Procédé de fabrication d'une plaque chauffante électrique et plaque chauffante obtenue par ce procédé La présente invention comprend un procédé de fabrication d'une plaque chauffante électri que et une plaque chauffante obtenue par ce procédé.
On réalise habituellement les plaques chauf fantes électriques pour cuisinières, bouilloires, fers, réchauds, etc., par moulage d'un corps de fonte assez épais dans lequel sont ménagés des logements à l'intérieur desquels on dispose un fil résistant enroulé en boudin, et que l'on rem plit d'un ciment isolant qui entoure le fil. Ce procédé est assez onéreux et la plaque obtenue est lourde et possède une inertie calorifique éle vée. Une épaisseur relativement grande de ci ment est interposée entre la surface interne du corps de fonte et la résistance chauffante, si bien que l'évacuation de chaleur se fait mal, surtout en l'absence du corps à chauffer.
Divers dispositifs ont été imaginés pour re médier à ces inconvénients, dans lesquels la surface chauffante était en tôle. La plupart de ces dispositifs exigent des procédés de fabrica tion complexes et onéreux. D'autre part, ils diminuent généralement la longueur du circuit électrique pour une même surface d'échange, ce qui oblige d'avoir recours à des conducteurs très chauffés, et par suite de durée réduite.
En fin, la surface de contact avec la casserole en est souvent discontinue, donc plus faible, et le nettoyage est rendu difficile. Le procédé suivant l'invention est caracté risé en ce qu'on découpe dans plusieurs plaques de tôle des éléments concentriques formant des canaux à contour fermé et de section droite en forme de U, lesdits éléments étant de diamètre de plus en plus grand à mesure qu'on s'éloigne de leur centre qui constitue le centre de la pla que, qu'on juxtapose ces éléments les uns au tour des autres en soudant les branches lat6ra- les adjacentes des U , de façon à constituer une plaque ayant une surface sensiblement plane et continue, et qu'on y loge une résistance de chauffage,
lesdites plaques de tôle étant au moins au nombre de deux, de façon à pouvoir être utilisées rationnellement au cours de l'opé ration de découpage desdits éléments concen= triques, sans la perte importante de tôle qui ré sulterait inévitablement de l'utilisation d'une seule plaque.
L'intérêt du procédé suivant l'invention pro vient de ce que l'on peut s'arranger pour utili ser rationnellement ces plaques de tôle, en fai sant alterner les bandes découpées dans la pre mière plaque avec celles découpées dans la se conde ou dans la troisième, etc., de façon qu'il ne reste pratiquement aucun déchet de tôle.
En effet, dans l'hypothèse où l'on utiliserait une seule plaque, pour y découper, par exemple, des bandes circulaires concentriques, du fait qu'une partie de la largeur de ces bandes doit être utilisée pour les replier et former les bran ches latérales des U qui constituent les ca naux, il serait nécessaire pour extraire de la plaque unique utilisée des canaux en U susceptibles d'être juxtaposés sans présenter d'intervalle de séparation entre deux canaux successifs, de découper les bandes de tôle cor respondantes de deux régions différentes de la plaque ; entre les bandes ainsi prélevées, il res terait des bandes non utilisables et il en résulte rait un déchet de tôle important. En utilisant deux plaques, au contraire, il est très facile d'éviter ce déchet.
Bien entendu, les fonds des U adjacents sont planés de façon à constituer par leur jux taposition une surface de chauffage plane et continue.
Suivant une forme d'exécution préférée, l'opération de découpage des anneaux s'effectue par emboutissage. Les arrondis qui résultent de l'emboutissage remplacent les arêtes du fond des anneaux et présentent alors l'avantage d'ab sorber les dilatations qui se produisent en cours de chauffage, évitant ainsi des déforma tions.
