Brevet FR2496382A1 — publié le 19820618

L'invention se rapporte à un dispositif de chauffage électrique, notamment pour éléments chauffants, appareils ménagers ou plateaux de presses, comprenant une pluralité de pastilles de chauffage qui offrent, dans leur domaine de fonctionnement, une courbe caractéristique température/résistance sensiblement parallèle à l'axe des réâstances, les pastilles de chauffage étant logées dans des cavités et reliées par des surfaces de contact à des conducteurs d'alimentation électrique aboutissant à des fils de raccordement. Les pastilles de chauffage sont par exemple en céramique du type PTC. En raison de la forme décrite de la courbe caractéristique de résistance daB le domaine de travail, in tel dispositif de chauffage présente un effet de régulation propre, et cela dans la pratique pour une température qui peut être en général choisie dans la gamme allant de 100 à 2000C. Les plateaux de presses mentionnés sont en particulier ceux qui équipent les dispositifs de réparation et de fermeture en boucle de courroies transporteuses en caoutchouc ou en matière plastique. Dans les dispositifs de chauffage du genre décrit connus (par la pratique), les pastilles de chauffage sont disposées individuellement dans des enveloppes de réception en céramique ou dans des éléments analogues; elles sont pourvues de contacts et sont reliées indivi- duellement aux conducteurs d'alimentation électrique, ce qu est compliqué. En outre, on n'est pas directement assuré que les pastilles de chauffage du dispositif soient protégées contre la pénétration de l'humidité. En fait, l'humidité peut, par diffusion, condensation ou infiltratio parvenir aux pastilles de chauffage et causer des défauts ou des courts- circuits. Les dispositifs c-onnus offrant la structure décrite ne peuvent de ce fait *tre utilisés en milieu affecté par l'humidité, à moins de prendre des précautions compliquées permettant d'assurer une isolation vis-à-vis de l'humidité. L'invention a pour but d'aménager un dispositif du genre considéré de telle manière qu'il puisse être utilisé en milieu humide et être monté de manière simple. Ce but est atteint selon l'invention par le fait que les cavités de réception des pastilles de chauffage sont réalisées dans une bande de matière iso- lante laissant libre les surfaces de contact, et que sur les surfaces de contact desdites pastilles sont placés, dessus et dessous les pastilles, des conducteurs d'alimentation électrique constitués par des bandes de tale et tenus assemblés par une enveloppe isolante étanche à l'humidité et résistant à de hautes températures, de laquelle seuls les fils de raccordement émergent. Selon l'invention, la bande de matière isolante peut être conçue pour former en même temps un support et prendre ainsi en charge les sollicitations mécaniques que subit le dispositif de chauffage dans son ensemble lors de son transport, de son magasinage ou de son montage. Dans ce cas, les bandes de tale prévues pour assurer les contacts électriques peuvent être extrêmement minces, car c'est la bande de matière plastique qui confère au dispositif la résistance aux sollicitations mécaniques. A la limite, les bandes de t8le pourraient se réduire à de simples feuilles métalliques. Mais il existe ausi la possibilité de prévoir des bandes de t8le conçues pour former en même temps des supports et pour prendre en charge des sollicitations mécaniques que suit le dispositif de chauffage lors de son transport, de son magasinage ou de son montage. Il est alors possible d'aménager la _o structure de l'ensemble du dispositif de telle manière que celui-ci puisse être courbé lors de son montage et être ainsi adapté aux configurations spéciales de certains appareils chauffants ou plateaux de presses auxquels il est destiné. Dans tous les cas, une forme d'exécution préférée de l'invention est caractérisé par le fait que les bandes de t8le sont appliquées par l'enveloppe isolante sous précontrainte contre les pastilles de chauffage. Celles-ci peuvent émerger de la bande de matière isolante par leurs surfaces de contact. On peut, dans le cadre de l'invention, utiliser comme matière isolante les matériaux les plus divers, pourvu qu'ils puissent assurer,de la manière décrite, l'étanchéité à l'humidité et résister aux températures élevées. Une forme d'exécution préférée de l'invention est caractériséepar le fait que la matière isolante est un caoutchouc au silicone. Une telle matière, qui a maintes fois fait ses preuves, est disponible en grande quarlité et est facile à manipuler. Une forme d'exécution préférée de l'invention est sous ce rapport caractériséepar le fait que l'enveloppe isolante est réalisée sous la forme d'une gaine de caoutchouc au silicone qui est engagée sous précontrainte sur l'ensemble formé par la bande de matière isolante, les pastilles de chauffage et les bandes de t8le. La gaine de caoutchouc au silicone remplit ici une double fonction. D'une part, elle constitue l'élément mécanique réunissant les pièces constitutives de l'ensemble et engendrant la pression de contact nécessaire entre les bandes de tôle et les pastilles de chauffage; d'autre part, elles forment l'enveloppe isolante étanche à l'humidité. Si l'on utilise une gaine de caoutchouc au silicone en tant qu'enveloppe itolante, celle-ci est avantageusement munie à ses extrémités d'un bouchon de scellement en caoutchouc au