FR2628283A1 - FLAT HEATING COMPONENT WITH ELECTRICALLY RESISTANT HEATING ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME - Google Patents

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Abstract

Le composant chauffant plat, comprend un élément chauffant électriquement résistant 1 enrobé dans une matière électriquement isolante et compris entre deux plaques métalliques 4, 5. Les deux plaques métalliques 4, 5 sont fixées l'une à l'autre par une série de soudures réalisées au travers de lacunes pratiquées dans l'élément chauffant 1. Utilisation notamment pour réaliser des fonds chauffants électriques d'ustensiles culinaires ou des semelles chauffantes de fers à repasser.The flat heating component comprises an electrically resistant heating element 1 coated in an electrically insulating material and included between two metal plates 4, 5. The two metal plates 4, 5 are fixed to each other by a series of welds made. through gaps made in the heating element 1. Use in particular for producing electric heating bases for culinary utensils or heating soles for irons.

Description

La présente invention concerne un composant chauffant plat, comprenant unThe present invention relates to a flat heating component, comprising a

élément chauffant électriquement résistant enrobé dans une matière électriquement isolante et  electrically resistant heating element embedded in an electrically insulating material and

compris entre deux plaques métalliques.  between two metal plates.

L'invention vise également le procédé pour la  The invention also relates to the process for

fabrication du composant chauffant précité.  manufacture of the aforementioned heating component.

Le composant chauffant visé par l'invention peut être constitué par exemple par la semelle chauffante d'un fer  The heating component targeted by the invention may be constituted for example by the heating soleplate of an iron

à repasser ou par le fond chauffant d'un ustensile de cuisson.  to iron or by the heating bottom of a cooking utensil.

Les semelles de fer à repasser sont généralement en métal moulé tel que de l'aluminium dans lequel est enrobé une  The iron insoles are generally made of molded metal such as aluminum in which is coated a

résistance chauffante électrique de forme tubulaire.  electric heating resistor of tubular form.

De telles semelles de fer en métal moulé sont onéreuses. On a tenté de réaliser des composants'chauffants plats constitués par deux plaques métalliques entre lesquelles est intercalé un élément électriquement résistant plat enrobé  Such cast iron metal soles are expensive. Attempts have been made to produce flat heating components consisting of two metal plates between which is inserted an electrically resistant coated flat element.

dans une matière isolante.in an insulating material.

Ces plaques métalliques sont assemblées ensemble par  These metal plates are assembled together by

rivetage ou vissage. Un tel mode d'assemblage est coûteux.  riveting or screwing. Such a method of assembly is expensive.

Par ailleurs, l'assemblage de telles plaques métalliques pose des difficultés techniques qui n'ont pas été  Moreover, the assembly of such metal plates poses technical difficulties that have not been

résolues d'une manière satisfaisante.  resolved satisfactorily.

En effet, cet assemblage doit assurer un placage des deux plaques l'une sur l'autre d'une manière telle que l'on évite tout point chaud qui risquerait d'entraîner le claquage  Indeed, this assembly must ensure a plating of the two plates one on the other in such a way that it avoids any hot spot that could lead to breakdown

de la résistance chauffante.of the heating resistor.

Par ailleurs, ce placage doit être exécuté d'une manière telle que l'élément résistant soit à l'abri des agents  Moreover, this veneer must be executed in such a way that the resistant element is protected from the agents

agressifs extérieurs tels que la vapeur et l'humidité.  aggressive exterior such as steam and moisture.

Le but de la présente invention est de créer un composant chauffant plat qui soit à la fois peu coûteux à  The object of the present invention is to create a flat heating component which is both inexpensive to

fabriquer et qui remplisse les conditions exposées ci-dessus.  to manufacture and which fulfills the conditions set out above.

L'invention vise ainsi un composant chauffant plat, comprenant un élément chauffant électriquement résistant 35. enrobé dans une matière électriquement isolante et compris  The invention thus relates to a flat heating component, comprising an electrically resistant heating element 35. embedded in an electrically insulating material and included

entre deux plaques métalliques.between two metal plates.

Suivant l'invention, ce composant est caractérisé en ce que les deux plaques métalliques sont fixées l'une à l'autre par une série de soudures réalisées au travers de  According to the invention, this component is characterized in that the two metal plates are fixed to one another by a series of welds made through

lacunes pratiquées dans l'élément chauffant.  gaps in the heating element.

Ces soudures réalisées entre les deux plaques au travers de lacunes pratiquées dans l'élément chauffant, permettent d'obtenir une parfaite continuité thermique entre les deux plaques, de sorte que tout risque de claquage de  These welds made between the two plates through gaps in the heating element, allow to obtain a perfect thermal continuity between the two plates, so that any risk of breakdown of

l'élément résistant dû à des points chauds est évité.  the resistant element due to hot spots is avoided.

