FR2734686A1 - Procede de fabrication d'une cartouche chauffante a instrumentation incorporee - Google Patents
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Abstract
Procédé de fabrication d'une cartouche chauffante à instrumentation incorporée, caractérisé en ce qu'il comporte: - une phase d'assemblage des divers composants devant être incorporés à l'intérieur de l'enveloppe (7) de la cartouche chauffante; - une phase d'élaboration de l'enveloppe (7); - une phase de réduction du diamètre extérieur de l'enveloppe (7) au niveau de l'une de ses extrémités; - une phase d'assemblage des composants (2) à l'intérieur de ladite enveloppe (7) et une phase de remplissage de l'enveloppe (7); - une phase de réduction du diamètre extérieur de l'enveloppe (7) sur la totalité de sa longueur; - une phase de finition.
Description
La présente invention est relative à un procédé d'élaboration de tube chauffant, communément appelé "Cartouche chauffante". Cet élément est utilisé comme source de chaleur pour le chauffage de fluide de température moyenne, pour des applications diverses tels que notamment des radiateurs à fluide thermique domestique, élément de chauffage dans les climatiseurs, le chauffage d'eau sanitaire...
De manière connue, les procédés d'élaboration utilisent un tube chauffant qui est essentiellement composé d'un élément résistif (alliage nickel chrome, fer chrome aluminium) noyé dans un isolant (par exemple un oxyde de magnésium), l'ensemble étant enfermé dans un tube métallique pouvant recevoir éventuellement des organes de fixation. Les caractéristiques thermiques et électriques sont obtenues par une augmentation de la densité de l'isolant entourant l'élément chauffant résistif. Cette augmentation de densité provient de la réduction du diamètre extérieur du tube métallique par un procédé mécanique (connu en soit, laminoir à galets ou machine à rétreindre par exemple).
Néanmoins cette réduction de diamètre engendre de très fortes contraintes sur l'enveloppe du tube métallique et donc sur l'isolant et sur l'élément résistif, ces constituants sont choisis de manière à résister à ces contraintes.
Par ailleurs, on relie aux différents éléments résistifs, débouchant à l'une des extrémités du tube, les connexions électriques ; les extrémités du tube étant obturées afin d'éviter la contamination de l'isolant par des éléments extérieurs. I1 suffit d'assurer le passage d'un courant électrique au travers de l'élément résistif pour obtenir une élévation de température de la "cartouche chauffante" par effet
Joule, le milieu environnant étant échauffé par transfert thermique notamment par conduction, convection et/ou rayonnement.
Joule, le milieu environnant étant échauffé par transfert thermique notamment par conduction, convection et/ou rayonnement.
L'utilisation de tels éléments chauffants nécessite le recours à des organes de sécurité. En effet, lorsqu'un fluide s'échauffe, il est crucial de maîtriser la température désirée par l'intermédiaire d'un organe de régulation (thermostat) et d'éviter des élévations anormales de température par un organe de limitation (limiteur de température). De plus, il est important de protéger l'installation électrique de toute surintensité et surchauffe par un organe de sécurité électrique (fusible thermique) ou par sonde type Pt 100, NTC ou PTC.
Les principaux inconvénients des "cartouches chauffantes" élaborées selon l'art antérieur consistent en ce que 11 ensemble des organes de sécurité, de régulation, de protection ne sont pas inclus dans l'élément chauffant mais sont disposés à proximité de ce dernier.
En conséquence, le montage de l'ensemble de ces éléments annexes augmente considérablement l'encombrement de l'appareil chauffant et nécessite souvent le recours à un personnel qualifié, ce qui accroît considérablement le coût de l'installation.
De manière connue, on a cherché d'une part à miniaturiser l'ensemble des organes de sécurité, de limitation et de régulation et d'autre part à inclure ces composants à l'intérieur de l'enveloppe métallique de l'élément chauffant.
Ces composants sont généralement disposés à l'intérieur de cette enveloppe. Par contre, il est actuellement impossible d'intégrer directement ces organes à l'intérieur de l'enveloppe en raison des fortes contraintes mécaniques que devraient subir ces composants lors de l'augmentation de densité de l'isolant.