silicone, qui peut y être vulcanisé et d'o émergent seulement les fils de raccordement. Lorsque ceux-ci sont pour leur part pourvus d'une isolation en caoutchouc au silicone, il est possible de réaliser sans difficulté pour les fils de raccordement une traversée avec union de matière offrant une étanchéité absolue à l'humidité. C'est dans sa forme d'exécution mettant en oeuvé une gaine de caoutchouc au silicone en tant qu'enveloppe isolante que le dispositif de chauffage selon l'invention peut être réalisé d'une manière très simple conformément à un procédé qui fait également l'objet de l'invention. Ce procédé est caractérisé par le fait qu'on introduit la gaine de caoutchouc au silicone dans un tube de montage et qu'on retrousse ses extrémités par-dessus les bords frontaux de ce tube, qu'ensuite on crée une dépression dans l'espace séparant la gaine de caoutchouc au silicone et le tube de montage ae sorte que ladite gaine se dilate et se plaque contre la paroi intérieure dudit tube, qu'ensuite on introduit dans la gaine ainsi dilatée l'ensemble constitué par la bande de matière isolante, les pastilles de chauffage et les bandes de t8le, puis qu'on fait disparaître la dépression et qu'on sc*lle avec du caoutchouc au silicone les extrémités de la gaine libérées du tube de morlge, desquelles émergent les fils de raccordement. S'il s'agit d'une gaine en caoutchouc au silicone à paroi relativement épaisse, que la dépression ne suffit pas à dilater à l'intérieur du tube de montage jusqu'à adgurer son application contre la paroi intérieure de ce tube, il convient selon l'invention de faire se dilater ladite gaine tout d'a1ord par application de pression interne, puis de/maintenir plaquée contre la paroi intérieure du tube de montage par application de la dépression précitée, afin que l'ensemble décrit, composé de la bande de matière isolante, des pastilles de chauffage et des bandes de t8Ie, puisse *tre utilisé et façonné de la manière décrite. En conclusion, le dispositif de chauffage snbn l'invention constitue en quelque sorte une réglette chauffantr qui peut être facilement incorporée aux appareils les plus divers. Le dispositif de chauffage est complètement étanche à l'humidité; de plus, dans une forme d'exécution préférée de l'invention, l'enveloppe isolante qui garantit l'étanchéité joue en mSme temps le rôle d'élément mécanique pour réunir les pièces constitutives du dispositif de chauffage selon l'invention. L'utilisation et la fabrication de cette réglette chauffante sont simples, en particulier dans la forme d'exécution o l'enveloppe isolante assure en mSme temps une fonction-mécanique de réunion et est réalisée sous la forme d'une gaine de caoutchouc au silicone. Un avantage particulier réside en ceci que le dispositif de chauffage selon l'invention, en ce qui concerne sa température propre, ne peut s'eéarter du domaine déterminé par les pastilles chauffantes et limité à une température maximale d'environ 200'C, ce oui esttrès important du point de vue de la sécurité, en particulier dans la conception de dispositifs de chauffage à sécurité propre. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatie, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente une vue en plan partielle avec arrachements d'un dispositif.de chauffage selon l'invention. La figure 2 représente une coupe longitudinale de l'objet de la figure 1. La figure 3 représente une coupe transversale de l'objet de la figure 1. La figure 4 représente, en coupe transversale à échelle agrandie par rapport à celle de la figure 3, un dispositif de chauffage selon l'invention après montage. Le dispositif de chauffage électrique 1 représenté est notamment destiné aux éléments chauffants, appareils ménagers ou plateaux de presses. Il comprend essentielle- ment une pluralité de pastillesde chauffage 2 qui offrent, dans leur domaine de fonctionnement, une courbe caracté- ristique température/résistance sensiblement parallèle à l'axe des résistances. Les pastilles de chauffage 2 sont logées dans des caVités 3 et sont reliées par des surfaces de contact 4 à des conducteurs 5 d'alimen- tation électrique aboutissant à des fils de raccordement 6. Un examen comparatif des figures montre que les cavités 3 de réception des pastilles de chauffage sont réalisées dans une bande de matière isolante 7 dont dépassent légèrement les pastilles 2 par leurs surfaces de contact 4, au moins après assemblage des éléments constitutifs. Sur les surfaces de contact 4 sont placés, dessus et dessous les pastilles 2, des conducteurs d'alimentation électrique constitués par des bandes de t8le 5 et tenus assemblés par une enveloppe isolante 8 étanche à l'humidité et résistant a de hautes températures, de laquelle seuls les files de raccordemet 6 précités émergent.La bande de matière isolante 7 peut être conçue pour former en même temps un support et prendre en charge les sollicitations mécaniques que subit le dispositif de chauffage 1 lors de son transport, de son magasinage ou de son montage. Mais on peut concevoir de même les bandes de tôle 5. Bien entendu, la bande isolante 7 et les bandes de tôle peuvent remplir conjointement la fonction mécanique décrite. Les bandes de t8le 5 sont appliquées par l'enve- loppe isolante-8 sous précontrainte contre les pastilles de chauffage 2. Lorsque la bande isolante 7 est flexible, le dispositif de chauffage 1 peut être courbé dans son ensemble pour prendre diverses conformations adaptées aux formes que peuvent présenter les appareils chauffants à équiper. La.