FR2493660A1 - Electrical tubular heater bonded to wall - esp. of bakery muffle oven by pref. silicone adhesive - Google Patents
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Abstract
Description
"Dispositif de jonction mécanique destiné à raccorder un corps de chauffe tubulaire électrique à une surface à chauffer."
La présente invention concerne un dispositif de jonction mécanique destiné à raccorder un corps de chauffe tubulaire électrique à une surface à chauffer, laquelle est de préférence métallique, par exemple une paroi d'un moufle de four de cuisson, à l'aide d'un agent ou moyen de jonction."Mechanical joining device intended to connect an electric tubular heating body to a surface to be heated."
The present invention relates to a mechanical joining device intended to connect an electric tubular heating body to a surface to be heated, which is preferably metallic, for example a wall of a baking oven muffle, using a agent or means of joining.
I1 est connu de réaliser de tels dispositifs de jonction en soudant le corps de chauffe tubulaire sur la surface à chauffer. A cet effet, il faut que la surface à chauffer et le corps de chauffe qui y est posé soient portés ensemble à la température de soudage, jusqu'à ce que le métal de soudure coule et pénètre par capillarité dans les interstices entre ces deux éléments. Le corps de chauffe tubulaire est maintenu sur la surface à chauffer, pendant cette opération, par des dispositifs de serrage, afin qu'il ne puisse pas se déplacer lors de l'insertion dans le four. Les moyens à mettre en oeuvre et les frais de fabrication sont considérables, en raison des différentes manipulations auxquelles il faut procéder et des appareils nécessaires, par exemple le four. I1 is known to produce such joining devices by welding the tubular heating body on the surface to be heated. For this purpose, the surface to be heated and the heating body placed thereon must be brought together to the welding temperature, until the weld metal flows and penetrates by capillary action into the interstices between these two elements. . The tubular heating element is kept on the surface to be heated, during this operation, by clamping devices, so that it cannot move during insertion into the oven. The means to be used and the manufacturing costs are considerable, owing to the various manipulations which have to be carried out and the apparatus required, for example the oven.
Il est en outre connu de relier des corps de chauffe tubulaires comportant une enveloppe métallique, par exemple en aluminium, à une surface à chauffer en métal, par exemple aussi en aluminium, et ce en comprimant ces éléments à froid l'un sur l'autre, sous une forte pression, ce qui fait que l'on obtient une soudure par compression, ou bien que bes éléments de treillis d'acier intercalés s'ancrent ou s'incrustent à la fois dans le corps de chauffe tubulaire et dans la surface à chauffer. It is also known to connect tubular heating bodies comprising a metal envelope, for example aluminum, to a surface to be heated in metal, for example also in aluminum, and this by compressing these elements cold one on the other, under high pressure, which results in a compression weld, or in that the interleaved steel lattice elements become anchored or encrusted both in the tubular heating body and in the surface to be heated.
Pour réaliser ce dispositif de jonction, il faut, lorsqu'il s'agit des corps de chauffe relativement grands des moufles de cuisinière, utiliser des presses de très grande taille et qui sont très coûteuses, de sorte que les moyens à mettre en oeuvre et les frais de fabrication sont aussi très importants dans ce cas.To make this junction device, it is necessary, when it comes to relatively large heating bodies of muffles, use very large presses which are very expensive, so that the means to be implemented and manufacturing costs are also very important in this case.
La présente invention a pour objet de mettre au point un dispositif de jonction mécanique du type décrit au début de la présente demande de brevet, mais avec lequel les moyens à mettre en oeuvre pour la fabrication et les frais soient réduits. The object of the present invention is to develop a mechanical joining device of the type described at the start of this patent application, but with which the means to be used for manufacturing and the costs are reduced.
