FR2519504A3 - Connection for ribbon type heating element - uses welded connector between element and supply cables, using multilayer ribbon and bonding insulation to relieve cable stress - Google Patents

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Abstract

A strip of electric resistance material (7) is embedded in an insulating material or trapped between sheets (3,4) of insulating material and has sealed internal connections to the heating element with terminals which accept the electric supply cables. The internal connections comprise a prefabricated layered strip made up of thin strips of metal placed on an adhesive ribbon of insulation. The electrical contacts between the resistance strips (7) and the connecting strips (20) are formed by welding of the connection strip at locations marked by openings in the insulation (3) covering the resistance strips. Preformed supply cable connections are fitted, and the insulation fixed to relieve any cable tension. The connecting strip is coated with copper.

Description

La présente invention concerne les connexions d'éléments chauffants, en particulier de ceux du type décrit dans le Brevet américain NO 3 263 307 (Lund et al.). The present invention relates to the connections of heating elements, in particular those of the type described in US Patent No. 3,263,307 (Lund et al.).

Les connexions des éléments chauffants ont posé des difficultés résultant du fait que tous les circuits électriques ne sont pas facilement maintenus etanches. En outre, le raccordement des câbles d'alimentation aux éléments chauffants, dont la résistance mécanique est relativement faible, présente certains risques d'arrachement et de déformation des éléments et des connéxions que l'on doit réduire dans toute la mesure du possible. The connections of the heating elements have posed difficulties resulting from the fact that all the electrical circuits are not easily maintained sealed. In addition, the connection of the supply cables to the heating elements, the mechanical strength of which is relatively low, presents certain risks of tearing and deformation of the elements and of the connections which must be reduced as much as possible.

L'objet de la présente invention est donc d'améliorer la tenue des connexions des éléments chauffants, les principales caractéristiques de l'invention étant décrites dans les revendications. The object of the present invention is therefore to improve the behavior of the connections of the heating elements, the main characteristics of the invention being described in the claims.

Selon l'invention, l'étanchéité est rendue effective le long des rebords de l'élément chauffant lorsque l'on découpe celui-ci dans une feuille uniforme de stratifié pour élément chauffant. De plus l'invention décrit une connexion sur laquelle la contrainte exercée meme par les conducteurs de masse élevée est supprimée lorsqu'on les raccorde à l'élément chauffant. According to the invention, the seal is made effective along the edges of the heating element when it is cut from a uniform sheet of laminate for heating element. Furthermore, the invention describes a connection on which the stress exerted even by the conductors of high mass is removed when they are connected to the heating element.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées, parmi lesquelles - la Figure 1 représente une feuille chauffante uniforme, - la Figure 2 représente un élément chauffant, - les Figures 3, 4 et 5 représentent les raccordements internes effectués au moyen d'un ruban adhésif spécial, - les Figures 6, 7 et 8 représentent le scellement et la suppression des contraintes exercées sur les extrémités. The invention will be better understood on reading the detailed description which follows, given by way of nonlimiting example, with reference to the appended figures, among which - Figure 1 represents a uniform heating sheet, - Figure 2 represents a heating element, - Figures 3, 4 and 5 show the internal connections made by means of a special adhesive tape, - Figures 6, 7 and 8 show the sealing and the removal of stresses exerted on the ends.

La Figure 1 représente une lame chauffante nervurée 1 fabriquée selon un procédé en continu. Un tel procédé est décrit dans le Brevet américain NO 3 263 307. La feuille consiste en une tôle de matériau pour resistance électrique 2 découpée suivant le profil voulu de façon à former le circuit électrique recherché dans les éléments chauffants définitifs. Le nervurage de la bande de résistance peut être obtenu par retrait de matière ou par un léger étirage ou allongement dans le sens transversal de la tôle de matériau résistant préalablement découpée. Figure 1 shows a ribbed heating blade 1 manufactured according to a continuous process. Such a process is described in US Patent No. 3,263,307. The sheet consists of a sheet of material for electrical resistance 2 cut according to the desired profile so as to form the desired electrical circuit in the final heating elements. The ribbing of the resistance band can be obtained by shrinking material or by a slight stretching or elongation in the transverse direction of the sheet of resistant material previously cut.