Ce problème est contourné en rajoutant une partie tubulaire aux dimensions finales de l'élément chauffant, contenant les divers organes, à l'une des extrémités de 11 enveloppe du tube métallique. Ce raccordement, outre une opération de soudure, implique également la connexion des éléments électriques aux éléments résistifs. I1 conviendra également d incorporer un matériau isolant (élastomère silicone par exemple).
Cette technologie présente deux inconvénients majeurs
- un coût élevé de réalisation (nombreuses opérations manuelles)
- elle n'est valable que pour des éléments chauffants de classe I (simple isolement).
- un coût élevé de réalisation (nombreuses opérations manuelles)
- elle n'est valable que pour des éléments chauffants de classe I (simple isolement).
La présente invention vise donc à pallier ces inconvénients en proposant un procédé d'élaboration de "cartouche chauffante" de classe I qui permet d'intégrer à l'intérieur de l'enveloppe de ces dernières l'ensemble des organes de sécurité, de limitation et de régulation. Bien entendu, la présente invention visera également l'ensemble des "cartouches chauffantes" obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé.
Par ailleurs, le procédé objet de la présente invention concernera également un mode d'obtention de "cartouches chauffantes instrumentées dans le premier étage d'isolement" destinées à travailler dans des locaux dans lesquels la classe II est requise. Les produits en classe II possèdent un double isolement, en effet on ajoute une épaisseur d'isolant supplémentaire entre la première et la seconde enveloppe du monotube; ces derniers sont prévus pour être installés dans des volumes de protection définis par les normes (salles de bain, locaux sans prise de terre, ...).
A cet effet, le procédé de fabrication d'une cartouche chauffante à instrumentation incorporée, se caractérise en ce qu'il comporte - une phase d'assemblage des divers composants devant être incorporés à l'intérieur de l'enveloppe de la cartouche chauffante - une phase d'élaboration de l'enveloppe ; - une phase de réduction du diamètre extérieur de l'enveloppe au niveau de l'une de ses extrémités - une phase de montage des composants à l'intérieur de ladite enveloppe ; - une phase de réduction du diamètre extérieur de l'enveloppe sur la totalité de sa longueur - une phase de finition.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description, faite ci-après, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tous caractères limitatifs. Sur les figures
- La figure 1 est une vue en coupe en élévation plane d'une cartouche chauffante à simple étage d'isolement avant réduction de son diamètre extérieur.
- La figure 1 est une vue en coupe en élévation plane d'une cartouche chauffante à simple étage d'isolement avant réduction de son diamètre extérieur.
- La figure 2 est une vue en coupe en élévation plane d'une cartouche chauffante à simple étage d'isolement après réduction de son diamètre extérieur.
- La figure 3 est une vue en coupe en élévation plane d'une cartouche chauffante à double étage d'isolement avant réduction de son diamètre extérieur.
- La figure 4 est une vue en coupe en élévation plane d'une cartouche chauffante à double étage d'isolement après réduction de son diamètre extérieur.
Selon un mode préféré de mise en oeuvre du procédé objet de l'invention, destiné à l'élaboration de "cartouches chauffantes avec instrumentation incorporée" de classe I, il comporte tout d'abord une phase d'assemblage des éléments résistifs 1 avec les organes 2 de régulation, de limitation et de sécurité. Ainsi des tiges de raccordement 3 élaborées par décolletage ou par rétreint dans un matériau conducteur d'électricité tel que notamment un rond en acier doux ou inoxydable sont assemblées, après avoir effectué une phase de dégraissage de ces derniers, par des moyens connus (par exemple par soudage ou par sertissage) à des éléments résistifs 1 de forme hélicoïdale (à l'aide d'une boudineuse) élaborés par exemple à partir de fil ou de ruban en alliage résistif tel que notamment en Nickel-Chrome (80% Ni - 20% Chrome).
