est renversée et, en même temps, qui doivent rester intactes en tout. instant.
Dans les types courants d'éléments de chauffage, il était usuel d'enfermer chaque résistance dans une gaine, les bornes de la résistance sortant des extrémités opposées de la gaine, et avec de telles résistances gainées, quand la gaine est. pliée dans la forme usuelle en serpentin ou en spirale, il est nécessaire de prolonger les deux extrémités jusqu'à la charnière de façon que les connexions élec triques puissent se faire avec les bornes de\s résistances à une place où ces connexions sont le moins exposées dans les opérations de renversement pour le nettoyage.
Au moins une extrémité de la résistance se termine ordinairement au centre de la surface de chauffe d'où non seulement il est difficile de la prolonger d'une manière satisfaisante jus qu'à la charnière, mais ce qui produit aussi une courbure dangereuse et indésirable de l'élément gainé pour loger les deux bornes à l'endroit de la charnière.
De plus, il est préférable dans ces élé ments chauffants de cuisinières électriques de prévoir un certain nombre d'intensités diffé rentes de chauffage et, dans ce but, il est courant d'employer plusieurs résistances sépa rées, chacune indépendamment gainée; et con nectées à un commutateur approprié pour être mises sous tension séparément et con jointement pour assurer un certain nombre de degrés différents de chauffage; il est alors encore plus dangereux et difficile de loger les bornes de plusieurs résistances gainées à =l'en droit de la charnière.
De plus, même avec une gaine unique ayant une borne à chaque extrémité, comme cela se fait ordinairement, il est très difficile d'assurer une connexion à charnière satisfai sante pour soulever la gaine au-dessus du ré flecteur, et ces difficultés sont fortement aug mentées quand plusieurs résistances gainées sont employées à cause des bornes supplémen taires qui doivent être prolongées à l'endroit de la charnière et pourvues chacune à cette place d'une connexion électrique, ces con nexions devant permettre un renversement ré pété de la gaine nécessaire pour le nettoyage et ne devant pas être affectées par celui-ci.
Des formes variées de connexions à char nière ont été employées dans ce but, ordinaire ment avec un emboîtement ou une enveloppe de forme incurvée dans lequel toutes les bornes des résistances gainées sont fixées, et souvent avec une forme dangereuse de char- nière qui ne se prête pas à une manipulation aisée de la gaine pour le renversement, dans la position de nettoyage ou pour .le retour dans la position normale d'emploi.
Les principaux buts de cette invention sont de prévoir une forme de résistance gai née qui puisse pivoter à charnière d'une ma nière simple et satisfaisante, de façon qu'elle puisse être facilement balancée hors de sa position normale et dans celle-ci; de permettre d'utiliser, si on le désire, plusieurs résistances dans la gaine avec la même simplicité et la même commodité de pivotement à charnière qu'avec une gaine renfermant une résistance unique; de permettre une meilleure distribu tion et une utilisation plus efficace de la cha leur dégagée;
de disposer les bornes de façon que les connexions électriques avec un élé ment à charnière soient faites convenablement et de telle manière qu'elles ne soient pas dé tériorées par le balancement répété de la gaine hors de sa position normale et dans celle-ci, et, en général, de simplifier et de faciliter la fabrication, de diminuer le coût, d'augmen ter l'efficacité et l'utilité des éléments à résis tances gainées et des combinaisons de ces élé ments et de permettre un pivotement à char nière de la gaine d'une manière plus satisfai sante et plus commode que jusqu'ici. , Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, iune forme d'exécution de l'inven tion.
Fig. 1 est une vue en plan d'un élément chauffant selon la présente invention, destiné à être monté sur une cuisinière électrique, des parties de l'élément étant supprimées pour montrer les détails de construction.
Fig. 2 est une vue latérale de la char nière de l'élément de la fig. 1 et montre une partie fragmentaire de l'élément.
Fig. 3 est une vue de bout de la charnière de l'élément de la fig. 1.
Fig. 4 est une coupe de l'extrémité inté- rieLtre de la gaine, par la ligne 4-4 de la fig. 1.
Fig. 5 est une coupe de l'ensemble de l'élé ment selon la ligne 5-5 de la fig. 1. Fig. 6 est une vue similaire à la fig. 5, mais montrant la gaine dans la position ren versée.
Sur ce dessin, le numéro de référence 1.1 désigne une couronne de cuisinière dans la quelle l'élément est monté et qui présente l'ouverture ordinaire 12 dans laquelle l'en semble de l'élément chauffant est. logé.
Un anneau 13, similaire aux anneaux ordi nairement prévus pour le montage des élé ments chauffants électriques dans les cou ronnes de cuisinières, s'adapte dans l'ouver ture 12 et supporte l'élément., ledit anneau constituant une partie de l'ensemble de l'élé ment et ayant un rebord annulaire 14 tourné vers l'extérieur autour de la couronne qui re pose sur la marge de l'ouverture de la cou ronne de la cuisinière, ladite marge étant. abaissée, comme indiqué en 15, pour former un siège annulaire pour le rebord 14, de sorte que la couronne de l'anneau 13 est à fleur, ou pratiquement à fleur, de la couronne de la cuisinière 11.