Selon l'illustration, la tôle de matériau pour résistance électrique 2 est enserrée entre deux feuilles isolantes 3 et 4 de largeur légèrement supérieure. La feuille 3 est représentée sous la forme d'une couche transparente. Afin d'obtenir des éléments chauffants séparés convenant aux installations encastrées dans les plafonds, les murs et les planchers, la feuille chauffante uniforme 1 est découpée en un certain nombre d'éléments 5. According to the illustration, the sheet of material for electrical resistance 2 is sandwiched between two insulating sheets 3 and 4 of slightly greater width. The sheet 3 is shown in the form of a transparent layer. In order to obtain separate heating elements suitable for installations embedded in ceilings, walls and floors, the uniform heating sheet 1 is cut into a number of elements 5.

La Figure 2A représente un élément chauffant 5, et la Figure 2B représente l'élément vu par sàn extrémité coupée (à une échelle fortement exagérée). I1 est évident qu'il sera nécessaire d'isoler efficacement les extrémités des bandes de'résistance 7. La Figure 2C présente une vue schématique en coupe de l'extrémité d'élément 6 (Fig. 2A) donnant un exemple de la manière par laquelle les bandes de résistance 7 sont enserrées entre deux couches de polyéthylène 8 et deux couches de polyester 9. FIG. 2A represents a heating element 5, and FIG. 2B represents the element seen by its cut end (on a greatly exaggerated scale). It is obvious that it will be necessary to effectively isolate the ends of the resistance bands 7. FIG. 2C presents a schematic sectional view of the element end 6 (FIG. 2A) giving an example in the manner by which the resistance bands 7 are sandwiched between two layers of polyethylene 8 and two layers of polyester 9.

La Figure 2A montre deux cercles 10 qui représentent des ouvertures préalablement pratiquées dans la feuille isolante supérieure 3 et qui sont destinées à faciliter le raccordement interne de l'élément chauffant. Figure 2A shows two circles 10 which represent openings previously made in the upper insulating sheet 3 and which are intended to facilitate the internal connection of the heating element.

La Figure 3 illustre la manière par laquelle les raccordements et les connexions internes sont réalisés en plaçant une bande spéciale 20 sur le dessus de la feuille isolante 3. Ainsi que le montre la Figure 3A, deux morceaux de bande 21 et 22 sont disposés sur l'élément chauffant 5. Figure 3 illustrates the manner in which the internal connections and connections are made by placing a special strip 20 on top of the insulating sheet 3. As shown in Figure 3A, two pieces of strip 21 and 22 are arranged on the heating element 5.