Selon une version avantageuse de l'invention, les deux plaques sont en métal laminé, de préférence en aluminium laminé. Grâce à l'utilisation d'un métal laminé, la  According to an advantageous version of the invention, the two plates are laminated metal, preferably laminated aluminum. Through the use of a rolled metal, the

réalisation du composant chauffant est économique.  Realization of the heating component is economical.

Selon une version préférée de l'invention, la soudure est réalisée par brasage, ce brasage étant obtenu par fusion d'une feuille de brasure colaminée avec l'une et/ou  According to a preferred version of the invention, the solder is produced by brazing, this brazing being obtained by melting a foil of brazed solder with one and / or

l'autre des deux plaques métalliques.  the other of the two metal plates.

Pour réaliser le brasage, il suffit ainsi de chauffer l'ensemble jusqu'à la température de fusion de la  In order to carry out the brazing, it is thus sufficient to heat the assembly up to the melting temperature of the

feuille de brasure colaminée.colaminated solder sheet.

Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'une au moins des plaques présente des bossages engagés dans les lacunes de l'élément chauffant électriquement résistant, la soudure étant réalisée entre ces bossages et  According to an advantageous embodiment of the invention, at least one of the plates has bosses engaged in the gaps of the electrically resistant heating element, the weld being made between these bosses and

l'autre plaque.the other plate.

Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, l'une au moins des plaques présente une saillie s'étendant sur sensiblement toute la périphérie de la plaque, la soudure étant réalisée entre cette saillie et la périphérie  According to another advantageous embodiment of the invention, at least one of the plates has a projection extending over substantially the entire periphery of the plate, the welding being carried out between this projection and the periphery.

de l'autre plaque.from the other plate.

Cette soudure permet ainsi de réaliser l'étanchéité du composant à l'égard des agents agressifs extérieurs tels  This welding thus makes it possible to seal the component against external aggressive agents such as

que vapeur et humidité.that vapor and humidity.

Selon un autre aspect-de l'invention, le procédé pour la fabrication d'un composant chauffant plat conforme à l'invention est caractérisé par les étapes suivantes: - on dispose l'élément chauffant électrique sur la plaque comportant les bossages, en engageant ces bossages dans les lacunes de l'élément chauffant, - on pose la seconde plaque sur l'élément chauffant, - on chauffe l'ensemble pour obtenir la fusion de la brasure. Cette opération est réalisée sans exercer de pression sur les plaques et de préférence sous vide pour  According to another aspect of the invention, the method for manufacturing a flat heating component according to the invention is characterized by the following steps: the electric heating element is arranged on the plate comprising the bosses, engaging these bosses in the gaps of the heating element, - the second plate is placed on the heating element, - the whole is heated to obtain the fusion of the solder. This operation is performed without exerting pressure on the plates and preferably under vacuum to

éviter toute oxydation.avoid any oxidation.

D'autres particularités et avantages de l'invention  Other features and advantages of the invention

apparaîtront encore dans la description ci-après.  will still appear in the description below.

Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est une vue éclatée en coupe des trois éléments d'un composant chauffant conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en plan partielle de la plaque inférieure du composant chauffant, - la figure 3 est une vue en coupe du composant chauffant assemblé, - la figure 4 est une vue à plus grande échelle'du détail A de la figure 3 avant brasage, - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4,  In the accompanying drawings given by way of non-limiting example: FIG. 1 is an exploded sectional view of the three elements of a heating component according to the invention, FIG. 2 is a partial plan view of the lower plate. of the heating component; FIG. 3 is a sectional view of the assembled heating component; FIG. 4 is an enlarged view of the detail A of FIG. 3 before soldering, FIG. 5 is a view similar to FIG. figure 4,

après brasage.after brazing.

Dans la réalisation des figures annexées, le composant chauffant plat, pouvant constituer le fond d'un ustensile culinaire chauffant ou une semelle de fer à repasser,  In the embodiment of the attached figures, the flat heating component, which may constitute the bottom of a heated cooking utensil or an iron soleplate,

comprend un élément chauffant électriquement résistant 1-  includes an electrically resistant heating element 1-

comportant une feuille 2 en métal résistif découpé enrobée  having a sheet 2 of coated resistive metal

dans une matière électriquement isolante 3 et compris entre -  in an electrically insulating material 3 and included between -

deux plaques métalliques 4, 5.two metal plates 4, 5.