Cet anneau 13 comprend une partie dé pendante 16 annulaire à sa partie inférieure portant un rebord 17 s'étendant vers l'inté rieur, replié comme représenté sur les dessins, sur lequel un récipient 18 est supporté d'une manière amovible, ledit récipient 18, muni d'une ouverture de vidange centrale 19, étant pourvu d'un rebord marginal 20 tourné vers l'extérieur, qui s'étend sur le rebord de sup port 17.
Un espace pour la circulation d'air est prévu autour du récipient 18 et, dans ce but, le diamètre du récipient est sensiblement infé rieur au diamètre intérieur de la partie 16 et de la marge 20 du récipient, et, en plus, le rebord replié 17 est bosselé à certains inter valles sur le pourtour pour former des élé vations espacées 21 sur lesquelles le rebord marginal 20 du récipient repose, de sorte qu'entre les élévations 21., le rebord 20 du récipient est suffisamment espacé du rebord 17 pour assurer un espace de ventilation effi cace entre eux.
Le rebord 17 et les bosses 21 sont inclinés vers le bas à partir de la partie 16, comme représenté, et la. marge 20 du récipient est également inclinée, cette inclinaison corres pondante servant non seulement à faciliter le centrage du récipient 18 dans la partie 16, mais aussi à assurer la direction vers le haut du courant d'air entre la marge du récipient et le rebord de la partie 16. L'ouverture de drainage centrale 19, qui contribue aussi à la ventilation, est suffisamment grande pour qu'on puisse y engager le doigt pour faciliter l'enlèvement du récipient qui repose simple ment sur les bosses ou élévations 21 et qui peut être facilement soulevé de celles-ci.
La partie active 22 de l'élément chauffant est du type ordinaire à gaine métallique tubu laire dans laquelle un fil résistant hélicoïdal est noyé dans un isolant comprimé, dans une certaine longueur d'un tube sans soudure ou d'un tube soudé par rapprochement, mais qui diffère des éléments ordinaires à gaine métal lique tubulaire en ce que toutes les bornes des résistances qu'il contient sont à une extré mité du tube métallique et que l'autre extré mité de celui-ci est fermée, par exemple en comprimant et en soudant conjointement cette extrémité du tube métallique ou en soudant un capuchon de fermeture sur cette extrémité.
La gaine 24 est pliée en forme de spirale pour assurer une surface de chauffe appro priée pour cuire ou pour d'autres usages, la résistance hélicoïdale 23 s'étend d'une extré mité à l'autre de la gaine métallique tubu laire 24 qui est fermée à son extrémité inté rieure, comme indiqué en 25, ladite résistance 23 étant pourvue à l'extrémité extérieure de ladite gaine d'une borne 23a de faible résis tance qui est connectée électriquement à la résistance 23 dans la gaine près de l'extré mité extérieure de celle-ci et qui se prolonge hors de la gaine pour la connexion à une source appropriée de courant électrique.
Un fil de retour 27 revient depuis l'extré mité intérieure de la résistance hélicoïdale 23 à travers la gaine tubulaire 24 jusqu'à l'extré mité extérieure de celle-ci, où il est pourvu également d'une borne 27a de faible résis tance qui est pareillement connectée électri quement dans la gaine près de son extrémité extérieure au fil de retour 27 et qui se pro longe au-delà de l'extrémité extérieure de la gaine tubulaire 24.
Ce fil de retour 27 peut être un conduc teur séparé joint à la résistance hélicoïdale 23 à l'extrémité intérieure fermée de la gaine tubulaire 24, mais on préfère employer comme fil de retour une partie supplémentaire inté grante du fil de résistance 23 jusqu'à l'extré mité extérieure de la gaine, étant bien en tendu que le résistance 23 et le fil de retour 27 sont noyés dans l'isolant comprimé 28 et espacés l'un de l'autre et de la gaine 24, de sorte qu'ils sont électriquement isolés l'un de ;l'autre et de la gaine 24 sur toute leur lon gueur.
En pratique, on a trouvé qu'un fil de re tour particulièrement satisfaisant peut être obtenu en formant une hélice avec le fil de ,résistance d'une plus grande longueur qu'il est nécessaire pour la résistance 23 et ensuite en étirant un certain nombre de spires supplé mentaires de l'hélice à une extrémité, presque rectilignement et en repliant en arrière cette longueur presque rectiligne, comme représenté sur la fig. 4, mais en la -tenant espacée de l'hélice 23 pour constituer le fil de retour,
en laissant à ce dernier une torsion suffisante pour lui donner une extensibilité sur toute sa longueur qui assure une longueur supplé mentaire pour l'extension et la contraction et pour toutes tensions longitudinales qui peu vent se produire sur le fil de retour dans la fabrication ou l'emploi de l'élément.
L'hélice 23 est ordinairement de forme cylindrique quand elle est assemblée dans le tube 24 et les extrémités connectées de l'hélice et du fil de retour 27 sont maintenues dans la position appropriée à une extrémité du tube 24, tandis que l'isolant 28 est amené et comprimé dans le tube de manière connue, l'isolant étant suffisamment comprimé pour que l'ensemble puisse être ensuite plié en forme de spirale, comme représenté sur le dessin et également aplati sans modifier la position relative de la résistance 23 et du fil de retour 27 dans le tube.