La présente invention permet de résoudre ce problème par le fait que llon utilise, comme agent ou moyen de jonction, une matière adhésive résistant aux températures élevées, de préférence une colle au silicone. Ce mode de jonction offre l'avantage de ne nécessiter aucun outillage coûteux pour sa réalisation, et de ne pas imposer non plus que les éléments soient portés à des températures élevées, qui entraient un risque de déformation. On peut travailler entièrement sans effectuer de traitement thermique, ou bien l'on peut procéder à la connexion électrique du corps de chauffe tubulaire, qui peut, par sa propre chaleur, faire durcir la colle ou matière adhésive, ou, si cela est nécessaire, accélérer ce durcissement. The present invention makes it possible to solve this problem by the fact that it uses, as an agent or joining means, an adhesive material resistant to high temperatures, preferably a silicone glue. This joining mode offers the advantage of not requiring any expensive tool for its realization, and of not imposing either that the elements are brought to high temperatures, which entered a risk of deformation. One can work entirely without performing a heat treatment, or else one can proceed to the electrical connection of the tubular heating body, which can, by its own heat, harden the glue or adhesive material, or, if necessary, accelerate this hardening.
I1 est avantageux que la matière adhésive utilisée ait une bonne conductibilité thermique et l'on peut prévoir qu'elle contienne, pour augmenter la conductibilité thermique, des charges bonnes conductrices de la chaleur. It is advantageous for the adhesive material used to have good thermal conductivity and provision can be made for it to contain, in order to increase the thermal conductivity, charges which are good at conducting heat.
Il est avantageux que la matière adhésive forme une couche continue, dans le sens de la largeur du corps de chauffe tubulaire, entre ledit corps de chauffe tubulaire et la surface à chauffer, et, pour obtenir une bonne transmission de la chaleur et une bonne jonction, que cette couche soit de préférence très mince, et que le corps de chauffe tubulaire, lequel a de préférence une section triangulaire, et la surface à chauffer, présentent des surfaces aussi planes que possible dans la zone de la jonction, surfaces entre lesquelles est placée la très mince couche continue de matière adhésive. It is advantageous for the adhesive material to form a continuous layer, across the width of the tubular heating body, between said tubular heating body and the surface to be heated, and, in order to obtain good heat transmission and good junction , that this layer is preferably very thin, and that the tubular heating body, which preferably has a triangular section, and the surface to be heated, have surfaces as flat as possible in the area of the junction, surfaces between which is placed the very thin continuous layer of adhesive material.
Il peut cependant aussi être avantageux que les cordons de matière adhésive soient disposés, vus en section transversale à travers le corps de chauffe tubulaire, dans les zones de bordure de celui-ci, et relient ces zones à la surface à chauffer, la surface du corps de chauffe tubulaire qui est tournée vers la surface à chauffer pouvant être entièrement ou presque entièrement dégagée de la matière adhésive. It may however also be advantageous for the beads of adhesive material to be arranged, seen in cross section through the tubular heating body, in the border zones of the latter, and connect these zones to the surface to be heated, the surface of the tubular heating element which faces towards the surface to be heated which can be entirely or almost entirely freed from the adhesive material.
