Brevet FR2492209A1 — publié le 19820416

24922O9 L'invention concerne un procédé de fabrication de feuilles chauffan- tes, la feuille chauffante étant constituée par un conducteur chauffant du type trajet de courant, à valeur spécifique de résistance par longueur définie, contrecollé entre deux feuilles, l'une de polyethylène, l'autre de polyester, a) formé par une étroite couche se composant d'un noyau de plomb dur allié à de l'anti moine recouvert des deux côtés d'étain et présente au moins un trajet de courant formé comme un sandwich par une étroite couche de l'alliage étain- plomb-antimoine comportant 61,5 %17 d'étain, 37,7 %,7 de plomb et 0,& +,2 - 6 -17 -0,5 d'antimoine et par une autre couche, tout aussi étroite, se trouvant sur la précédente, se composant d'un noyau de plomb dur allie à 2 %4 d'antimoine avec une couche d'étain sur la face libre de la couche et une autre couche d'étain sur la face libre de l'autre couche, la première couche constituant % à 100 % de l'épaisseur totale du conducteur chauffant et les couches d'étain représentant chacune 1 %+2 5 du noyau de plomb dur ou -0,5 b) par une étroite couche comportant un noyau de plomb dur allié à 2 e a5 d'antimoine recouvert des deux cttés d'étain et présentant au moins une voie de courant formée, comme un sandwich, par une étroite couche d'un alliage de plomb-bismuth à bas point de fusion comportant 37 -10de bismuth et +10 10 63 % de plomb et par une autre couche tout aussi Eétroite, se trouvant sur la couche précédente, se composant d'un noyau de plomb dur allié 3 2 %+4 -1,5 d'antimoine avec une couche d'étain sur la face libre de chacune des couches, la première couche constituant 10 È à 100: de l'épaisseur totale du conduc- 42,5 teur chauffant et les couches d'étain représentant chacune 1 2-,5 du noyau de plomb dur. Pour le chauffage d'immeubles, en particulier de constructions en bois et d'édifices sacrés, on connaît un système de chauffage de ce genre pour lequel on utilise une feuille chauffante se composant d'un alliage de plomb- étain et de peu d'additions d'autres métaux, laminée de façon à avoir une épaisseur allant de 10 g 20 p. Cette feuille chauffante est découpée en méandre avant d'être contrecollée d'abord entre des feuilles de polyéthylène, puis de polyester. La feuille de polyéthylène sert au couchage par thermosou- dage et la feuille de polyester à donner à tout l'élément une certaine stabi- lite mécanique. La taille des feuilles chauffantes découpées en forme de méandres est choisie de façon à ce qu'une puissance de 500 Watt puisse tre introduite sur une longueur de par exemple 700 mm. Les qualités essentielles de la feuille de metal sont sa résistance électrique, nécessaire pour pouvoir utiliser la feuille comme conducteur chauffant, et le point de fusion de l'alliage situé à 183 C. Ce bas point de fusion apporte la sécurité nécessaire 249?209 pour pouvoir utiliser la feuille et pour rendre impossible, dans des immeubles d'habitation, en particulier en relation avec la combinaison bois/papier, une destruction de l'élément et par l]-maee une interruption de l'alimentation de courant pour des températures se situant en-dessous de 2000 C ainsi qu'une inflammation du bois et du papier. Pour fabriquer de telles feuilles chauffantes on utilise une feuille de métal dont la composition correspond pratiquement 3 celle du système eutectique dans le système plomb-étain, c'est-à-dire 61,9 d'étain et 38,1 % de plomb. Une addition de 0,5 ' 3 1 % d'antimoine est courante celle-ci est sans importance pour le niveau du point de fusion et stabilise cependant les qualitEs de laminage de l'alliage. Les feuilles chauffantes de ce genre sont, en raison de la haute teneur en étain, relativement chères et comme les gisements d'étain dans le monde sont limités et que, de plus, le prix de l'éetain est très élevé, le montage de systèmes de chauffage utilisant de telles feuilles