Ordinairement, dans les éléments tels que ceux décrits ici, l'aplatissement se fait après le pliage en forme de spirale et, par cette opération, l'hé lice 23 est déformée transversalement et prend -une forme qui est pratiquement sem blable à la forme aplatie de la gaine 24, comme représenté.
Pour tenir rigidement la gaine en forme de spirale, un croisillon 29 est utilisé, ce croi sillon étant formé d'un fil rigide qui est plié à la forme requise et comprend trois bras radiaux 30 dont les longueurs supérieures 33, 36 et 37 sont soudées à la gaine en spirale, comme indiqué en 31.
Le croisillon 29 est formé d'une seule lon gueur de fil avec une extrémité tournée vers le bas 32 au centre du croisillon, le fil s'éten dant à partir du sommet de ladite extrémité 32 r adialement vers l'extérieur en 33, étant plié ensuite vers le bas et revenant au centre en 34, puis se dirigeant radialement vers l'extérieur en 35, étant ensuite plié vers le haut et revenant au centre en 36, puis se di rigeant radialement vers l'extérieur en 37, et ensuite étant plié vers le bas et revenant au centre en 38 où il se termine en une extré mité 39 repliée vers le haut,
ladite extrémité tournée vers le bas 32 et ladite extrémité tournée vers le haut 39 étant fixées rigide ment l'une à l'autre par soudure ou de toute autre manière appropriée pour former Lin moyeu composé à partir duquel rayonnent trois bras, les intersections des fils supérieurs 33, 36 et'37 et des fils inférieurs 34, 35 et 38 étant fixées ensemble et aux extrémités supé rieure et inférieure du moyeu composé 32 et 39 par soudure pour assurer une rigidité suf fisante.
Un disque 26 est ordinairement prévu au centre de l'élément, qui peut servir de pose- plat et qui est fixé aux bras du croisillon de toute manière appropriée.
Ce croisillon 29 est particulièrement avan tageux non seulement parce qu'il est d'une fabrication simple, mais aussi parce qu'il assure un renforcement et ion support spécia lement solide pour la gaine en spirale et, de plus, parce qu'il fournit -un support ventilé dont toutes les parties sont arrondies et sans bords tranchants qui peuvent égratigner ou abîmer les mains lors du nettoyage de l'élé ment.
Les extrémités extérieures des bras 30 du croisillon reposent librement sur le rebord 20 du récipient 18, aux endroits oiu le rebord 20 repose sur les bosses 21, et ainsi la gaine et son croisillon sont supportés par l'anneau de montage 13 et avec une élévation suffisante pour que la partie supérieure plate de la gaine soit seulement légèrement au-dessus de la partie supérieure du rebord annulaire 14 qui, comme indiqué précédemment, est prati quement au même niveau que la couronne 11. de la cuisinière.
Le récipient 1.8, comme indiqué précédem ment, sert de récipient récolteur et de réflec teur pour diriger la chaleur vers le haut sur l'ustensile placé sur l'élément 22 et, comme le récipient 18 aussi bien que le côté inférieur de la gaine nécessitent occasionnellement un nettoyage, il est, nécessaire de disposer la gaine de façon à ce qu'elle puisse être élevée pour permettre l'accès à son côté inférieur et au récipient 18, et ce soulèvement doit être accompli en maintenant intactes les con nexions électriques.
Dans ce but, la partie terminale exté rieure 42 de la gaine est disposée de manière à s'étendre tangentiellement à partir de la spire extérieure, comme représenté sur la fig. 1, et elle est inclinée vers le bas à partir du plan de la spirale, comme représenté sur la fig. 2, cette inclinaison vers le bas étant suffisante pour que cette partie terminale 42, à l'endroit où elle se prolonge vers l'extérieur à partir de l'anneau 13, soit bien au-dessous du rebord 14 pour laisser un assez grand espace entre ces parties pour loger la marge de la couronne 11, comme on peut le com prendre en examinant la fig. 2, et cette por tion terminale tangentielle inclinée vers le bas s'engage dans un organe constituant un logement 43 sur l'anneau 13,
incliné de la même manière, dans lequel ladite partie 42 est libre de tourner et assure ainsi une con nexion à charnière de la gaine avec l'anneau 13 qui permet à la gaine de rester normale ment sur le bord 20 dut récipient, comme re présenté sur la fig. 5 et d'être balancée vers le haut dans la position représentée sur la fig. 6. Dans cette dernière position, le côté inférieur de la gaine est librement accessible pour le nettoyage, ainsi que le récipient 18, et il est. compréhensible aussi que, dans cette position de la gaine, le récipient 18 peut être retiré librement, de sorte qu'il peut être net toyé plus facilement et qu'il donne aussi accès à l'espace sous la couronne de la cuisinière.
Le logement 43 est constitué par -une, feuille métallique pliée sous forme d'une boîte allongée sans fond, comme représenté sur la fi-. 3, et d'une dimension intérieure telle que la partie terminale 42 de la gaine, qui est ronde, est étroitement enserrée mais, libre de tourner dans cette boîte.