Le corps de chauffe tubulaire est de préférence, vu en section transversale, à peu près de forme triangulaire, et a une de ses surfaces tournées vers la surface à chauffer, ce qui permet d'obtenir une large transmission de la chaleur et, lorsque l'on applique une couche adhésive continue, une large jonction. Il peut suffire de ne coller le corps de chauffe tubulaire sur la surface à chauffer qu'en quelques points de la longueur dudit corps de chauffe, et de laisser libres de toute matière adhésive les tronçons qui se trouvent entre ces points.La transmission de la chaleur se fait à la fois par conduction et par rayonnement
La surface à chauffer peut comporter une rainure, par exemple en forme de moulure, dans laquelle est logé le corps de chauffe tubulaire, les interstices entre la rainure et le corps de chauffe tubulaire étant de préférence remplis de matière adhésive coulée. L'ouverture de la rainure peut etre pratiquement entièrement obturée par la matière adhésive, par dessus le corps de chauffe tubulaire après insertion de celuici, ce qui fait que ledit corps de chauffe tubulaire est enrobé ou encastré dans ladite matière adhésive, au moins sur son côté en regard de l'ouverture de la rainure.La rainure peut en outre aller en s'élargissant vers l'intérieur, derrière et à partir d'une ouverture d'entrée qui correspond au moins à l'épaisseur de la partie du corps de chauffe tubulaire qui doit y être insérée, de la matière adhésive étant coulée, pour former des cordons entre le corps de chauffe tubulaire, de préférence triangulaire et qui se rétrécit à l'extérieur de la rainure, et les parois latérales de ladite rainure. Ce mode de réalisation offre l'avantage de permettre que les phénomènes de dilatation thermique ne provoquent pas de trop grands efforts de cisaillement dans la matière adhésive, ni à ses points d'attaque sur le corps de chauffe tubulaire et sur la surface à chauffer. Même si la jonction adhésive se détache ou se décolle à l'une de ces surfaces, le corps de chauffe reste fixé dans la rainure par effet de coin.Dans le cas de cette jonction, il peut être avantageux que la matière adhésive soit thermodurcissable, et qu'après durcissement, elle ait une élasticité permanente, son volume, légèrement augmenté lors du durcissement, exerçant une action de ferme compression sur le corps de chauffe tubulaire. Dans le cas d'au tres modes de réalisation, et surtout lorsque l'on applique latéralement des cordons de jonction sur une surface d'appui du corps de chauffe tubulaire, il peut être avantageux que le volume de la matière adhésive, à élasticité permanente, diminue légèrement lors du durcissement.The tubular heating element is preferably, seen in cross section, roughly triangular in shape, and has one of its surfaces facing the surface to be heated, which makes it possible to obtain a large transmission of heat and, when the 'we apply a continuous adhesive layer, a wide joint. It may suffice to only stick the tubular heating element to the surface to be heated at a few points along the length of said heating element, and to leave the sections which are between these points free of any adhesive material. heat is produced both by conduction and by radiation
The surface to be heated may include a groove, for example in the form of a molding, in which is housed the tubular heating body, the interstices between the groove and the tubular heating body preferably being filled with cast adhesive material. The opening of the groove can be almost completely closed by the adhesive material, over the tubular heating body after insertion thereof, which means that said tubular heating body is embedded or embedded in said adhesive material, at least on its side facing the opening of the groove. The groove can further widen inwards, behind and from an entry opening which corresponds at least to the thickness of the body part. tubular heating element which must be inserted therein, adhesive material being poured, to form cords between the tubular heating element, preferably triangular and which narrows outside the groove, and the side walls of said groove. This embodiment offers the advantage of allowing the phenomena of thermal expansion not to cause too great shearing forces in the adhesive material, nor at its points of attack on the tubular heating body and on the surface to be heated. Even if the adhesive junction detaches or peels off from one of these surfaces, the heating element remains fixed in the groove by wedge effect. In the case of this junction, it can be advantageous if the adhesive material is thermosetting, and that after hardening, it has a permanent elasticity, its volume, slightly increased during hardening, exerting a firm compression action on the tubular heating body. In the case of other embodiments, and especially when applying junction cords laterally on a bearing surface of the tubular heating body, it may be advantageous that the volume of the adhesive material, with permanent elasticity , decreases slightly during hardening.
Le ou les cordons de matière adhésive peuvent être disposés et dimensionnés de telle sorte que leur élasticité leur permette de céder plus fortement que ne le rendent pécessaire les différences de dilatation thermique du corps de chauffe tubulaire et de la surface à chauffer, ce qui permet d'éviter que la jonction adhésive ne s'écaille ou ne se déchire. The bead (s) of adhesive material can be arranged and dimensioned so that their elasticity allows them to yield more strongly than is necessary due to the differences in thermal expansion of the tubular heating body and of the surface to be heated, which allows '' prevent the adhesive junction from flaking or tearing.