Les Figures 3B et 3C donnent une représentation plus claire de la bande spéciale 20, constituée par un ruban adhésif isolant 23 sur lequel est placée une bande de feuille de cuivre étamé 24/25 légèrement plus étroite. Selon l'illustration, la bande 20 est posée sur l'élément chauffant 5, le côté étamé 25 étant en contact avec la feuille 3. La bande 20 est disposée de façon à recouvrir les ouvertures 10 pratiquées dans la feuille 3 et l'application d'un cycle chauffant de courte durée permettra de souder la bande de cuivre étamé à la bande de résistance 7 sans déplacer le ruban adhésif 23 ni les feuilles isolantes 3 et 4. Le point de soudage 26 apparat sur la
Figure 3B ainsi que sur la Figure 4 qui représente une coupe suivant le repère IV-IV.Si le matériau composant la bande de résistanceest un alliage plombXetain dont le point de fusion est de 1830C environ, la couche "étamée" 25 de la bande de cuivre devra avoir un point de fusion sensiblement inférieur, 1450C par exemple. Ceci peut être obtenu en utilisant un alliage de cadmium, d'étain et de plomb conformément à des techniques connues.Figures 3B and 3C give a clearer representation of the special strip 20, consisting of an insulating adhesive tape 23 on which is placed a strip of tinned copper foil 24/25 slightly narrower. According to the illustration, the strip 20 is placed on the heating element 5, the tinned side 25 being in contact with the sheet 3. The strip 20 is arranged so as to cover the openings 10 made in the sheet 3 and the application a short heating cycle will weld the tinned copper strip to the resistance strip 7 without moving the adhesive tape 23 or the insulating sheets 3 and 4. The welding point 26 appears on the
FIG. 3B as well as on FIG. 4 which represents a section along the line IV-IV. If the material making up the resistance band is a lead-tin alloy whose melting point is around 1830C, the "tinned" layer 25 copper should have a significantly lower melting point, 1450C for example. This can be achieved using an alloy of cadmium, tin and lead according to known techniques.

Ainsi que le montre la Figure 3B, la bande 20 est pliée en 27 et dépasse de l'élément chauffant pour former une borne 31, tandis que la bande de cuivre étamé est à présent sur le dessus. As shown in Figure 3B, the strip 20 is bent at 27 and protrudes from the heating element to form a terminal 31, while the tinned copper strip is now on top.

La Figure 4 représente une vue en coupe d'une partie de l'élément chauffant 5, composée de la feuille isolante 4, de la bande de résistance 7, de la feuille isolante 3 avec son ouverture 10. Au-dessus de l'ouverture 10 apparat une vue en coupe de la bande spéciale 20 constitué par le ruban adhésif isolant 23 et de la bande de cuivre étamé 24/25. Figure 4 shows a sectional view of part of the heating element 5, composed of the insulating sheet 4, the resistance strip 7, the insulating sheet 3 with its opening 10. Above the opening 10 appears a sectional view of the special strip 20 constituted by the insulating adhesive tape 23 and the tinned copper strip 24/25.

De façon à isoler les extrémités de bandes 7 sur l'extrémité de l'élément chauffant 5, deux morceaux 29 de ruban adhésif 28 confèrent une étanchéité effective à toute les pièces électriques tsauf aux bornes). Le petit espace 3 qui apparat entre les bandes 28 et 29 est de taille réduit en raison de la faible épaisseur (200 pm environ en pratiqu de I'élément chauffant, et il n'y a aucun risque de pénétration de l'eau dans cet espace. In order to isolate the ends of the strips 7 on the end of the heating element 5, two pieces 29 of adhesive tape 28 give an effective seal to all the electrical parts (at the terminals). The small space 3 which appears between the strips 28 and 29 is reduced in size due to the small thickness (approximately 200 μm in practice of the heating element, and there is no risk of water penetration into this space.

La Figure 5 est une représentation schématique d'u élément chauffant comprenant deux résistances nervurées 5A et 5B branchées en parallèle. Deux bandes spéciales 35 et 3 sont appliquées sur les sections d'éléments chauffant, les raccordements internes avec la feuille de matériau pour résistance étant réalisés aux points repérés par un x. Les raccordements électriques soudés sont effectués conformEmen aux descriptions ci-dessus. Figure 5 is a schematic representation of a heating element comprising two ribbed resistors 5A and 5B connected in parallel. Two special strips 35 and 3 are applied to the sections of heating elements, the internal connections with the sheet of material for resistance being made at the points marked with an x. The welded electrical connections are made in accordance with the descriptions above.

La Figure 5B est une représentation de la coupe suivant le repère V-V de la Fig. 5A, effectuée à travers la borne 39 réalisée à l'aide dela bande spéciale 35. Les raccordements sont étanchéisés au moyen des rubans adhésifs isolants 37, 38, la borne 39 dépassant d'entre les bandes a' étanchéité.  FIG. 5B is a representation of the section along the line V-V in FIG. 5A, made through the terminal 39 produced using the special strip 35. The connections are sealed by means of insulating adhesive tapes 37, 38, the terminal 39 protruding between the sealing strips.