Puis, on enfile ensuite une ancre de centrage 5 et un écran thermique 4 sur les tiges de raccordement 3. I1 suffit maintenant de connecter par des moyens connus, particulièrement par sertissage ou soudure (par exemple soudure TIG, brasure, soudure électrique...) les divers composants notamment des organes 2 de régulation, de limitation et de sécurité aux éléments résistifs 1 afin d'élaborer un ensemble chauffant complet.
La seconde étape du procédé consiste essentiellement à la mise en place d'un dispositif isolant 6 de protection autour des organes 2 de régulation, de limitation et de sécurité. Ce dispositif 6 a pour but d'isoler électriquement les divers organes par rapport à une enveloppe métallique 7 du premier étage d'isolement. Ce dispositif 6 est élaboré dans une matière résistant à la température et ayant également d'excellentes propriétés d'isolation électrique tel que particulièrement un polymère. Ce dispositif 6 conforme une enveloppe étanche formant couvercle autour des divers organes 2 et peut par la suite être rempli avec un élastomère 8 silicone en pâte polymérisable à froid.Ce remplissage a pour but de maintenir les organes 2 en place, de les isoler entre eux et d'éviter la pénétration notamment d'une poudre isolante 9 notamment de d'oxyde de magnésium lors du remplissage du monotube avec son isolant. On notera que le diamètre extérieur du dispositif 6 est légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube constituant l'enveloppe métallique 7 dans sa configuration finale. On prendra soin de faire reposer le dispositif 6 sur la paroi de l'écran thermique 4 et de l'ancre de centrage 5.
La troisième étape du procédé consiste en l'élaboration de l'enveloppe extérieure 7 de la "cartouche chauffante avec instrumentation incorporée". Cette enveloppe 7 est obtenue à partir de l'assemblage d'un tube notamment métallique et dont la longueur correspond sensiblement à la longueur de la "cartouche chauffante" et d'un fond 10 également métallique rapporté à l'une des extrémités dudit tube par soudure (soudure
TIG, brasure ou montage en force par exemple). Le fond 10 de l'enveloppe 7 est étudié de manière à pouvoir se déformer lors de la réduction de diamètre de l'enveloppe.
TIG, brasure ou montage en force par exemple). Le fond 10 de l'enveloppe 7 est étudié de manière à pouvoir se déformer lors de la réduction de diamètre de l'enveloppe.
L'étape suivante consiste à réaliser une réduction de diamètre à l'une des extrémités de l'enveloppe 7 du monotube.
Cette réduction de diamètre est obtenue par des moyens mécaniques notamment par un rétreint ou un laminage et est pratiquée à l'extrémité de l'enveloppe 7 sur laquelle on a rapporté le fond 10 lors de l'étape précédente. Ce rétreint est pratiqué jusqu'à obtention d'un diamètre sensiblement égal au diamètre final de la "cartouche chauffante". Par ailleurs, la longueur de rétreint ou de laminage est au moins égale à la longueur du dispositif de protection des divers organes de régulation, de limitation et/ou de sécurité.
La cinquième étape du procédé objet de l'invention consiste en l'assemblage de l'ensemble chauffant dans l'enveloppe 7 du monotube. Cet assemblage est réalisé sur une machine spéciale, appelée "remplisseuse", elle permet de réaliser successivement les phases suivantes
- de positionner au centre de l'enveloppe 7 l'ensemble des éléments résistifs 1 chauffant
- de garantir le centrage correct des éléments résistifs 1 et des tiges de raccordement 3 à l'intérieur de ladite enveloppe 7
- de positionner le couvercle 6 contenant les divers organes 2 de régulation, de limitation et/ou de sécurité en bout de l'enveloppe 7 dans la zone qui a subi la réduction de diamètre.
- de positionner au centre de l'enveloppe 7 l'ensemble des éléments résistifs 1 chauffant
- de garantir le centrage correct des éléments résistifs 1 et des tiges de raccordement 3 à l'intérieur de ladite enveloppe 7
- de positionner le couvercle 6 contenant les divers organes 2 de régulation, de limitation et/ou de sécurité en bout de l'enveloppe 7 dans la zone qui a subi la réduction de diamètre.