L'engage ment avec le logement 43 est limité à une longueur déterminée à l'extrémité extérieure de la partie tangentielle 42 et, à cette fin, dans l'opération de compression lois de la fabrication de la gaine, une certaine portion de l'extrémité, par exemple jusqu'au point 44 sur la fig. 1, est pourvue d'un diamètre plus grand que le reste de la gaine et présente un amincissement graduel 45 jusqu'à la di mension à laquelle le reste de la gaine est comprimé. Par exemple, avec une gaine qui est comprimée à. tri diamètre de 9,5 inm, la portion à l'extrémité terminale jusqu'au point.
44 peut avoir un diamètre de 1.3 min et pré senter un amincissement graduel 45 jusqu'au point 46 au-delà duquel la gaine est réduite au diamètre de 9,5 mm, étant entendu que c'est la portion de 9,5 mm de diamètre qui est enroulée en forme de serpentin pour don ner la. surface supportant l'ustensile et que cette portion enroulée en serpentin est aplatie ensuite, mais que cet aplatissement s'étend seulement jusqu'au point où la. partie tangen tielle 42 est déviée vers le bas, comme on le voit clairement sur la Fia. 1, la partie tangen tielle 42 restant ronde.
Pour maintenir cette portion terminale 42 dans le logement à fond ouvert 43, un fil d'attache 47 en forme de cavalier comprend des branches 48 qui sont insérées i1 travers les parois latérales du logement au bas de celui-ci, de faon que ces branches s'engagent avec la partie terminale 42 à sa partie infé rieure et maintiennent ladite partie terminale 42 contre la paroi supérieure du logement, ladite partie terminale 42 présentant une rainure circonférentielle 49 dans laquelle une des branches 48 du fil d'attache s'engage pour empêcher un mouvement axial de la partie terminale dans le logement. Le fil d'attache est maintenu en place par les extré mités extérieures repliées des branches 48, comme indiqué en 50.
Pour maintenir la gaine dans la position renversée de la fig. 6, un ressort à lame 51 est fixé par ses.extrémités opposées à la paroi extérieure du logement 43, et il appuie en son milieu, avec une tension appréciable, contre une bille 52 qui pénètre dans une ouverture 53 prévue dans la paroi latérale du logement pour s'engager avec la partie ter minale élargie de la gaine.
Cette partie élar gie de la gaine présente deux dépressions 54 et 55 espacées sur la circonférence d'environ 90 l'une de l'autre, qui peuvent s'engager avec la bille 52 pressée par le ressort et qui sont disposées d'une manière appropriée de façon que, lorsque la gaine est dans la posi tion renversée de la fig. 6, la bille soit pres sée dans la dépression 54 afin de maintenir la gaine dans la position renversée, tandis \que lorsque la gaine est dans sa position nor male de la fig. 1, la bille 52 est pressée par le ressort dans la dépression 55 pour main tenir la gaine dans cette position.
Le logement 43 peut être attaché à l'an neau 13 de toute manière convenable qui assure une bonne rigidité, le logement, dans le cas présent, ayant à sa paroi extérieure un prolongement 56 d'une forme correspon dant au contour de la pièce 16 de l'anneau et fixé sur elle par soudure ou de toute autre manière appropriée, ladite paroi exté rieure et le prolongement étant également pourvus d'un rebord continu 57 tourné vers l'extérieur à leur partie inférieure pour les renforcer. Du côté opposé du logement, la paroi du logement se termine contre la partie 16 et un support 58 est fixé à une extrémité à ladite paroi du logement et à l'autre extrémité à la pièce 16, comme représenté, pour maintenir le logement rigidement par rapport à l'an neau 13.
La paroi du logement 43 du côté où le ressort 51 est fixé comprend des oreilles 59 et 60 prévues pour recevoir et maintenir les extrémités du ressort 51, l'oreille 59 présen tant une fente fermée dans laquelle l'extré mité du ressort 51 peut être insérée perpendi culairement, tandis que l'autre oreille 60 pré sente une fente 62 ouverte à sa partie supé rieure de façon que l'extrémité correspon dante du ressort puisse être insérée latérale ment dans la fente 62.
L'ouverture 53 pour la bille prévue dans la paroi du logement est d'une forme et d'une dimension appropriées pour que la bille ne passe pas à travers par la pression du res sort 51 et, par suite, la bille est retenue dans ladite ouverture quand l'extrémité de la gaine est retirée du logement 43.
Il est évident que la partie 16 de l'an neau 13 présente une ouverture à l'extrémité intérieure du logement 43 pour loger libre ment l'extrémité tangentielle 42 de la gaine, ladite ouverture étant indiquée en 64 sur la. fig. 1, et de même il est évident que, lorsqu'ils sont montés sur une cuisinière électrique, les conducteurs sont connectés aux bornes dé couvertes 23a et 27a à l'extrémité extérieure de la partie tangentielle 42 qui se prolonge légèrement au-delà de l'extrémité extérieure du logement 43, comme représenté sur les fig. 1 et 2.
Des éléments chauffants semblables à celui représenté ici, mais ayant deux ou plus de deux résistances hélicoïdales et toutes les bornes disposées à une extrémité de la gaine enveloppante, peuvent être employés, si on le désire, à la place de l'élément chauffant re présenté avec sa résistance unique 23 et son fil de retour unique 27.