La Figure 6 représente un élément chauffant 5 équipe de deux bornes 40, 41 sur lesquelles sont soudées les extrémités non isolées de deux câbles d'alimentation 42, 43. FIG. 6 represents a heating element 5 fitted with two terminals 40, 41 on which the non-insulated ends of two supply cables 42, 43 are welded.

La bande de cuivre étamé des bornes 40, 41 forme un excellent support pour des raccordements électriques de bonne qualité. Afin de rendre les bornes 40, 41 étanches, la zone de branchement est fermée au moyen d'une enveloppe isolante 44 ainsi que le montrent. les. pointillés 45. Les deux conducteurs 42, 43 peuvent être fixés l'un par rapport à l'autre par un collier isolant soudé 46 et une éventuelle contrainte mécanique qui pourrait être exercée par les cribles d'alimentation sur les bornes et l'élément chauffant est supprimée par une section soudée 47 (et 48). Cette section 47 sépare effectivement les bornes l'une de l'autre et la force de traction qui est exercée sur les bornes par les câbles d'alimentation est appliquée dans le sens voulu.The tinned copper strip of terminals 40, 41 forms an excellent support for good quality electrical connections. In order to seal the terminals 40, 41, the connection area is closed by means of an insulating jacket 44 as shown. the. dotted line 45. The two conductors 42, 43 can be fixed relative to each other by a welded insulating collar 46 and any mechanical stress which could be exerted by the supply screens on the terminals and the heating element is removed by a welded section 47 (and 48). This section 47 effectively separates the terminals from one another and the tensile force which is exerted on the terminals by the power cables is applied in the desired direction.

Le coude 49 formé par le câble 42 supprime effectivement la contrainte appliquée aux éléments. The elbow 49 formed by the cable 42 effectively removes the stress applied to the elements.

La Figure 7 représente une autre possibilité de scellement des extrémités dans laquelle les câbles d'alimentation 50, 51 forment un angle droit avec l'élément 5. Les contraintes peuvent être supprimées à l'aide des raccordements soudés 52, 53, 54. Une alternative à l'emploi d'une enveloppe 44 comportant des sections soudées de suppression de contrainte 47, 48 (Figure 6 et également
Figure 7) peut consister, ainsi que le montre la Figure 8, en des évidements 55 destinés à recevoir les câbles d'alimentation 56.Figure 7 shows another possibility of sealing the ends in which the power cables 50, 51 form a right angle with the element 5. The stresses can be eliminated using the welded connections 52, 53, 54. A alternative to the use of an envelope 44 comprising welded stress-relieving sections 47, 48 (FIG. 6 and also
Figure 7) may consist, as shown in Figure 8, in recesses 55 intended to receive the power cables 56.

Là ot il est fait mention de doubles rubans adhésifs 28, 29 et 37, 38, il est également possible d'obtenir une étanchéité efficace au moyen de feuilles isolantes soudées à la molette telles qu'elles sont illustrées par les Figure 6 et 7. Les bandes ou feuilles sont posées à l'aide d'applicateurs de bandes ou de feuilles standards. There where mention is made of double adhesive tapes 28, 29 and 37, 38, it is also possible to obtain an effective seal by means of insulating sheets welded to the thumb wheel as illustrated in FIGS. 6 and 7. The strips or sheets are applied using standard strip or sheet applicators.