- de distribuer et de remplir la totalité du volume intérieur de l'enveloppe 7, jusqu'à son extrémité supérieure, d'un isolant 9 pulvérulent ayant d'excellentes propriétés isolantes et thermiques, particulièrement un oxyde de magnésium
- de boucher l'extrémité supérieure de ladite enveloppe 7 par un couvercle 11.
- de boucher l'extrémité supérieure de ladite enveloppe 7 par un couvercle 11.
L'opération de remplissage s'effectue verticalement. Des pièces tubulaires enveloppent chaque élément résistif 1 raccordé à ses tiges de connexion 3 et viennent prendre appui sur l'ancre de centrage 5. Le tout est introduit dans l'enveloppe 7 pré-rétreinte et est fixé sur la machine entre deux mors d'étau. A ce stade, une fois l'ensemble positionné, on effectue une déformation de l'enveloppe 7 juste au-dessus de la position de l'ancre de centrage 5. Cette déformation est réalisée par deux mors assistés d'un système pneumatique ou hydraulique.
La déformation ainsi réalisée, permet de positionner l'ancre de centrage 5 tout en évitant sa remontée dans l'enveloppe 7.
De cette manière, les organes 2 de régulation de limitation et/ou de sécurité enfermés dans leur dispositif de protection 6 isolant sont positionnés en partie basse du monotube dans la zone qui a subi la réduction de diamètre puis bloqués en position par l'immobilisation de l'ancre de centrage 5.
Les pièces tubulaires en appui sur l'ancre de centrage 5 remontent progressivement en découvrant les éléments résistifs 1 et les tiges de raccordement 3 toujours immobilisées en partie supérieure, et libèrent la poudre d'isolant 9 (oxyde de magnésium) sous l'effet de vibration.
Une fois les pièces tubulaires parvenues à l'extrémité supérieure de l'enveloppe 7, les vibrations sont interrompues et les extrémités des tiges de raccordement 3 sont dégagées.
L'extrémité libre et supérieure du monotube est obturée avec un bouchon de forme appropriée (constitué notamment de polyéthylène). Ce bouchon a pour but d'éviter l'écoulement de la poudre hors de l'enveloppe 7 du monotube pendant les différentes manipulations avant la compression et pendant la compression qui constitue l'étape finale du procédé objet de l'invention.
La dernière étape consiste en la réduction du diamètre extérieur de l'enveloppe 7 de la "cartouche chauffante".
L'enveloppe 7 en sortie de la "remplisseuse" est disposée sur une machine devant permettre la réduction du diamètre extérieur à un diamètre sensiblement égal à celui de la partie ayant déjà subi la réduction.
Cette machine comprime l'enveloppe 7 extérieure de manière à obtenir la densité voulue de la poudre isolante assurant ainsi les caractéristiques optimales de la "cartouche chauffante".
Cette opération est effectuée par un procédé similaire à celui déjà utilisé lors de la quatrième étape du procédé objet de l'invention. Pendant cette opération, la zone pré-rétreinte comportant les organes 2 de régulation de limitation et/ou de sécurité n'est pas affectée par les contraintes mécaniques qui se produisent lors de cette compression.
Le bouchon d'obturation à l'extrémité supérieure permet de contenir la poudre d'isolant lors de la réduction du diamètre.
Après cette opération, le diamètre extérieur du tube est uniforme tout le long de son enveloppe 7 et la déformation pratiquée pour l'immobilisation axiale de la plaque de centrage 4 a complètement disparue.
Il convient par la suite d'effectuer sur la "cartouche chauffante avec instrumentation incorporée" obtenue par ce procédé diverses opérations de finitions afin de parachever cette dernière.