chauffantes est lié à des coûts élevés. En outre, on connaît une feuille chauffante servant de système de chauffage pour le chauffage d'immeubles se composant d'un conducteur chauffant, du type trajet de courant, à valeur spécifique de résistance par longueur définie, contrecollé entre deux feuilles, l'une de polyéthylène, l'autre de polyester, conducteur chauffant présentant une étroite couche constituée par A±17 dAan3, -7d un alliage d'iétain-plombantimoine comportant 61,5 %6 d'étain, 377 de plomb et 0,8 %41,2 d'antimoine, et formé comme un sandwich par une étroite couche tout aussi étroite, se trouvant sur la couche précédente, se composant d'un noyau de plomb dur allié à 2 %+45 d'antimoine recouvert des deux catés -1,5 d'étain, la seconde couche constituant 64 % de l'épaisseur totale du conduc- teur chauffant et les couches d'étain chacune 1 %425 par rapport au noyau de -0,5 plomb dur (DE-PS 27 05 472). Le but de la présente invention est de simplifier le procédé de production de telles feuilles chauffantes et de les rendre plus economiques, sans en entraver les qualités électriques. Pour atteindre ce but, l'invention prévoit un procédé de production de telles feuilles chauffantes, pour lequel un larget de laminage qui servira ensuite à laminer la feuille, est coulé, dans lequel un creux d'une profondeur de 10 % t 100 % de l'épaisseur totale est simultanément formé, creux coulé lors d'un second processus avec a) un alliage étainplomb-antimoine ou b) un alliage de plomb-bismuth à bas point de fusion. 24 9L 2 0 9 Une feuille chauffante produite selon le procédé de l'invention et se composant partiellement d'une feuille-sandwich remplit les conditions des éléments chauffants connus, sauf que la teneur en étain de la feuille chauf- fante a été réduite au minimum, ce qui a entraîné de considérables économies de cotts. Par rapport à la largeur totale des conducteurs chauffants des feuilles chauffantes connues, au moins un trajet de courant du conducteur de la feuille chauffante ainsi formée est forme comme élément-fusible. Cette feuille chauffante présente les qualités suivantes a) la résistance de cette partie feuille-sandwich équivaut à celle - de la feuille sandwich connue se composant d'un alliage de 61,5 % d'étain, de 37,7 % de plomb et de 0,8 t d'antimoine b) le côté fusible de sécurité de la feuille chauffante reste main- tenu par la séparation par fusion des voies de courant du conducteur qui contiennent un alliage étain-plomb-antimoine. Ce procédé permet de fabriquer de façon- économique des feuilles chauffantes. Le système relativement plus cher d'une feuille chauffante d'après le brevet 27 05 472 est ainsi remplacé par une feuille chauffante composée pour une part d'un alliage étain-plomb-antimoine ou d'un alliage plomb-bismuth et pour une autre part d'un alliage plomb-antimoine. c20ion de Simultanément, ce procédé permet de simplifier le procédé de fabri- cation de la feuille chauffante en sandwich décrite dans le brevet 27 05 472 pour lequel il est nécessaire de fabriquer deux feuilles d'épaisseurs et d'alliages différents et de les laminer ensuite ensemble. Etant donné que, déjà lors de la fabrication du larget de laminage par le coulage d'un creux dans le larget de base avec un alliage a bas point de fusion, soit avec un alliage étain-plomb-antimoine ou en un alliage eutectique étain-plombanti- moine, soit avec un alliage plomb-bismuth à bas point de fusion, le caractère de sandwich de la feuille chauffante est déjà obtenu lors du processus de de coulée, ce qui rend possible une économie considérable des métaux chers tels que l'étain et le bismuth, et ce par le fait que la largeur de l'élément fusible est réduite ú.au moins un trajet de courant du conducteur ou à deux. Une feuille chauffante est fabriquée de la façon suivante: On choisit une feuille découpée en forme de méandre d'une longueur 3SI de 1 m et ayant des largeurs de