I1 reste bien évident que la description qui précède n'a été faite qu'à titre d'exemple non limitatif et que d'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention.  It remains obvious that the above description has been given only by way of nonlimiting example and that other variants can be envisaged without departing from the scope of the invention.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. . Dispositif de connexion pour élément chauffant constitué par au moins une bande de matériau pour résistance électrique (7) noyée dans un matériau isolant ou enserré entre des feuilles (3, 4) de matériau isolant, caractérisé par le fait que ce dispositif comprend des raccordements internes étanches connectés sur l'élément chauffant, de manière à procurer des bandes de résistances voulues, et des bornes (31, 40, 41) qui reçoivent les câbles d'alimentation (42, 43), pourvues de moyens procurant l'étanchéité tout en supprimant simultanément toute contrainte mécanique qui pourrait être exercée par les cibles d'alimentation. 1.. Connection device for a heating element consisting of at least one strip of material for electrical resistance (7) embedded in an insulating material or sandwiched between sheets (3, 4) of insulating material, characterized in that this device comprises internal connections seals connected to the heating element, so as to provide desired resistance bands, and terminals (31, 40, 41) which receive the power cables (42, 43), provided with means providing sealing while simultaneously removing any mechanical stress that could be exerted by the feed targets. 2. Dispositif de connexion conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que les raccordements internes comprennent une bande de connexion stratifiée préfabriquée (20) constituée par une feuille de métal posée sur un ruban adhésif isolant légèrement plus large. 2. Connection device according to claim 1, characterized in that the internal connections comprise a prefabricated laminated connection strip (20) constituted by a sheet of metal placed on a slightly wider insulating adhesive tape. 3. Dispositif de connexion conforme à la revendication 2, caractérisé par le fait que les contacts électriques nécessaires entre la (les) bande(s) de résistance(s) (7) et la bande de connexion (20) sont réalisés par le soudage de la bande de résistance sur la partie métallique (25) de la bande de connexion aux emplacements marqués par les ouvertures (10) qui sont pratiquée-s dans le matériau isolant (3) recouvrant la (les) bande(s) de résistance(s). 3. Connection device according to claim 2, characterized in that the necessary electrical contacts between the (the) strip (s) of resistance (s) (7) and the connecting strip (20) are made by welding of the resistance band on the metal part (25) of the connection band at the locations marked by the openings (10) which are made in the insulating material (3) covering the resistance band (s) ( s). 4. Dispositif de connexion conforme à l'une ou l'autre des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que les bords de l'élément chauffant sont étanchéisés par l'application d'un double ruban adhésif (28, 29, 37, 38) qui laisse les extrémités de bande (39) non isolées. 4. Connection device according to either of claims 1, 2 or 3, characterized in that the edges of the heating element are sealed by the application of a double adhesive tape (28, 29 , 37, 38) which leaves the strip ends (39) uninsulated. 5. Dispositif de connexion conforme à l'une ou l'autre des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que lorsque les câbles dalimentation préformés (42, 43) sont reliés aux bornes, les dispositifs de connexion sont scellés sur l'élément chauffant en appliquant une double feuille isolante (44, 45). 5. Connection device according to either of claims 1, 2, 3 or 4, characterized in that when the preformed power cables (42, 43) are connected to the terminals, the connection devices are sealed on the heating element by applying a double insulating sheet (44, 45). 6. Dispositif de connexion conforme à la revendication 5, caractérisé par le fait que la double feuille isolante (44)  6. Connection device according to claim 5, characterized in that the double insulating sheet (44) est soudée le long d'un dispositif (45, 47, 48) qui supprime la contrainte mécanique exercée par les câbles d'alimentation. is welded along a device (45, 47, 48) which removes the mechanical stress exerted by the power cables. 7. Dispositif de connexion conforme à la revendication 5, caractérisé par le fait qu'au moins un des câbles d'ali mentation (42) est immobilisé dans une position telle que les contraintes longitudinales appliquées au câble ne seront pas transmises à la borne.  7. Connection device according to claim 5, characterized in that at least one of the power cables (42) is immobilized in a position such that the longitudinal stresses applied to the cable will not be transmitted to the terminal.
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