La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés schématiquement par le dessin annexé, sur lequel
- la figure 1 est une vue d'un moufle de four de cuisson;
- la figure 2 est une coupe partielle selon II-II de la figure 1
- la figure 3 représente un mode de réalisation modifié, selon la coupe de la figure 2
- la figure 4 représente un autre mode de réalisation, également selon la coupe de la figure 2, et
- la figure 5 est une coupe d'encore un autre mode de réalisation.The present invention will be better understood on the basis of the detailed description of several embodiments taken as nonlimiting examples and illustrated schematically by the appended drawing, in which
- Figure 1 is a view of a baking oven muffle;
- Figure 2 is a partial section on II-II of Figure 1
- Figure 3 shows a modified embodiment, according to the section of Figure 2
FIG. 4 represents another embodiment, also according to the section of FIG. 2, and
- Figure 5 is a section of yet another embodiment.
Le moufle d'un four de cuisson et de rôtissage, qui est représenté sur les figures 1 et 2, sans l'isolation thermique qui l'entoure, comporte des parois latérales 2 et 3, une voûte 5 et une sole 6. La voûte 5 et la sole 6 du moufle 1 présentent, l'une et l'autre, sur leur face externe, un corps de chauffe tubulaire, respectivement désigné par les références numériques 9 et 12, et qui est collé sur ces surfaces à chauffer au moyen d'une colle au silicone résistante aux températures élevées.Ainsi que le montre la figure 2, le corps de chauffe tubulaire 9 a une section ronde et est placé sur la surface plane de la voûte 5, la couche de matière adhésive qui assure la jonction étant très mince dans la zone centrale, dans laquelle le corps de chauffe tubulaire 9 et la voûte 5 sont le plus rapprochés l'un de l'autre, et formant des joints ou cordons qui deviennent plus épais, en forme de coins, à droite et à gauche de ce point, vu en coupe. Comme matière adhésive, on utilise une matière adhésive au silicone, résistante aux températures élevées, qui supporte une charge permanente d'environ 2600C ou plus et des charges de pointe d'environ 3600C ou plus, sans perdre, avec l'âge, sa résistance ni son adhésivité. The muffle of a baking and roasting oven, which is shown in FIGS. 1 and 2, without the thermal insulation which surrounds it, has side walls 2 and 3, an arch 5 and a sole 6. The arch 5 and the bottom 6 of the muffle 1 both have, on their external face, a tubular heating body, respectively designated by the reference numerals 9 and 12, which is bonded to these surfaces to be heated by means a silicone glue resistant to high temperatures. As shown in FIG. 2, the tubular heating body 9 has a round section and is placed on the flat surface of the arch 5, the layer of adhesive material which provides the junction. being very thin in the central zone, in which the tubular heating body 9 and the arch 5 are closest to each other, and forming joints or cords which become thicker, wedge-shaped, on the right and to the left of this point, seen in section. As the adhesive material, a silicone adhesive material, resistant to high temperatures, is used which supports a permanent load of approximately 2600C or more and peak loads of approximately 3600C or more, without losing, with age, its resistance nor its stickiness.