bandes pour les trajets de courant du conduc- teur de 5 mm et des écartements de 3 mm. On peut y loger douze trajets du conducteur en alliage de base antimoine-plomb, quatre trajets du conducteur I 249 2209 se raccordant à ceux-ci comme trajets de fusible en alliage sandwich de la couche en alliage étain-plomb-antimoine ou en alliage plomb-bismuth et de l'autre couche se composant du noyau en plomb dur allié à de l'antimoine et de onze autres trajets du conducteur se raccordant à ceux- ci en alliage de base antimoine-plomb, ces trajets de courant formant les trajets de courant des feuilles chauffantes. En tout, on obtient ainsi vingt-sept bandes. La largeur totale de l'élément est de 213 mm.. Pour l'alliage 61,5 % d'étain, 37,7 % de plomb et 0,8 t d'antimoine et une épaisseur de 13 Y, la résistance est de 63,6 Ohm. Le grammage de cette feuille est de 112 g/m 2 Une feuille chauffante sandwich connue (DE-PS 27 05 472) d'une résistance comparable a une épaisseur de 17 p et celle de l'alliage étain- plomb-antimoine est de 6,2 p. La résistance électrique de cette feuille est de 63,5 Ohm. Le grammage de cette feuille est de 172 g/m Par contre, la partie-sandwich de la feuille chauffante a une épaisseur de 17 p; les quatre trajets-fusibles ont une épaisseur de 10 p de l'alliage pratiquement eutectique étain-plomb-antimoine et de 7 h de l'alliage: de base plomb-antimoine. L'ensemble de la partie-sandwich de la feuille chauffante a alors une résistance de 64,6 Ohm et un grammage de 183 g/m L'exemple suivant explique l'invention Analyse chimique Pour le conducteur chauffant fabriqué en alliage connu étain-plomb-antimoine, à raison de 61,5 % d'étain 37,7 % de plomb 0,8 % d'antimoine la feuille- sandwich, d'après le brevet 27 05 472, a une analyse de 78,1 % de plomb , 3 % d'étain 1,6 ' d'antimoine. 30. La partie-sandwich de la feuille chauffante a une analyse de 92,8 % de plomb ,3 % d'étain 1,8 % d'antimoine. Si l'on se base sur les prix suivants des composantes métalliques - Plomb DM 1,20 par kg Etain DM 23,-- par kg Antimoine DM 5,-- par kg _ __J 2492209 Il en résulte pour la composition de la feuille chauffante connue composée d'un alliage de 61,5 t d'étain, de 37,7 t de plomb et de 0,8 V d'antimoine, pour 100 kg, des frais totaux de 37,7 kg plomb DM 45,24 61,5 ka étain DM 1.414,50 0,8 kg antimoine DM 4,-- DM 1.463,74 Pour la feuille chauffante sandwich connue, on part d'un poids au m2 plus élevé de 53,6 %. Dans le même but, on a besoin de 120 kg plomb DM 143,95 31,2 kg étain DM 717,16 2,5 kg antimoine DM 12,29 DM 873,40 De cette façon, on obtient une économie de coGts de matériaux de DM 590,34 = 40,3 t. Par contre, la partie-sandwich de la feuille chauffante nécessite un poids au m2 plus élevé de 63,4 t que celui de la feuille chauffante connue, notamment 151,6 kg plomb DM 181,92 O' 8,7 kg étain DM 100,10 2,9 kg antimoine DM 14,50 DM 396,52 Ceci constitue, par rapport à la feuille chauffante connue, une économie de DM 1.067,22 = 72,9 t et par rapport à la feuille chauffante en sandwich du brevet 27 05 472 une économie de DM 476,88 = 54,6 t. Il est évident qu'une telle feuille chauffante peut, de plus, tre dégrossie pour aboutir à l'ancienne épaisseur de 13 u, comme la feuille chauffante connue en alliage étain-plomb-antimoine. Cependant, la résistance s'accrot de façon équivalente, ce qui a pour conséquence de pouvoir loger la : mime puissance calorifique dans un espace plus petit. Ceci constitue un autre - avantage de l'utilisation de la feuille chauffante conçue selon l'invention. j.-.-- -- - -- ---.