Selon un autre mode préféré de réalisation de mise en oeuvre du procédé objet de 1 'invention, destiné à l'élaboration de "cartouches chauffantes avec instrumentation incorporée" de classe II, on procède dans un premier temps à la même succession d'étapes (huit étapes au total + éventuellement une de finition) prévues pour l'élaboration de "cartouche chauffante" de classe I, puis dans un deuxième temps on pratique tout d'abord à l'élaboration de l'enveloppe 12 d'un deuxième étage d'isolement. Cette enveloppe 12 est obtenue à partir de l'assemblage d'un tube notamment métallique et dont la longueur correspond sensiblement à la longueur de la "cartouche chauffante" et d'un fond 13 également métallique rapporté à l'une des extrémités dudit tube par soudure (soudure
TIG, brasure ou montage en force par exemple).Le fond 13 de l'enveloppe 12 est étudié de manière à pouvoir se déformer lors de la réduction de diamètre de l'enveloppe 12. Bien entendu, la deuxième enveloppe 12 extérieure ainsi élaborée possède des dimensions supérieures à celles de la première enveloppe 7 intérieure afin de pouvoir incorporer cette dernière sans gêne.
TIG, brasure ou montage en force par exemple).Le fond 13 de l'enveloppe 12 est étudié de manière à pouvoir se déformer lors de la réduction de diamètre de l'enveloppe 12. Bien entendu, la deuxième enveloppe 12 extérieure ainsi élaborée possède des dimensions supérieures à celles de la première enveloppe 7 intérieure afin de pouvoir incorporer cette dernière sans gêne.
L'étape suivante consiste à réaliser une réduction de diamètre à l'une des extrémités de la deuxième enveloppe 12 du monotube. Cette réduction de diamètre est obtenue par des moyens mécaniques notamment par un rétreint ou un laminage et est pratiquée à l'extrémité de l'enveloppe 12 sur laquelle on a rapporté le fond 13 lors de l'étape précédente. Ce rétreint est pratiqué jusqu'à obtention d'un diamètre sensiblement égal au diamètre final de la "cartouche chauffante". Par ailleurs, la longueur de rétreint ou de laminage est au moins égale à la longueur du dispositif de protection 6 des divers organes 2 de régulation, de limitation et/ou de sécurité préalablement incorporés au sein de la première enveloppe 7 de protection.
L'étape suivante (la onzième) consiste à l'assemblage de l'ensemble chauffant du premier étage d'isolement (obtenu de manière similaire aux huit étapes préalablement décrites pour une "cartouche chauffante à instrumentation incorporée" de classe I), dans l'enveloppe 12 du deuxième étage d'isolement issue de l'étape précédente.
On effectue le montage d'un fourreau 14 à l'extrémité de l'enveloppe 7 premier étage d'isolement. Ce fourreau 14 est constitué d'une matière isolante telle que l'élastomère silicone par exemple. Des variantes pour ce fourreau 14 peuvent être utilisées suivant les valeurs de rigidité diélectrique voulues (par exemple poudre d'oxyde de magnésium ou tout simplement une bague en élastomère silicone avec de l'air entre l'enveloppe 7 et l'intérieur de l'enveloppe 12).
Il est monté légèrement serré sur l'enveloppe 7 du premier étage d'isolement et recouvre la zone contenant les organes 2 de contrôle de température et de sécurité.
Le diamètre extérieur du fourreau 14 monté sur l'enveloppe 7 est légèrement inférieur au diamètre intérieur de l'enveloppe 12 du deuxième étage d'isolement après le rétreint localisé.
On effectue le montage de l'enveloppe 7 du premier étage d'isolement équipée de son fourreau 14 isolant, dans l'enveloppe 12 pré-rétreinte du deuxième étage d'isolement.
Cet assemblage est effectué sur une machine spéciale appelée "remplisseuse".
Cette machine permet
- de positionner l'ensemble chauffant centré à l'intérieur de l'enveloppe 12 du deuxième étage d'isolement
- de distribuer un isolant 15 pulvérulent (par exemple oxyde de magnésium) ayant de bonnes propriétés isolantes et thermiques ;
- de remplir l'enveloppe 12 avec cet isolant 15 jusqu'à l'extrémité supérieure. Un bouchage de l'enveloppe 12 est effectué après remplissage.