Conformément à l'invention, les deux plaques métalliques 4, 5 sont fixées l'une à l'autre (voir figures 3 et 5) par une série de soudures 6 réalisées au travers de  According to the invention, the two metal plates 4, 5 are fixed to one another (see FIGS. 3 and 5) by a series of welds 6 made through

lacunes 7, 7a pratiquées dans l'élément chauffant résistant 1.  gaps 7, 7a formed in the resistant heating element 1.

Les deux plaques 4, 5 sont de préférence en métal  The two plates 4, 5 are preferably made of metal

laminé et en particulier en aluminium laminé.  laminated and in particular laminated aluminum.

Dans la réalisation représentée, les soudures 6 sont réalisées par brasage. Ce brasage est obtenu par fusion d'une feuille de brasure 8 colaminée avec l'une et/ou l'autre des  In the embodiment shown, the welds 6 are made by brazing. This brazing is obtained by melting a sheet of brazed solder 8 with one and / or the other of

deux plaques métalliques 4, 5. -two metal plates 4, 5. -

Dans le cas représenté, il s'agit de la plaque 5.  In the case shown, it is the plate 5.

La plaque inférieure 5 présente des bossages 9, 9a engagés-dans les lacunes 7, 7a de l'élément chauffant électriquement résistant 1. Les soudures 6 sont réalisées entre ces bossages 9, 9a et la surface 4a de l'autre plaque 4  The lower plate 5 has bosses 9, 9a engaged in the gaps 7, 7a of the electrically resistant heating element 1. The welds 6 are formed between these bosses 9, 9a and the surface 4a of the other plate 4

qui est parfaitement plane.which is perfectly flat.

Par ailleurs, comme on le voit sur les figures 1, 2 et 3, la plaque 5 présente une saillie 10 s'étendant sur sensiblement toute la périphérie de la plaque, la soudure étant réalisée entre cette saillie 10 et la périphérie 4b de'  Furthermore, as seen in Figures 1, 2 and 3, the plate 5 has a projection 10 extending over substantially the entire periphery of the plate, the welding being performed between this projection 10 and the periphery 4b of '

l'autre plaque 4.the other plate 4.

Cette saillie 10 s'étend sur toute la périphérie de la plaque 5, à l'exception d'une zone de faible étendue prévue pour le passage des connexions électriques 12, 13 de l'élément chauffant. L'étanchéité de cette zone est obtenue par d'autres  This projection 10 extends over the entire periphery of the plate 5, with the exception of a small area provided for the passage of the electrical connections 12, 13 of the heating element. The watertightness of this zone is obtained by other

moyens non représentés.means not shown.

La feuille 2 de métal résistif de l'élément chauffant 1 est par exemple recouverte par deux feuilles de matière fibreuse telle que du papier imprégné de résine phénolique ou silicone, la liaison entre ces feuilles de matière fibreuse et la feuille de métal étant réalisée par  The sheet 2 of resistive metal of the heating element 1 is for example covered by two sheets of fibrous material such as paper impregnated with phenolic resin or silicone, the bond between these sheets of fibrous material and the sheet of metal being made by

chauffage pour assurer la polymérisation de la résine.  heating to ensure the polymerization of the resin.

Toutefois d'autres matières électriquement isolantes peuvent convenir pourvu qu'elles résistent à la température de  However other electrically insulating materials may be suitable provided that they withstand the temperature of

fusion de la brasure.fusion of the solder.

Les bossages 9, 9a peuvent être obtenus par semi-  The bosses 9, 9a can be obtained by half

découpage de la plaque 5 au moyen de poinçons appliqués sur la face de la plaque opposée à celle o l'on veut réaliser les bossages. C'est ce qui explique la présence de cavités 11, lia  cutting the plate 5 by means of punches applied to the face of the plate opposite to that one wants to make the bosses. This explains the presence of cavities 11, lia

sur cette face opposée, au droit des bossages 9, 9a.  on this opposite face, at the right of bosses 9, 9a.

Pour f4briquer.le composant chauffant plat que l'on vient de décrire, on procède de la façon suivante: - on dispose l'élément chauffant électrique 1 sur la plaque 5 comportant les bossages 9, 9a, 10 en engageant ces bossages dans les lacunes 7, 7a de l'élément chauffant 1, - on pose la seconde plaque 4 sur l'élément chauffant 1, - on chauffe l'ensemble pour obtenir la fusion de la  To make the flat heating component that has just been described, proceed as follows: the electric heating element 1 is arranged on the plate 5 comprising the bosses 9, 9a, 10 by engaging these bosses in the gaps 7, 7a of the heating element 1, the second plate 4 is placed on the heating element 1, the whole is heated to obtain the fusion of the

couche de brasure 8.solder layer 8.