* -- -- ______________________________- 249L209 Des feuilles chauffantes fabriquées d'après le procédé de l'invention sont représentées à titre d'exemple sur les dessins ci-joints, dans lesquels la figure 1 représente un système de chauffage se composant d'une feuille chauffante formée en forme de méandre, vue d'en haut; - la figure 2 représente une portion d'un seul trajet de courant du conducteur chauffant avec le noyau de plomb dur allié à de l'antimoine, vue graphique agrandie; - la figure 3 est une coupe verticale selon la ligne lIH l1l de la figure 1; - la figure 4 représente une portion d'un seul trajet de courant du conducteur chauffant avec les deux couches en alliage étain-plomb-antimoine ou plomb-bismuth d'une part et le noyau de plomb dur allié à de l'antimoine d'autre part, vue graphique agrandie, - la figure 5 est une coupe verticale selon la ligne V-V de la figure 1; - la figure 6 représente une feuille chauffante composée de douze trajets de courant du conducteur chauffant avec le noyau de'plomb dur allié à de l'antimoine, avec quatre trajets constitués en alliage sandwich et onze trajets avec noyau de plomb dur allié à de l'antimoine, vue d'en haut. Comme le montrent les figures 1 et 5, la feuille chauffante designe par 100 est composée en partie par une couche 15 constituée en un noyau de plomb dur allié à de l'antimoine 16 et en partie par deux couches du type sandwich 20 et 25, les couches 15, 20 et 25 étant contrecollées entre des feuilles de plastique 30, 31, constituées chacune par une feuille extérieure en polyester 30a et 31a et une feuille intérieure en polyéthylène 30b et 31b (figures 2 et 4). La feuille formant la feuille chauffante est découpée en forme de méandre, comme le montrent les figures 1 et 6. La feuille chauffante 100 présente plusieurs trajets de courant du conducteur, désignés par 110 et 120 (figure 1), Chaque trajet de conducteur 110 est formé par une étroite couche 15 constituée par un noyau de plomb dur 16 allié à de l'antimoine, recouvert des deux cttés par une couche d'étain 17 et 17a. Au moins un trajet de conducteur de la feuille chauffante 100, désigné par 120, est du type sandwich et est formé par une étroite couche 20 constituée en alliage étain-plomb- antimoine de 61,5 V d'étain, 37,7 t de plomb et 0,8 % d'antimoine ou en un alliage de plombé bismuth à bas point de fusion de 37 '+1 de bismuth et de 63 %+10 de plomb et -utecuhtu us érite 25, ser-10 par une autre couche tout aussi étroite 25, se trouvant sur cette couche et 249Z209 formée par un noyau de plomb dur allié à de l'antimoine 26. Les deux couches et 25 combinées l'une à l'autre à la façon d'un sandwich sont revêtues ces deux côtés et sur le côté extérieur d'une couche d'étain 27, 27a. Les couches et 20a constituent 10 % à 100 % de l'épaisseur totale du conducteur chauf- fant. Les noyaux en plomb dur 16 et 26 sont alliés à 2 % d'antimoine. Les cou- ches d'étain 17, 17a et 27, 27a constituent chacune 1 du noyau de plomb dur. La couche 20 est, de préférence, constituée par un alliage étain- plomb ayant un point de fusion inférieur à 200 C. Les couches 15 et 25 de la feuille-sandwich sont constituées par les noyaux de plomb dur 16 ou 26, également en forme de feuille. A la place de la couche 20 en alliage étain-plomb-antimoine, on peut également utiliser pour la fabrication des trajets de courant 120 une couche a en un alliage plomb-bismuth à bas point de fusion, qui peut, par exemple, 9tre constitué par 37 % de bismuth et 63 % de plomb. Le nombre des trajets de conducteur 120 constitués par la feuille- sandwich avec les deux couches 20 et 25 peut Etre choisi librement. Par rap- port aux trajets de conducteur 110, un trajet de conducteur 120 au moins (de la feuille chauffante) doit cependant Etre constitué par la feuillesandwich avec les deux couches 20 et 25, étant donné que ce trajet de conducteur 120 forme l'élément-fusible de la feuille chauffante. Il est cependant également possible d'utiliser plusieurs trajets de courant de conducteur constitués par une feuille-sandwich avec les couches 20 et 25, comme le montre la figure 6. Pour cette forme de réalisation de la feuille chauffante, douze trajets de conducteur 110Oa, 110b, 11Oc, 11Od, 110e, 110f, 110g, 110h, 110i, 11Oj, 110k, 