- de positionner l'ensemble chauffant centré à l'intérieur de l'enveloppe 12 du deuxième étage d'isolement
- de distribuer un isolant 15 pulvérulent (par exemple oxyde de magnésium) ayant de bonnes propriétés isolantes et thermiques ;
- de remplir l'enveloppe 12 avec cet isolant 15 jusqu'à l'extrémité supérieure. Un bouchage de l'enveloppe 12 est effectué après remplissage.
Le remplissage avec la poudre d'oxyde de magnésium est effectué verticalement. Le monotube 7 constituant le premier étage d'isolement est maintenu par les tiges de raccordement 3.
Un équipement tubulaire est descendu dans l'enveloppe 12 du deuxième étage d'isolement jusqu'au contact de la zone rétreinte, enfermant de cette façon l'enveloppe 7 du premier étage d'isolement. Le jeu de fonctionnement entre le diamètre extérieur de l'équipement tubulaire 7 et le diamètre intérieur de l'enveloppe 12 du deuxième étage d'isolement étant faible, on obtient de cette manière un parfait centrage de l'enveloppe 7 du premier étage d'isolement dans l'enveloppe 12 du deuxième étage d'isolement.
La poudre d'isolant 15 par exemple, de l'oxyde de magnésium, est distribuée par vibration pendant la remontée régulière de l'équipement tubulaire jusqu'à l'extrémité supérieure de l'enveloppe 12 du deuxième étage d'isolement.
L'extrémité de l'enveloppe 12 du deuxième étage d'isolement est obturée avec la rondelle 16 en polyéthylène par exemple, après remplissage (l'enveloppe 7 du premier étage d'isolement ayant été obturée lors de l'étape 7).
La dernière étape du procédé permettant l'obtention de la "cartouche chauffante" de classe II, consiste en une réduction du diamètre de l'enveloppe 12 du deuxième étage d'isolement contenant l'enveloppe 7 du premier étage d'isolement.
L'enveloppe 12 du deuxième étage d'isolement étant obturée, on effectue sa réduction de diamètre par un procédé mécanique similaire aux précédents (rétreint ou laminage à froid par galets). Cette réduction permet d'augmenter la densité de la poudre 15 d'oxyde de magnésium du second étage d'isolement afin de lui conférer les propriétés thermiques et électriques voulues. L'extrémité inférieure de l'enveloppe 12 du deuxième étage d'isolement étant déjà pré-rétreinte, les organes 2 de régulation, de limitation et /ou de sécurité ne sont pas affectés par les contraintes mécaniques de compression générées par l'opération de réduction de diamètre.
On obtient alors un monotube d'isolement avec un diamètre extérieur uniforme.
Les deux étages d'isolement, obtenus par le procédé objet de l'invention, permettent de supporter des essais de rigidité diélectrique supérieurs à 3750 V en courant alternatif 50 Hz, ce qui garantit par ailleurs le respect des normes françaises en vigueur et dans ce cas, le raccordement à la terre est inutile (suppression d'un fil électrique). En outre, l'épaisseur et la densité de la poudre isolante seront choisies de manière à respecter également les normes et la réglementation.
Après cette dernière étape de réduction de diamètre, les bouchons obturateurs 11-16 du premier et du deuxième étage d'isolement sont éliminés par un procédé connu, notamment par brûlage ou par extraction. Les câbles d'alimentation, dans notre cas au nombre de deux, sont reliés aux tiges de raccordement 3 par soudure, sertissage ou vissage. Ces câbles ont également une double isolation.
A ce stade, on peut éventuellement adapter par des moyens connus (sertissage, soudage) des accessoires de fixation destinés aux montages de la "cartouche chauffante" dans son environnement.
La dernière opération consiste essentiellement d'une part, en une phase d'étuvage, séchage de la poudre 9-15 isolante constituant les deux étages d'isolement et d'autre part, à la réalisation de l'étanchéité à l'extrémité des enveloppes 7-12.
Cet étanchage évite la pénétration d'humidité (néfaste aux propriétés isolantes de la poudre) et la contamination de l'isolant par des corps étrangers (poussières, corps gras, eau, liquide, gaz...), cette étanchéité est notamment réalisée à l'aide d'un élastomère silicone polymérisable à température ambiante ou d'une résine époxy polymérisable à chaud ou à température ambiante.