Dans le cas du mode de réalisation selon la figure 3, un corps de chauffe tubulaire 309, de section triangulaire, est posé, par une de ses surfaces, sur la surface d'une voûte 305 d'un moufle et est relié, le long de ses bords contigus à la surface à chauffer 305, à la surface de ladite voûte 305, laquelle est de préférence en tôle d'acier, ceci par les bourrelets de matière adhésive 316 et 318. Le corps de chauffe tubulaire repose, par sa surface d'appui, sur la voûte 305, sans qu'une couche de matière adhésive soit intercalée. La transmission de la chaleur se fait, aux points de contact, par conduction, et par ailleurs par rayonnement.L'enveloppe du corps de chauffe tubulaire 309 peut être en aluminium, étant donné que la jonction par matière adhésive, contrairement à la jonction par soudage, ne pose pratiquement aucun problème lorsqu'il s'agit de matériaux différents, dans la mesure où son élasticité est suffisante pour supporter, sans décollement ni rupture, les différences de dilatation thermique. Ceci permet de réduire encore les frais de fabrication par l'emploi de matériaux plus économiques, ou d'utiliser dans chaque cas, pour les parois du moufle de four et le corps de chauffe tubulaire, le matériau ou le procédé de traitement de surface optimal. In the case of the embodiment according to FIG. 3, a tubular heating body 309, of triangular section, is placed, by one of its surfaces, on the surface of an arch 305 of a muffle and is connected, along from its edges contiguous to the surface to be heated 305, to the surface of said arch 305, which is preferably made of sheet steel, this by the strips of adhesive material 316 and 318. The tubular heating body rests, by its surface bearing, on the roof 305, without a layer of adhesive material being inserted. The heat is transmitted, at the contact points, by conduction, and also by radiation. The envelope of the tubular heating body 309 can be made of aluminum, since the junction by adhesive material, unlike the junction by welding, poses practically no problem in the case of different materials, insofar as its elasticity is sufficient to withstand, without detachment or rupture, the differences in thermal expansion. This makes it possible to further reduce the manufacturing costs by the use of more economical materials, or to use in each case, for the walls of the oven muffle and the tubular heating body, the material or the optimal surface treatment method. .
L'exemple de réalisation selon la figure 4 représente un corps de chauffe tubulaire 409, qui est entièrement inséré dans une rainure 420, laquelle est réalisée par formation d'une moulure 422 dans la voûte 405 d'un moufle. La rainure est entièrement remplie de matière adhésive 416 coulée, qui entoure complètement le corps de chauffe tubulaire en remplissant la rainure. De cette manière, la quantité de chaleur cédée au moufle par conduction est plus importante, et plus faible celle qui rayonne contre l'isolation qui entoure le moufle, ce qui fait que celle-ci n'a plus besoin d'être aussi résistante aux températures élevées et peut donc être réalisée dans un matériau plus économique.Selon une variante du mode de réalisation illustré par la figure 4, la zone inférieure de la rainure peut être adaptée, dans sa forme, au contour du corps de chauffe tubulaire, et s'applique directement sur celui-ci, la zone extérieure seule de la rainure étant remplie de matière adhésive coulée. The exemplary embodiment according to FIG. 4 represents a tubular heating body 409, which is entirely inserted in a groove 420, which is produced by forming a molding 422 in the roof 405 of a muffle. The groove is completely filled with poured adhesive material 416, which completely surrounds the tubular heating element by filling the groove. In this way, the amount of heat given up to the muffle by conduction is greater, and lower that which radiates against the insulation which surrounds the muffle, so that it no longer needs to be as resistant to high temperatures and can therefore be made of a more economical material. According to a variant of the embodiment illustrated in FIG. 4, the lower region of the groove can be adapted, in its shape, to the contour of the tubular heating body, and s 'applies directly to it, the only outer area of the groove being filled with cast adhesive material.
La figure 5 représente une jonction, dans laquelle une voûte 505 d'un moufle présente une rainure 520 qui s'élargit vers le bas en queue d'aronde. Un corps de chauffe tubulaire, de section triangulaire repose, par une de ses surfaces, sur le fond plan 526 de la rainure, sans matière adhésive intercalée. A droite et à gauche du corps de chauffe tubulaire 509 subsistent des interstices relativement larges, étant donné que la largeur de l'entrée de la rainure doit être suffisante pour que l'on puisse y introduire le corps de chauffe tubulaire. Ces interstices sont respectivement remplis d'une matière adhésive de remplissage 516 et 518 coulée, et maintiennent ainsi le corps de chauffe tubulaire 509 dans la rainure 520 en le calant à la manière de coins.L'épaisseur des couches de matière adhésive peut être réduite, par un effet identique en son principe, lorsque le corps de chauffe tubulaire a une section de forme trapézoidale, la pente des parois latérales étant plus faible que dans le cas de la forme triangulaire. Lorsqu'il s'agit de réaliser la jonction d'un corps de chauffe tubulaire en forme de barre et d'une surface a chauffer, on peut insérer le corps de chauffe dans la rainure par un mouvement de rotation, ce qui fait que la largeur de l'entrée de la rainure et donc l'épaisseur des couches de matière adhésive peuvent être plus faibles. FIG. 5 represents a junction, in which a vault 505 of a muffle has a groove 520 which widens downwards in a dovetail. A tubular heating body, of triangular section rests, by one of its surfaces, on the flat bottom 526 of the groove, without interposed adhesive material. To the right and to the left of the tubular heating body 509 there remain relatively wide interstices, since the width of the entry of the groove must be sufficient for the tubular heating body to be introduced therein. These gaps are respectively filled with a filling adhesive material 516 and 518 which are cast, and thus hold the tubular heating body 509 in the groove 520 by wedging it in the manner of wedges. The thickness of the layers of adhesive material can be reduced , by an effect identical in principle, when the tubular heating body has a section of trapezoidal shape, the slope of the side walls being lower than in the case of the triangular shape. When it comes to joining a tubular heating element in the form of a bar and a surface to be heated, the heating element can be inserted into the groove by a rotational movement, so that the width of the groove entry and therefore the thickness of the layers of adhesive material may be smaller.