Par exemple, on peut utiliser deux résistances ayant des capacités en watts différentes, connectées toutes les deux à un fil de retour unique ou ayant cha cune son propre fil de retour, et chaque résis tance et chaque fil de retour portant une borne, toutes les bornes étant localisées à la même extrémité de la gaine et pouvant, être utilisées avec des commutateurs pour assurer un certain nombre d'étages différents de chauffe, ou selon un autre exemple, on peut utiliser trois résistances, chacune d'une capa cité en watts différente, sans fils de retour, et toutes connectées ensemble à l'extrémité fermée de la gaine enveloppante et pourvues de bornes découvertes à l'autre extrémité de la gaine,
étant entendu que l'élément chauf fant décrit ici, qui peut être utilisé avec un commutateur ordinaire en vue d'un chauffage unique ou avec un commutateur permettant. une intensité de chauffe infiniment variée, illustre simplement la commodité et l'écono mie dues à des éléments chauffants à. gaine métallique tubulaire avec toutes les bornes disposées à une extrémité de la gaine et au montage simple auquel ces éléments se pré- tent.
Des conducteurs flexibles sont connectés aux bornes de l'élément pour alimenter ce dernier en courant, par exemple aux bornes 23a et 27a de la forme d'exécution représen tée, et comme les bornes sont enfermées à l'endroit de l'axe de pivotement de 'a gaine, il ne se produit pas de pliage appréciable des conducteurs qui tendrait à rompre l'isolant et les fils par le renversement répété de la gaine, mais simplement. une légère torsion de l'isolant et des fils qui n'a pas d'effet de rupture appréciable sur les conducteurs tel qu'il s'en produit habituellement avec d'au tres dispositifs à charnière des éléments chauf fants.
De ce qu'il précède, il ressort clairement que l'on prévoit un élément chauffant et un montage de celui-ci qui soient simples, solides et qui présentent des avantages importants par rapport aux éléments chauffants utilisés jusqu'ici. L'élément chauffant forme un tout compact d'un aspect solide par le fait. de la construction à enroulement unique, sans qu'une ou plusieurs extrémités soient, rame nées sous l'emplacement de la charnière, comme cela était nécessaire précédemment et par le fait du croisillon qui assure une stabi lité évidente à la gaine.
De plus, la charnière de l'élément est simple et permet aux conducteurs d'être con nectés à l'élément à une place et d'une ma nière telles que les conducteurs ne sont que très faiblement pliés, de sorte qu'ils n'ont, pas tendance à se rompre et à s'arracher.
En outre, avec cet élément chauffant, on réalise une économie appréciable dans la fabrication due non seulement à l'emploi d'une gaine unique pour toutes les résistances, quand plusieurs résistances sont utilisées, mais aussi au fait qu'on utilise moins de tube, d'isolant et de conducteurs qu'il n'en était nécessaire jusqu'ici pour prolonger les deux extrémités des résistances gainées jusqu'à l'emplacement de la charnière pour la con nexion aux conducteurs d'alimentation du courant.
Electric heating element. The present invention relates to an electric heating element provided with a sheathed resistance type hinge.
For many years it was common practice, particularly in elements of the type for electric cookers and other similar appliances, to use a helical resistor enclosed in a tubular metal sheath and isolated therefrom by an insulating powder, such as magnesium oxide, which fills the tube and which is compressed in the. resistance and around it to keep it in the center of the tube. These sheathed resistors can be bent into the various shapes that may be needed for a particular heating purpose and can also be flattened if desired to increase their area of contact with. a utensil or other object to which heat is to be imparted by the heating element.
When such elements are used for electric cookers and other similar appliances, it is usual to bend the liner into coils, spirals or other suitable shapes to provide the necessary heating surface with concentration and distribution. appropriate heat in that surface, and furthermore these elements ordinarily include a room having the. shape of a container which not only serves as a reflector to direct the radiated heat onto the container or utensil which is placed above, but also to catch any drips or overflow from the container or utensil .
In these cases it is frequently necessary to clean the sheath on its underside and also to clean the reflector below, and therefore it is customary to arrange the sheath so that it can be removed. or sufficiently raised above the reflector to allow access to the latter and to the underside of the liner for cleaning.
The most favorable arrangement to allow the separation of the sheath from the container-shaped part to clean the underside of the sheath and the reflector is to mount said hinged sheath on one side of the reflector so that it can be reversed for cleaning, but such a hinged device has heretofore been difficult to make and expensive due to the special nature of these elements and the electrical connections which must be able to move when the sheath is reversed and, in particular, at the same time, which must remain intact in everything. instant.
In common types of heating elements, it was customary to enclose each resistor in a sheath with the terminals of the resistor exiting from opposite ends of the sheath, and with such resistors sheathed, when the sheath is. folded into the usual serpentine or spiral shape, it is necessary to extend the two ends up to the hinge so that the electrical connections can be made with the terminals of the resistors in a place where these connections are least. exposed in overturning operations for cleaning.
At least one end of the resistance ordinarily terminates in the center of the heating surface where not only is it difficult to extend it satisfactorily to the hinge, but also produces dangerous and undesirable curvature. of the sheathed element to house the two terminals at the location of the hinge.
In addition, it is preferable in these heating elements of electric cookers to provide a number of different heating intensities and, for this purpose, it is common to employ several separate resistors, each independently sheathed; and connected to a suitable switch to be energized separately and together to provide a number of different degrees of heating; it is then even more dangerous and difficult to accommodate the terminals of several sheathed resistors = in line with the hinge.