L'invention décrite précédemment offre de multiples avantages
- elle permet de simplifier le processus de fabrication d'éléments chauffants de classe I ou II par la disparition d'une portion de tube raboutée sur l'enveloppe finale.
- elle permet de simplifier le processus de fabrication d'éléments chauffants de classe I ou II par la disparition d'une portion de tube raboutée sur l'enveloppe finale.
- elle permet ainsi d'intégrer des composants à l'intérieur de l'enveloppe en garantissant leur intégrité et donc leur fonctionnement.
- elle permet d'obtenir des cartouches chauffantes dépourvues de cordons de soudure sur leur surface périphérique extérieure pour la liaison des organes de contrôle de température et de sécurité.
Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ci-dessus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes.
Claims (10)
1 - Procédé de fabrication d'une cartouche chauffante à instrumentation incorporée, caractérisé en ce qu'il comporte - une phase d'assemblage des divers composants devant être incorporés à l'intérieur de l'enveloppe (7) de la cartouche chauffante - une phase d'élaboration de l'enveloppe (7) - une phase de réduction du diamètre extérieur de l'enveloppe (7) au niveau de l'une de ses extrémités - une phase d'assemblage des composants (2) à l'intérieur de ladite enveloppe (7) et une phase de remplissage de l'enveloppe (7) - une phase de réduction du diamètre extérieur de l'enveloppe (7) sur la totalité de sa longueur - une phase de finition.
2 - Procédé de fabrication d'une cartouche chauffante selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase d'assemblage consiste au montage d'éléments résistifs (1) avec des tiges de raccordement (3) reliées à des organes (2) notamment de régulation, de limitation et de sécurité, on interpose entre lesdits organes (2) et les éléments résistifs (1) au niveau des tiges de raccordement (3) une ancre de centrage (5) et un écran thermique (4) (qui peut être facultatif) sur les tiges de raccordement (3), l'ensemble formant ainsi un élément chauffant complet qui est revêtu, autour des composants (2), par un couvercle (6) isolant de protection, l'espace intérieur étant en outre comblé à l'aide d'un élastomère (8) silicone en pâte polymérisable à froid.
3 - Procédé de fabrication d'une cartouche chauffante selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase d'élaboration de l'enveloppe (7) est obtenue par l'assemblage d'un tube notamment métallique et dont la longueur correspond sensiblement à la longueur de la cartouche chauffante et d'un fond (10) également métallique rapporté à l'une des extrémités dudit tube par soudure, le fond (10) de l'enveloppe (7) étant étudié de manière à pouvoir se déformer lors de la réduction de diamètre de l'enveloppe (7).
4 - Procédé de fabrication d'une cartouche chauffante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce la phase de réduction du diamètre extérieur de l'enveloppe (7) est obtenue par des moyens mécaniques notamment par un rétreint ou un laminage, cette réduction de diamètre étant pratiquée à l'extrémité de l'enveloppe (7) sur laquelle on a rapporté le fond jusqu'à obtention d'un diamètre sensiblement égal au diamètre final de la cartouche chauffante, la longueur de rétreint ou de laminage étant au moins égale à la longueur du couvercle (6) de protection des divers composants (2).
5 - Procédé de fabrication d'une cartouche chauffante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la phase d'assemblage de l'ensemble chauffant dans l'enveloppe (7) et de son remplissage réalise successivement:
- le positionnement au centre de l'enveloppe (7) l'ensemble des éléments résistifs (1) chauffant
- le centrage correct des éléments résistifs (1) et des tiges de raccordement (3) à l'intérieur de ladite enveloppe (7);
- le positionnement du couvercle (6) contenant les divers composants (2) en bout de l'enveloppe (7) dans la zone qui a subi la réduction de diamètre.
- le bouchage de l'extrémité supérieure de ladite enveloppe (7) par un couvercle.