Selon une variante du mode de réalisation proposé par la figure 3, on peut disposer, entre le corps de chauffe tubulaire et la surface à chauffer, celle-ci étant de configuration plane, une très mince couche d'une matière adhésive au silicone , bonne conductrice de la chaleur, cette couche très mince étant réalisée par le fait que l'on comprime très fortement l'un sur l'autre le corps de chauffe tubulaire et la surface à chauffer, la matière adhésive en excès étant refoulée vers le côté et constituant les cordons de jonction latéraux, tels qu'ils sont représentés dans le cas du mode de réalisation selon la figure 3. Avec ce mode de réalisation, on ne bénéficie plus de l'avantage de pouvoir travailler sans outils de serrage, mais il reste celui de pouvoir librement choisir les matériaux utilisés.La transmission de la chaleur, comme aussi la résistance de la jonction, sont particulièrement bonnes dans ce cas. According to a variant of the embodiment proposed by FIG. 3, one can have, between the tubular heating body and the surface to be heated, the latter being of planar configuration, a very thin layer of a silicone adhesive material, good conductive of heat, this very thin layer being produced by the fact that the tubular heating body and the surface to be heated are compressed very strongly one on the other, the excess adhesive material being pushed back to the side and constituting the lateral junction cords, as shown in the case of the embodiment according to FIG. 3. With this embodiment, there is no longer the advantage of being able to work without tightening tools, but there remains that of being able to freely choose the materials used. The heat transmission, as also the resistance of the junction, are particularly good in this case.
Dans le cas du mode de réalisation selon la figure 3, on peut utiliser une matière adhésive qui soit un peu moins bonne conductrice de la chaleur, étant donné que la majeure partie de la transmission de la chaleur se fait par contact et par rayonnement entre les deux cordons de matière adhésive 316 et 318. On peut en outre prévoir une couche de matière adhésive 340, qui recouvre le corps de chauffe tubulaire sur son côté le plus éloigné de la surface 305, et qui est esquissée sur la figure par une ligne discontinue, ou bien une chape d'un matériau isolant approprié, qui est, par exemple, solidement collée dans les bourrelets 316, 318, cette couche de matière adhésive ou cette chape constituant une siolation thermique vers l'extérieur et augmentant le rendement de chauffage vers l'intérieur. In the case of the embodiment according to FIG. 3, it is possible to use an adhesive material which is slightly less good conductor of heat, since the major part of the transmission of heat takes place by contact and by radiation between the two strips of adhesive material 316 and 318. It is also possible to provide a layer of adhesive material 340, which covers the tubular heating body on its side furthest from the surface 305, and which is sketched in the figure by a broken line , or else a screed of a suitable insulating material, which is, for example, firmly glued in the beads 316, 318, this layer of adhesive material or this screed constituting thermal insulation towards the outside and increasing the heating efficiency towards the interior.
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