De préférence, le chauffage de l'ensemble est réalisé dans une enceinte sous vide (de l'ordre de 10-5 torrs)  Preferably, the heating of the assembly is carried out in a vacuum chamber (of the order of 10-5 torr)

afin d'éviter toute oxydation.to avoid any oxidation.

A titre d'exemple non limitatif, les deux plaques 4, 5 sont en alliage d'aluminium laminé commercialisé sous la  By way of nonlimiting example, the two plates 4, 5 are made of rolled aluminum alloy marketed under the

référence 3003 par la société PECHINEY.  reference 3003 by the company PECHINEY.

La feuille de brasure 8 colaminée sur la plaque 5 peut être en alliage aluminium-silicium tel que commercialisé sous la référence 4104 par la société PECHINEY. Cette feuille de brasure 8 a un point de fusion de l'ordre de 577 C qui est  The solder sheet 8 stained on the plate 5 may be aluminum-silicon alloy as sold under the reference 4104 by the company Pechiney. This solder sheet 8 has a melting point of the order of 577 C which is

inférieur à celui de l'alliage constituant les plaques 4, 5.  less than that of the alloy constituting the plates 4, 5.

Lors de la fusion de la couche de brasure 8, les tensions superficielles tendent à rapprocher énergiquement les plaques 4, 5. Après refroidissement, la pression atmosphérique s'exerçant sur les surfaces extérieures des plaques 4, 5 tend à s'opposer à toute déformation de celles-ci. De toute façon, de telles déformations sont évitées du fait de l'homogénéité  During the melting of the solder layer 8, the surface tensions tend to bring the plates 4, 5 firmly together. After cooling, the atmospheric pressure exerted on the outer surfaces of the plates 4, 5 tends to oppose any deformation. of these. Anyway, such deformations are avoided because of the homogeneity

du composant obtenu.of the obtained component.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du  Of course, the invention is not limited to the embodiment that has just been described and can be made to it many modifications without leaving the

cadre de l'invention.framework of the invention.

Ainsi, la brasure entre les plaques 4, 5 peut également être réalisée au moyen de pastilles de brasure  Thus, the brazing between the plates 4, 5 can also be achieved by means of solder pads

déposées sur les bossages 9, 9a et la saillie 10.  deposited on the bosses 9, 9a and the protrusion 10.

Les plaques 4, 5 pourraient également être réalisées, en acier doux, acier inoxydable, cuivre, laiton, etc. pourvu  The plates 4, 5 could also be made of mild steel, stainless steel, copper, brass, etc. provided

que la brasure soit adaptée à ces métaux ou alliages.  that the solder is adapted to these metals or alloys.

Par ailleurs, d'autres procédés de soudage pourraient être utilisés. On peut citer à ce sujet: - la soudure par friction qui présente l'avantage de permettre une liaison simultanée en tout point des matières en contact, sans élévation notable de la température. Cependant, elle a l'inconvénient de soumettre l'élément chauffant à un sévère régime de vibration; - la soudure au laser ou la soudure par bombardement électronique: ces deux types de soudure donnent de bons résultats: elles ont l'avantage de pouvoir être limitées à des zones précises, soit ponctuelles, soit linéaires; - la soudure par ultra-sons qui est plutôt réservée à des blindages réalisés en matière thermoplastique, et aux  In addition, other welding processes could be used. In this respect, mention may be made of: - friction welding, which has the advantage of permitting simultaneous bonding at all points of the materials in contact, without significant increase in temperature. However, it has the disadvantage of subjecting the heating element to a severe vibration regime; - Laser welding or electron bombardment welding: these two types of welding give good results: they have the advantage of being limited to specific areas, either point or linear; - Ultrasonic welding, which is reserved for armor made of thermoplastic material, and for

éléments chauffants à basse température.  heating elements at low temperature.

Claims (12)