-.1tière isolante utilisée dans le présent exemple et selon un mode d'exécution préféré de l'invention est un caoutchouc au silicone. L'enveloppe isolante est réalisée sous la forme d'une gaine de caoutchouc au silicone 8 qui est engagée sous précontrainte sur l'ensemble formé par la bande de matière isolante 7, les pastilles de chauffage 2 et les bandes de t8le 5, et maintient assemblésces éléments tout en assurant la liaison électrique entre. les bords de t8le 5 et les surfacesde contact 4 des pastilles 2. La gaine de caoutchouc au silicone 8 comporte à ses extrémités des bouchons de scellement 9 en caoutchouc a0silicone, que traversent en 10 les fils de raccordement 6. On voit sur la figure 4 un dispositif de chauffage après montage, dans une forme légèrement modifiée. Un tel dispositif peut être incorporé à un plateau 11 d'une presse pour réparation et fermeture en boucle de courroies transporteuses, savoir dans des cavités 12 qu'il comporte à cet effet. Entre l'enveloppe isolante 8 et la paroi de chaque cavité 12 est disposé un matériau 13 qui forme un pont thermique transmettant la chaleur engendrée par les pastilles de chauffage 2 au plateau de presse 11 avec une bonne répartition. Le matériau 13 peut tre constitué par une poudre méXlliqup par des petites billes mdalliques ou encore par des bandes de t8le. Z496382 REVENDICATIONS 1.- Dispositif de chauffage électrique, notamment pour éléments chauffants, appareils ménagers ou platuux de presses, comprenant une pluralité de pastilles de chauffage qui offrent, dans leur domaine de fonctionne- ment, une courbe caractéristique température/résistance sensiblement parallèle à l'axe- des résistances, les pastilles de chauffage étant logées dans des cavités et reliées par des surfaces de contact à des conducteurs d'alimentation électrique aboutissant à des fils de raccordement, caractérisé par le fait que lescavités (3) de réception des pastilles de chauffage sont réalisées dans une bande de matière isolante (7) laissant libre les surfaces de contact (4), et que sur les surfaces de contact (4) sont placées, dessus et dessous les pastilles, des conducteurs d'alimentation électrique constitués par des bandes de tle(5)et tenus assemblés par une enveloppe isolante (8) étanche à l'humidité et résistant à de hautes températures, de laquelle seule les fils de raccordement (6) émergent. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé par le fait que la bande de matière isolante (7) est conçue pour former en mime temps un support et prendre en charge les sollicitations mécaniques que subit le dispositif de chauffage(l) lors de son transport, de son magehinage ou de son montage. 3.- Dispositif selon la revendicatbn 1 ou 2, caractérisé par le fait que les bandes de t81e,(5) sont conçues pour former en même temps des supports et pour prendre en charge les sollicitations mécaniques que subit le dispositif de chauffage (1) lors de son transport, de son magasinage ou de son montage. - Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé par le fait que les bandes de t8le (5) sont appliquées par l'enveloppe isolante (8) sous précontrainte contre les pastilles de chauffage (2) 5.- Dipositif elon l'une quelconque des reven- 5.- Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé par le fait que la matière isolante utilisée est un caoutchouc au silicone. 6. - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'enveloppe isolante est réalisée sous la forme d'une gaine de caoutchouc au silicone (8) qui est engagée sous précontrainte sur l'ensemble formé par la bande de matière isolante (7), les pastilles de chauffage (2) et les bandes de t8le (5). 7. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la gaine de caoutchouc au silicone (8) comporte à ses extrémités un bouchon de scellement (9) en caoutchouc au silicone, d'o émergent les fils de raccordement (6). 8. - Dispositif selon l'une quiconque des reven- dications 1 à 7, logé dans une cavité de réception prévueau sein d'un plateau de presse ou d'un organe analogue, caractérisé par le fait qu'entre l'enveloppe isolante (8) et la paroi (12) de la cavité est disposé un matériau (13) bon conducteur de la chaleur. 9.- Procédé de réalisation d'un dispositif de chauffage électrique selon les revendications6 et 7, caractérisé par le fait qu'on introduit la gaine de caoutchouc au silicone dans un tube de montage et qu'on retrousse. oes extrémités par- dessus les bords frontaux de ce tube, qu'ensuite on crée une dépression dans l'espace séparant la gaine de caoutchouc au silicone et le tube de montage de sorte que ladite gaine se dilate et se plaque contre la paroi intérieure dudit tube, qu'ensuite on introduit dansela gaine ainsi dilatée l'ensemble constitué par la bande de matière isolante, les pastilles de chauffage et les bandes de t8le, puis qu'on fait disparattre la dépression et qu'on scelle avec du caoutchouc au silicone les extrémités de la gaine libérées du tube de montage, desquelles émergent les fils. de raccordement. 10. - Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'on fait se dilater la gaine de caoutchouc au silicone tout d'aboxr par application de pression interne, puis qu'on la maintient plaquée contre la paroi intérieuredu tube de montage par application de la dépression précitée.