In addition, even with a single sheath having a terminal at each end, as is ordinarily done, it is very difficult to ensure a satisfactory hinge connection for lifting the sheath above the reflector, and these difficulties are greatly increased. increased when several sheathed resistors are used because of the additional terminals which must be extended at the location of the hinge and each provided in this place with an electrical connection, these connections having to allow repeated reversal of the necessary sheath for cleaning and should not be affected by it.
Various forms of hinged connections have been employed for this purpose, usually with a socket or a curved-shaped casing in which all the terminals of the sheathed resistors are fixed, and often with a dangerous form of hinge which does not fit. not ready for easy handling of the sheath for overturning, in the cleaning position or for returning to the normal position of use.
The main objects of this invention are to provide a form of cheerful resistance which can hinge pivot in a simple and satisfactory manner, so that it can be easily swung out of and into its normal position; to allow the use, if desired, of several resistors in the sheath with the same simplicity and the same convenience of hinged pivoting as with a sheath containing a single resistance; to allow better distribution and more efficient use of the heat generated;
to arrange the terminals so that the electrical connections with a hinged element are made properly and in such a way that they are not damaged by the repeated swinging of the sheath out of and into its normal position, and , in general, to simplify and facilitate manufacture, to decrease cost, to increase the efficiency and usefulness of sheathed resistance elements and combinations thereof and to allow hinge pivoting of the sheath in a more satisfactory and convenient way than heretofore. , The accompanying drawing shows, by way of example, iune embodiment of the invention.
Fig. 1 is a plan view of a heating element according to the present invention, for mounting on an electric cooker, parts of the element being cut out to show construction details.
Fig. 2 is a side view of the hinge of the element of FIG. 1 and shows a fragmentary part of the element.
Fig. 3 is an end view of the hinge of the element of FIG. 1.
Fig. 4 is a section through the inner end of the sheath, taken by line 4-4 of FIG. 1.
Fig. 5 is a section through the whole of the element along line 5-5 of FIG. 1. Fig. 6 is a view similar to FIG. 5, but showing the sheath in the reversed position.
In this drawing, the reference numeral 1.1 designates a cooker ring in which the element is mounted and which has the ordinary opening 12 in which the whole of the heating element is. housed.
A ring 13, similar to the rings ordinarily provided for mounting electric heating elements in the crowns of cookers, fits into the opening 12 and supports the element, said ring constituting a part of the assembly. element and having an annular rim 14 facing outwardly around the crown which rests on the margin of the opening of the cooker crown, said margin being. lowered, as indicated at 15, to form an annular seat for the flange 14, so that the crown of the ring 13 is flush with, or nearly flush with, the crown of the cooker 11.
This ring 13 comprises a pendant part 16 annular at its lower part carrying a flange 17 extending inwardly, folded as shown in the drawings, on which a container 18 is removably supported, said container 18 , provided with a central emptying opening 19, being provided with a marginal rim 20 facing outwards, which extends over the support rim 17.
A space for air circulation is provided around the container 18 and, for this purpose, the diameter of the container is substantially smaller than the internal diameter of the part 16 and the margin 20 of the container, and, in addition, the rim folded 17 is embossed at certain intervals around the perimeter to form spaced elevations 21 on which the marginal rim 20 of the container rests, so that between the elevations 21. the rim 20 of the container is sufficiently spaced from the rim 17 to ensure an effi cient ventilation space between them.
The rim 17 and the bosses 21 are inclined downward from the portion 16, as shown, and 1a. margin 20 of the container is also inclined, this corresponding inclination serving not only to facilitate the centering of the container 18 in the part 16, but also to ensure the upward direction of the air flow between the margin of the container and the rim of the container. part 16. The central drainage opening 19, which also contributes to ventilation, is large enough that a finger can be engaged therein to facilitate removal of the container which simply rests on the bumps or elevations 21 and which can be easily lifted from them.
The active part 22 of the heating element is of the ordinary type with a tubular metal sheath in which a helical resistance wire is embedded in a compressed insulation, in a certain length of a seamless tube or of a tube welded by approximation, but which differs from ordinary tubular metal sheathed elements in that all the terminals of the resistors it contains are at one end of the metal tube and the other end thereof is closed, for example by compressing and by welding this end of the metal tube together or by welding a closing cap to this end.
The sleeve 24 is folded into a spiral shape to provide a suitable heating surface for cooking or other uses, the helical resistor 23 extends from one end to the other of the tubular metal sleeve 24 which is closed at its inner end, as indicated at 25, said resistor 23 being provided at the outer end of said sheath with a low resistance terminal 23a which is electrically connected to resistor 23 in the sheath near the sheath. outer end thereof and which extends out of the sheath for connection to a suitable source of electric current.
A return wire 27 returns from the inner end of the helical resistor 23 through the tubular sheath 24 to the outer end thereof, where it is also provided with a terminal 27a of low resistance. which is similarly electrically connected in the sheath near its outer end to the return wire 27 and which extends beyond the outer end of the tubular sheath 24.
This return wire 27 may be a separate conductor joined to the helical resistor 23 at the closed inner end of the tubular sheath 24, but it is preferred to employ as the return wire an additional integral part of the resistance wire 23 up to the outer end of the sheath, being well tensioned that the resistor 23 and the return wire 27 are embedded in the compressed insulation 28 and spaced from each other and from the sheath 24, so that they are electrically isolated from each other and from the sheath 24 over their entire length.