- la distribution et le remplissage de la totalité du volume intérieur de l'enveloppe (7), jusqu'à son extrémité supérieure, d'un isolant (9) pulvérulent ayant d'excellentes propriétés isolantes et thermiques, particulièrement un oxyde de magnésium
6 - Procédé de fabrication d'une cartouche chauffante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la phase de réduction du diamètre extérieur permet d'obtenir un diamètre extérieur sensiblement égal à celui de la partie ayant déjà subi la réduction, cette opération comprime également l'enveloppe (7) extérieure de manière à obtenir la densité voulue de la poudre (9) isolante assurant ainsi les caractéristiques optimales de la cartouche chauffante.
7 - Procédé de fabrication d'une cartouche chauffante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour élaborer une cartouche chauffante à instrumentation incorporée à double isolement, on procède dans un premier temps à la même succession d'étapes prévues pour l'élaboration d'une cartouche chauffante à instrumentation incorporée à simple isolement, puis dans un deuxième temps - on élabore l'enveloppe (12) du deuxième étage d'isolement d'une manière similaire à l'enveloppe (7) du premier étage d'isolement ;; - on réalise une réduction de diamètre à l'une des extrémités de la deuxième enveloppe (12) du monotube jusqu'à obtention d'un diamètre sensiblement égal au diamètre final de la cartouche chauffante - on assemble l'ensemble chauffant du premier étage d'isolement dans l'enveloppe (12) du deuxième étage d'isolement, l'extrémité de l'enveloppe (7) du premier étage d'isolement ayant été préalablement revêtu d'un fourreau (14) constitué d'une matière isolante telle que notamment élastomère silicone, oxyde de magnésium ou une bague en élastomère, avec de l'air entre l'enveloppe (7) et l'intérieur de l'enveloppe (12) - on remplit l'espace annulaire, situé entre le diamètre extérieur de l'enveloppe (7) du premier étage d'isolement et le diamètre intérieur du deuxième étage d'isolement, d'une poudre (15) isolante ;; - on procède à la réduction de diamètre extérieur de l'enveloppe (12) du deuxième étage d'isolement contenant l'enveloppe (7) du premier étage d'isolement.
8 - Procédé de fabrication d'une cartouche chauffante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la phase de finition consiste essentiellement d'une part, en une phase d'étuvage, séchage de la poudre isolante constituant le ou les étages d'isolement et d'autre part, à la réalisation de l'étanchéité à l'extrémité desdites enveloppes (7,12).
9 - Cartouche chauffante à instrumentation incorporée obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend, pour une cartouche chauffante à simple étage d'isolement, une enveloppe (7) cylindrique métallique, comprenant intérieurement des éléments résistifs (1), notamment en alliage nickel-chrome, alliage fer-chrome-aluminium, lesdits éléments (1) étant connectés à des composants (2), ces derniers étant revêtus d'un couvercle (6) de protection, le reste du volume intérieur de l'enveloppe (7) cylindrique, délimité d'une part, par une ancre de centrage (5) disposée entre les éléments résistifs (1) et les composants (2) et d'autre part, par la réalisation de l'étanchéité placée à l'autre extrémité de l'enveloppe (7), étant comblé par une poudre (9) isolante, notamment de l'oxyde de magnésium.
10 - Cartouche chauffante à instrumentation incorporée obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend, pour une cartouche chauffante à double étage d'isolement, une première enveloppe (7) similaire à une cartouche à simple isolement, cette dernière étant revêtue à l'une de ses extrémités d'un fourreau (14) isolant tel que notamment élastomère silicone, oxyde de magnésium ou une bague en élastomère silicone avec de l'air entre l'enveloppe (7) et l'intérieur de l'enveloppe (12), l'ensemble étant assemblé dans une deuxième enveloppe (12), le reste du volume intérieur de la deuxième enveloppe (12) cylindrique, délimité d'une part, par le fourreau (14) isolant et d'autre part, par la réalisation de l'étanchéité placée à l'autre extrémité des enveloppes (7,12), étant comblé par une poudre (15) isolante, notamment de l'oxyde de magnésium.
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