REVENDICATIONS 1. Composant chauffant plat, comprenant un élément chauffant électriquement résistant (1) enrobé dans une matière électriquement isolante et compris entre deux plaques métalliques (4, 5), caractérisé en ce que les deux plaques métalliques (4, 5) sont fixées l'une à l'autre par une série de soudures (6) réalisées au travers de lacunes (7) pratiquées  Flat heating component, comprising an electrically resistant heating element (1) embedded in an electrically insulating material and between two metal plates (4, 5), characterized in that the two metal plates (4, 5) are fixed to one another by a series of welds (6) made through gaps (7) made dans l'élément chauffant (1).in the heating element (1). 2. Composant conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les deux plaques (4, 5) sont en métal laminé.  2. Component according to claim 1, characterized in that the two plates (4, 5) are of laminated metal. 3. Composant conforme à l'une des revendications 1  3. Component according to one of claims 1 ou 2, caractérisé en ce que la soudure (6) est réalisée par brasage, ce brasage étant obtenu par fusion d'une feuille de brasure (8) colaminée avec l'une et/ou l'autre des deux  or 2, characterized in that the solder (6) is made by soldering, this brazing being obtained by melting a solder sheet (8) colaminated with one and / or the other of the two plaques métalliques (4, 5).metal plates (4, 5). 4. Composant conforme à l'une des revendications 1 à  4. Component according to one of claims 1 to 3, caractérisé en ce que l'une (5) au moins des plaques présente des bossages (9, 9a) engagés dans les lacunes (7, 7a) de l'élément chauffant électriquement résistant (1), la soudure (6> étant réalisée entre ces bossages (9, 9a) et  3, characterized in that at least one (5) of the plates has bosses (9, 9a) engaged in the gaps (7, 7a) of the electrically resistant heating element (1), the weld (6> being between these bosses (9, 9a) and l'autre plaque (4).the other plate (4). 5. Composant conforme à l'une des revendications 1 à  5. Component according to one of claims 1 to 4, caractérisé en ce que l'une (5) au moins des plaques présente une saillie (10) s'étendant sur sensiblement toute la périphérie de la plaque, la soudure étant réalisée entre cette  4, characterized in that at least one (5) of the plates has a projection (10) extending over substantially the entire periphery of the plate, the welding being carried out between this saillie (10) et la périphérie de l'autre plaque (4).  protrusion (10) and the periphery of the other plate (4). 6. Composant conforme à l'une des revendications 1 à  6. Component according to one of claims 1 to , caractérisé en ce que l'élément chauffant électriquement résistant (1) est constitué par une feuille (2) de métal résistif découpé, recouvert sur ses deux faces par une feuille de matière isolante (3) résistant à la température de fusion  , characterized in that the electrically resistant heating element (1) consists of a sheet (2) of cut resistive metal, covered on both sides by a sheet of insulating material (3) resistant to the melting temperature de la brasure.solder. 7. Composant conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que la feuille (2) de métal résistif est recouverte par deux feuilles de matière fibreuse imprégnée de résine, la liaison entre ces feuilles de matière fibreuse et la feuille de métal étant réalisée par chauffage pour assurer  7. Component according to claim 6, characterized in that the sheet (2) of resistive metal is covered by two sheets of fibrous material impregnated with resin, the bond between these sheets of fibrous material and the metal sheet being made by heating to ensure la polymérisation de la résine.the polymerization of the resin. 8. Composant conforme à l'une des revendications 4 à  8. Component according to one of claims 4 to 7, caractérisé en ce que les bossages (9, 9a) sont obtenus par semidécoupage de la plaque (5) au moyen de poinçons appliqués sur la face de la plaque opposée à celle o l'on veut réaliser  7, characterized in that the bosses (9, 9a) are obtained by semi-cutting the plate (5) by means of punches applied to the face of the plate opposite to that where it is desired to achieve les bossages.the bosses. 9. Composant chauffant conforme à l'une des  9. Heating component conforming to one of the revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il constitue la  Claims 1 to 8, characterized in that it constitutes the semelle chauffante d'un fer à repasser. -  heating soleplate of an iron. - 10. Composant chauffant conforme à l'une des  10. Heating component conforming to one of revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il constitue le  Claims 1 to 8, characterized in that it constitutes the fond chauffant d'un ustensile de cuisson.  heating bottom of a cooking utensil. 11. Procédé pour la fabrication d'un composant  11. Method for manufacturing a component chauffant plat conforme.à l'une des revendications 4 à 8,  flat heater according to one of claims 4 to 8, caractérisé par les étape suivantes: - on dispose l'élément chauffant électrique (1) sur la plaque (5) comportant les bossages (9, 9a), en engageant ces bossages dans les lacunes (7) de l'élément chauffant (1), on pose la seconde plaque (4) sur l'élément chauffant (1), - on chauffe l'ensemble pour obtenir la fusion de la  characterized by the following steps: - the electric heating element (1) is arranged on the plate (5) comprising the bosses (9, 9a), by engaging these bosses in the gaps (7) of the heating element (1) the second plate (4) is placed on the heating element (1), the whole is heated to obtain the fusion of the brasure (8).solder (8). 12. Procédé conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que le chauffage de l'ensemble est réalisé  12. Process according to claim 11, characterized in that the heating of the assembly is carried out dans une enceinte sous vide.in a vacuum chamber.
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