In practice, it has been found that a particularly satisfactory turn-around wire can be obtained by forming a helix with the resistance wire of a greater length than is necessary for the resistance 23 and then stretching a number. additional turns of the propeller at one end, almost straight and by folding back this almost straight length, as shown in fig. 4, but keeping it spaced from the helix 23 to form the return wire,
by leaving the latter a sufficient twist to give it an extensibility over its entire length which ensures additional length for extension and contraction and for any longitudinal stresses which may occur on the return yarn in the manufacture or the use of the element.
The helix 23 is ordinarily cylindrical in shape when assembled into the tube 24 and the connected ends of the helix and the return wire 27 are held in the appropriate position at one end of the tube 24, while the insulator 28 is brought and compressed in the tube in known manner, the insulation being sufficiently compressed so that the assembly can then be bent in the shape of a spiral, as shown in the drawing and also flattened without modifying the relative position of the resistor 23 and the return wire 27 in the tube.
Ordinarily, in elements such as those described herein, the flattening takes place after the bending into a spiral shape and, by this operation, the helix 23 is transversely deformed and assumes a shape which is substantially similar to the shape. flattened sleeve 24, as shown.
To rigidly hold the spiral-shaped sheath, a spider 29 is used, this criss-cross being formed of a rigid wire which is bent to the required shape and comprises three radial arms 30 whose upper lengths 33, 36 and 37 are welded. to the spiral sheath, as indicated in 31.
The spider 29 is formed from a single length of wire with one end facing down 32 at the center of the spider, the wire extending from the top of said end 32 r adially outward at 33, being then folded down and coming back to the center at 34, then running radially outward at 35, then being folded up and coming back to the center at 36, then di ecting radially outward at 37, and then being folded down and coming back to the center at 38 where it ends at an end 39 folded up,
said downwardly facing end 32 and said upward facing end 39 being rigidly fixed to each other by welding or in any other suitable manner to form a compound hub from which radiate three arms, the intersections of the wires upper 33, 36 and'37 and lower son 34, 35 and 38 being fixed together and to the upper and lower ends of the compound hub 32 and 39 by welding to ensure sufficient rigidity.
A disc 26 is ordinarily provided in the center of the element which can act as a flat bed and which is secured to the arms of the spider in any suitable manner.
This spider 29 is particularly advantageous not only because it is simple to manufacture, but also because it provides a particularly strong reinforcement and support for the spiral sheath and, moreover, because it provides -a ventilated support, all parts of which are rounded and without sharp edges which can scratch or damage the hands when cleaning the element.
The outer ends of the arms 30 of the spider rest loosely on the rim 20 of the container 18, where the rim 20 rests on the bosses 21, and thus the sleeve and its spider are supported by the mounting ring 13 and with an elevation sufficient so that the flat upper part of the sheath is only slightly above the upper part of the annular rim 14 which, as indicated above, is practically at the same level as the crown 11 of the cooker.
The container 1.8, as indicated above, serves as a collecting container and a reflector to direct the heat upwardly onto the utensil placed on the element 22 and, as the container 18 as well as the underside of the sheath require occasionally cleaning it is necessary to arrange the sheath so that it can be raised to allow access to its underside and to the container 18, and this lifting must be accomplished while keeping the electrical connections intact.
For this purpose, the outer end portion 42 of the sheath is arranged so as to extend tangentially from the outer turn, as shown in FIG. 1, and it is inclined downwards from the plane of the spiral, as shown in fig. 2, this downward inclination being sufficient for this end portion 42, where it extends outwardly from the ring 13, to be well below the rim 14 to leave a large enough space between these parts to accommodate the margin of the crown 11, as can be understood by examining FIG. 2, and this tangential end portion inclined downwardly engages in a member constituting a housing 43 on the ring 13,
likewise inclined, wherein said portion 42 is free to rotate and thus provides a hinged connection of the sleeve with the ring 13 which allows the sleeve to remain normally on the rim 20 of the container, as shown. in fig. 5 and to be swung upwards in the position shown in FIG. 6. In the latter position, the lower side of the sheath is freely accessible for cleaning, as well as the container 18, and it is. It is also understandable that, in this position of the sheath, the container 18 can be withdrawn freely, so that it can be cleaned more easily and that it also gives access to the space under the crown of the cooker.
The housing 43 consists of a folded metal sheet in the form of an elongated bottomless box, as shown in FIG. 3, and of an internal dimension such that the end part 42 of the sheath, which is round, is tightly gripped but free to rotate in this box.
The engagement with the housing 43 is limited to a length determined at the outer end of the tangential part 42 and, for this purpose, in the compression operation laws of the manufacture of the sheath, a certain portion of the end, for example up to point 44 in fig. 1, is provided with a larger diameter than the rest of the sheath and exhibits a gradual thinning 45 up to the dimension to which the rest of the sheath is compressed. For example, with a sheath that is compressed to. tri diameter of 9.5 inm, the portion at the terminal end up to the point.