Suivant une forme d'exécution préférée, le planage des fonds des anneaux métalliques, fa briqués au préalable par emboutissage à partir de deux ou plusieurs plaques de tôle, comme il a été indiqué ci-dessus, et assemblés de préfé rence par soudure électrique par points, est ob tenu au cours d'une opération de compression, à l'intérieur des canaux en U , du ciment isolant enrobant les résistances électriques, la plaque étant disposée à cet effet sur une surface plane en regard d'un bloc de compression.
L'invention a encore pour objet une plaque chauffante obtenue par le procédé ci-dessus et qui est caractérisée en ce qu'elle est composée d'un certain nombre de canaux à contour fermé, en tôle, juxtaposés et jointifs, de section sensiblement en forme de U, dont les branches latérales sont assemblées et les fonds sont plans de façon à constituer une surface chauffante continue, et d'un certain nombre de logements relativement plats, et en ce que la résistance chauffante, noyée dans une épaisseur relative ment faible de ciment isolant, présente des re- plis destinés à en augmenter la longueur et sen siblement disposés à plat dans un plan parallèle à la surface chauffante.
Le but de cette disposition de l'élément ré sistant est d'assurer une meilleure évacuation de la chaleur en corrélation avec la possibilité de loger une grande longueur de fil ou de ruban résistant dans un espace réduit. On voit que les particularités de construction visent à la réali sation simple d'une plaque chauffante légère pour cuisinière, bouilloire, fer, réchaud, etc., facile à nettoyer, présentant une inertie calori fique remarquablement faible, du fait de la dis position particulière du filament chauffant, de la forme spéciale de son logement de la nature et de la forme de la plaque elle-même, qui contribue, notamment par l'existence des ner vures obtenues par assemblage des branches des U successifs, à assurer un transport ef ficace de la chaleur par conduction vers la sur face d'échange.
Le dessin ci-annexé illustre le procédé et représente, à titre d'exemple, une forme d'exé cution de la plaque chauffante objet de l'in vention.
La fig. 1 est une vue en plan d'une plaque circulaire pour cuisinière électrique, suivant l'invention.
La fig. 2 est une vue en coupe axiale par tielle de cette plaque.
La fig. 3 est une vue schématique indiquant comment est effectué le découpage des tôles dans un exemple pratique d'exécution relatif à une plaque circulaire destinée à une cuisinière électrique.
La surface supérieure de cette plaque est plane et formée par les fonds planés d'un cer tain nombre d'anneaux coaxiaux juxtaposés en tôle emboutie, ici représentés au nombre de cinq, 1, 2, 3, 4, 5, mais dont il peut y avoir un plus ou moins grand nombre selon l'étendue de la surface d'échange désirée. Comme le montre la fig. 2, ces anneaux ont en coupe la forme d'un U et leurs branches latérales sont assemblées, par exemple, par soudure électrique par points. La surface limitée par la branche intérieure de l'anneau 1 est occupée par une calotte 6 en tôle emboutie, dont le rebord est également soudé par points à cette branche intérieure de l'anneau 1.
Cette calotte 6 présente une surface plane en forme de disque placée un peu en retrait par rapport à la surface plane commune des fonds des anneaux de façon à ne pas être en contact avec le fond dressé de la casserole reposant sur la plaque.
La surface inférieure de la plaque est ainsi formée par un certain nombre de canaux con centriques limités par des nervures 7 dont cha cune est formée par une double épaisseur de tôle, sauf la nervure 8 limitant la plaque exté rieurement.
Les nervures 7 présentent des échancrures telles que 9, 10 (fig. 1).
On a figuré en traits mixtes le trajet de l'élément résistant, afin d'indiquer sa disposi tion dans les canaux intérieurs des anneaux et son passage d'un canal à l'autre à travers les dites échancrures. Cet élément résistant est formé de spires serrées disposées à plat dans un plan parallèle à celui de la surface chauf fante. On a figuré en 14 quelques-unes de ces spires sur tout le pourtour des bandes annulai res qui constituent la plaque chauffante. Cette disposition nettement différente des boudins ré sistants généralement utilisés, permet, pour la même longueur de fil et le même encombre ment, d'assurer une évacuation bien meilleure de la chaleur. L'élément résistant est isolé dans un ciment d'enrobage, tel que de la magnésie.