1101 sont prévus, tous formés conformement au trajet 110. A ces trajets 110a à 1101 se joignent quatre trajets 120a, 120b, c, 120d constitues par l'alliage sandwich et correspondent au trajet 120. A ces trajets 120a à 120d se joignent à leur tour onze trajets 110m, 110o, p, 110q, 1lOr, 110s, 110t, 110Ou, 110v, 110w, 110x formés conformément aux trajets 110a à 1101, si bien que le conducteur chauffant représenté par la figure 6 présente vingt-sept trajets de courant. Les pourcentages des alliages cités ci-dessus se rapportent aux pourcentages en poids. Une feuille chauffante de ce type servant de système de chauffage pour le chauffage d'immeubles est fabriquée de la façon suivante: Un larget de laminage qui servira ensuite à laminer la feuille est coulé de façon à ce qu'un creux d'une profondeur de 10 t à 100 % de l'épais- seur totale soit formé, creux coulé lors d'un second processus de coulée, soit avec l'alliage Ztain-plomb-antimoine, soit avec l'alliage de plomb- bismuth a bas point de fusion. La largeur de ce creux doit être au moins telle qu'il remplit la largeur d'au moins un trajet de courant du conducteur et d'un espace. La formation de ce creux a lieu au moyen d'une barre de moulage enfoncóe lors du processus de coulée dans l'alliage liquide plomb-antimoine. Après solidification de l'alliage plombantimoine, la barre est enlevée et l'alliage étain-plomb-antimoine ou l'alliage à bas point de fusion plomb-bismuth est ensuite introduit dans le creux ainsi formé. 3 249 20 9 REVEND ICATIONS 1) Procédé de fabrication de feuilles chauffantes comme système de chauffage pour chauffage d'immreubles, la feuille chauffante étant constituée par un conducteur chauffant du type trajet de courant, à valeur spécifique de résistance par longueur définie, contrecollé entre deux feuilles, l'une de polyéthylène, l'autre de polyester, a) formé par une étroite couche se composant d'un noyau de plomb dur allié à 2 % d'antimoine recouvert des deux c8tés d'étain et presentant au moins un trajet de courant formé comme un sandwich par une étroite couche de l'alliage étain-plomb-antimoine comportant 61,5 % 17 d'étain, 37,7 %' 6 de plomb et 1 2 -6 1ti,-7depobt 0,8 1,205 d'antimoine et par une autre couche, tout aussi étroite, se trouvant -0,5 sur la précédente, se composant d'un noyau de plomb dur allié à 2 4 -1,5 d'antimoine avec une couche d'étain sur la face libre de la couche et une autre couche d'étain sur la face libre de l'autre couche, la première couche constituant 10 t à 100 % de l'épaisseur totale du conducteur chauffant et les couches d'étain représentant chacune 1 % 2,5 du noyau de plomb dur ou _0,5 b) par une étroite couche comportant un noyau de plomb dur allié à 2 415 d'antimoine recouvert des deux côtés d'étain et présentant au moins une voie de courant formée, comme un sandwich, par une étroite couche d'un alliage de plomb-bismuth à bas point de fusion comportant 37 t 10 de bismuth et 63 t-10 de plomb et par une autre couche tout aussi itroite, se trouvant sur la couche précédente, se composant d'un noyau de plomb dur allié à 2 415 d'antimoine avec une couche d'étain sur la face libre de chacune des couches, la première couche constituant 10 % à 100 t de l'épaisseur totale du conduc- teur chauffant et les couches d'étain représentant chacune 1 % 2,5 du noyau -0.5 de plomb dur, caractrisé par le fait qu'un larget de laminage qui servira ensuite à laminer la feuille est coulé, dans lequel un creux d'une profondeur de 3 100 % de l'épaisseur totale est simultanément formé, creux coulé lors d'un second processus avec a) un alliage étain-plombantimoine ou b) un alliage de plomb-bismuth a bas point de fusion. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérise par le fait que, dans le larget de laminage, un creux soit formé pour l'alliage étainplomb- antimoine ou l'alliage plomb-étain d'une largeur d'au moins un trajet de courant et un espace.