44 may have a diameter of 1.3 min and present a gradual thinning 45 up to point 46 beyond which the sheath is reduced to the diameter of 9.5 mm, it being understood that this is the portion of 9.5 mm of diameter which is coiled in the shape of a serpentine to give the. surface supporting the utensil and that this portion wound in a serpentine is then flattened, but that this flattening extends only to the point where the. tangential part 42 is deflected downwards, as can be seen clearly on the Fia. 1, the tangential part 42 remaining round.
To hold this end portion 42 in the open-bottom housing 43, a jumper-shaped tie wire 47 comprises branches 48 which are inserted through the side walls of the housing at the bottom thereof, so that these branches engage with the end part 42 at its lower part and hold said end part 42 against the upper wall of the housing, said end part 42 having a circumferential groove 49 in which one of the branches 48 of the tie wire engages to prevent axial movement of the end portion in the housing. The tie wire is held in place by the bent outer ends of the legs 48, as shown at 50.
To keep the sheath in the inverted position of fig. 6, a leaf spring 51 is fixed by its opposite ends to the outer wall of the housing 43, and it presses in the middle, with appreciable tension, against a ball 52 which enters an opening 53 provided in the side wall of the housing. housing to engage with the enlarged end part of the sheath.
This enlarged part of the sheath has two depressions 54 and 55 spaced circumferentially about 90 from each other, which can engage with the ball 52 pressed by the spring and which are arranged in a similar fashion. appropriate so that when the sheath is in the inverted position of fig. 6, the ball is pressed into the depression 54 in order to keep the sleeve in the inverted position, while when the sleeve is in its normal position of FIG. 1, the ball 52 is pressed by the spring into the depression 55 to keep the sheath in this position.
The housing 43 can be attached to the ring 13 in any suitable way which ensures good rigidity, the housing, in this case, having at its outer wall an extension 56 of a shape corresponding to the contour of the part 16. of the ring and fixed to it by welding or in any other suitable manner, said outer wall and the extension also being provided with a continuous rim 57 facing outwards at their lower part to reinforce them. On the opposite side of the housing, the housing wall terminates against part 16 and a support 58 is attached at one end to said housing wall and at the other end to part 16, as shown, to hold the housing rigidly by compared to ring 13.
The wall of the housing 43 on the side where the spring 51 is fixed comprises ears 59 and 60 provided to receive and hold the ends of the spring 51, the lug 59 having a closed slot in which the end of the spring 51 can be placed. inserted perpendicularly, while the other ear 60 has a slot 62 open at its upper part so that the corresponding end of the spring can be inserted laterally into the slot 62.
The opening 53 for the ball provided in the wall of the housing is of a shape and size suitable so that the ball does not pass through by the pressure of the spring 51 and, therefore, the ball is retained in said opening when the end of the sheath is withdrawn from the housing 43.
It is obvious that part 16 of ring 13 has an opening at the inner end of housing 43 for freely accommodating the tangential end 42 of the sheath, said opening being indicated at 64 on the. fig. 1, and likewise it is evident that, when mounted on an electric stove, the conductors are connected to the covered terminals 23a and 27a at the outer end of the tangential portion 42 which extends slightly beyond the the outer end of the housing 43, as shown in FIGS. 1 and 2.
Heating elements similar to the one shown here, but having two or more helical resistors and all terminals disposed at one end of the wrapper, may be employed, if desired, in place of the heating element shown. with its unique resistance 23 and its unique return wire 27.
For example, one can use two resistors having different wattage capacities, both connected to a single return wire or each having its own return wire, and each resistor and each return wire having a terminal, all terminals being located at the same end of the sheath and being able to be used with switches to provide a certain number of different heating stages, or according to another example, three resistors can be used, each with a capacity in watts different, without return wires, and all connected together at the closed end of the enveloping sheath and provided with exposed terminals at the other end of the sheath,
it being understood that the fant heater element described here, which can be used with an ordinary switch for a single heater or with a switch enabling. infinitely varied heating intensity, simply illustrates the convenience and economy due to heating elements. tubular metal sheath with all the terminals arranged at one end of the sheath and the simple assembly to which these elements apply.
Flexible conductors are connected to the terminals of the element to supply the latter with current, for example to terminals 23a and 27a of the embodiment shown, and as the terminals are enclosed at the location of the pivot axis of the sheath, no appreciable bending of the conductors occurs which would tend to break the insulation and the wires by the repeated overturning of the sheath, but simply. slight twisting of the insulation and the wires which has no appreciable breaking effect on the conductors as usually occurs with other hinged devices of the heating elements.
From the above, it is clear that there is provided a heating element and an assembly thereof which are simple, solid and which have significant advantages over the heating elements used hitherto. The heating element forms a compact whole with a solid appearance by the fact. of the construction with single winding, without one or more ends being, row born under the location of the hinge, as was necessary previously and by the fact of the cross which ensures an obvious stability to the sheath.
In addition, the hinge of the element is simple and allows the conductors to be connected to the element in a place and manner such that the conductors are only very slightly bent, so that they do not 'have, no tendency to break and tear.
In addition, with this heating element, an appreciable saving in manufacturing is achieved due not only to the use of a single sheath for all the resistors, when several resistors are used, but also to the fact that less tube is used. , insulation and conductors than was previously necessary to extend the two ends of the sheathed resistors to the location of the hinge for connection to the current supply conductors.