Après assemblage, par soudure électrique par points, ou autre moyen, des anneaux obte nus par emboutissage et mise en place des ré sistances dans le ciment d'enrobage, ce ciment est soumis à une forte pression à l'aide d'un outil appliquant la plaque sur un bloc plan de sorte que l'on obtient en une opération unique le raccordement des anneaux et le planage des fonds de manière à constituer une surface par faitement plane.
Il est clair que les anneaux en U 1 à 5 n'acquièrent pas ainsi des arêtes vives, mais conservent des arrondis subsistant de l'embou tissage et qui ont l'avantage d'absorber les dila- tations de l'anneau lors du chauffage et d'éviter ses déformations.
La plaque est complétée par un capot 15 en tôle mince maintenu par une entretoise file tée 16 montée sur une vis 17 fixée à la ca lotte 6.
La fig. 3 indique un exemple de découpage de deux tôles pour obtenir 5 anneaux circulai res 1, 2, 3, 4, 5.
Method of manufacturing an electric heating plate and heating plate obtained by this method The present invention comprises a method of manufacturing an electric heating plate and a heating plate obtained by this method.
Electric hotplates are usually produced for cookers, kettles, irons, stoves, etc., by molding a fairly thick cast iron body in which housings are provided inside which a resistant wire is placed in a coil, and which is filled with an insulating cement which surrounds the wire. This process is quite expensive and the plate obtained is heavy and has a high calorific inertia. A relatively large thickness of cement is interposed between the internal surface of the cast iron body and the heating resistor, so that the heat dissipation is poor, especially in the absence of the body to be heated.
Various devices have been devised to remedy these drawbacks, in which the heating surface was made of sheet metal. Most of these devices require complex and expensive manufacturing processes. On the other hand, they generally reduce the length of the electrical circuit for the same heat exchange surface, which makes it necessary to have recourse to very heated conductors, and consequently of reduced duration.
Finally, the contact surface with the pan is often discontinuous, therefore smaller, and cleaning is made difficult. The method according to the invention is characterized in that concentric elements forming channels with a closed contour and a U-shaped cross section are cut from several sheet metal plates, said elements being of larger and larger diameter as they occur. move away from their center which constitutes the center of the plate, that these elements are juxtaposed one around the other by welding the adjacent lateral branches of the U, so as to constitute a plate having a surface substantially flat and continuous, and that a heating resistor is housed therein,
said sheet metal plates being at least two in number, so that they can be used rationally during the operation of cutting said concentrated elements, without the significant loss of sheet which would inevitably result from the use of a single plate.
The advantage of the process according to the invention comes from the fact that it is possible to arrange to use these sheet plates rationally, by alternating the strips cut in the first plate with those cut in the second or in the third, etc., so that hardly any sheet metal waste remains.
Indeed, in the hypothesis where one would use a single plate, to cut therein, for example, concentric circular bands, because part of the width of these bands must be used to fold them up and form the bran at the side of the U which constitute the channels, it would be necessary to extract from the single plate used U-shaped channels capable of being juxtaposed without having a separation gap between two successive channels, to cut the corresponding sheet strips of two different regions of the plaque; between the strips thus taken, there would remain strips which could not be used and the result would be a significant scrap of sheet metal. By using two plates, on the contrary, it is very easy to avoid this waste.
Of course, the bottoms of the adjacent U are leveled so as to constitute, by their juxtaposition, a flat and continuous heating surface.
According to a preferred embodiment, the operation of cutting the rings is carried out by stamping. The roundings which result from the stamping replace the ridges of the bottom of the rings and then have the advantage of absorbing the expansions which occur during heating, thus avoiding deformation.
According to a preferred embodiment, the leveling of the bottoms of the metal rings, made beforehand by stamping from two or more sheet metal plates, as indicated above, and assembled preferably by electric welding by points, is obtained during a compression operation, inside the U-shaped channels, insulating cement coating the electrical resistances, the plate being placed for this purpose on a flat surface facing a compression block .
A further subject of the invention is a heating plate obtained by the above method and which is characterized in that it is composed of a certain number of channels with a closed contour, in sheet metal, juxtaposed and contiguous, of section substantially in U-shaped, the side branches of which are assembled and the bottoms are flat so as to constitute a continuous heating surface, and a number of relatively flat housings, and in that the heating resistor, embedded in a relatively small thickness of insulating cement, has folds intended to increase its length and sensibly placed flat in a plane parallel to the heating surface.
The purpose of this arrangement of the resistant element is to ensure better heat dissipation in correlation with the possibility of accommodating a large length of resistant wire or tape in a reduced space. It can be seen that the particular construction features aim at the simple realization of a light hotplate for cooker, kettle, iron, stove, etc., easy to clean, having a remarkably low calorific inertia, due to the particular arrangement. of the heating filament, of the special shape of its housing, of the nature and of the shape of the plate itself, which contributes, in particular by the existence of the ribs obtained by assembling the branches of the successive U's, to ensure ef transport effective heat by conduction to the heat exchange surface.
The accompanying drawing illustrates the process and represents, by way of example, one embodiment of the heating plate which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a plan view of a circular plate for an electric cooker, according to the invention.
Fig. 2 is a view in partial axial section of this plate.
Fig. 3 is a schematic view indicating how the cutting of the sheets is carried out in a practical example of execution relating to a circular plate intended for an electric cooker.
The upper surface of this plate is flat and formed by the planed bottoms of a certain number of juxtaposed coaxial rings of pressed sheet metal, here represented in number of five, 1, 2, 3, 4, 5, but of which it can there may be a greater or lesser number depending on the extent of the desired exchange surface. As shown in fig. 2, these rings have the shape of a U in section and their side branches are assembled, for example, by electrical spot welding. The surface bounded by the inner branch of the ring 1 is occupied by a cap 6 of stamped sheet metal, the rim of which is also spot welded to this inner branch of the ring 1.
This cap 6 has a flat disc-shaped surface placed a little behind the common flat surface of the bases of the rings so as not to be in contact with the upright base of the pan resting on the plate.
The lower surface of the plate is thus formed by a certain number of concentric channels limited by ribs 7, each of which is formed by a double thickness of sheet metal, except the rib 8 limiting the plate externally.
The ribs 7 have notches such as 9, 10 (Fig. 1).
The path of the resistance element has been shown in phantom, in order to indicate its arrangement in the internal channels of the rings and its passage from one channel to another through said notches. This resistant element is formed of tight turns arranged flat in a plane parallel to that of the heating surface. Some of these turns have been shown at 14 all around the annulai bands which constitute the heating plate. This arrangement, which is markedly different from the resistant tubes generally used, makes it possible, for the same length of wire and the same size, to ensure a much better dissipation of heat. The resistant element is insulated in a coating cement, such as magnesia.
After assembly, by electrical spot welding, or other means, of the rings obtained by stamping and placing of resistances in the coating cement, this cement is subjected to high pressure using a applying tool. the plate on a flat block so that one obtains in a single operation the connection of the rings and the leveling of the funds so as to constitute a surface that is actually flat.
It is clear that the U-rings 1 to 5 do not acquire sharp edges in this way, but retain roundings which remain from the swelling and which have the advantage of absorbing the expansion of the ring during heating. and to avoid its deformations.
The plate is completed by a cover 15 in thin sheet maintained by a threaded spacer 16 mounted on a screw 17 fixed to the casing 6.
Fig. 3 indicates an example of cutting two sheets to obtain 5 circular rings 1, 2, 3, 4, 5.