Brevet FR2515550A1 — publié le 19830506

La présente invention concerne un appareil électrique chauffant et plus particulièrement un fer à souder électrique Les fers à souder électriques sont classés, suivant la normalisation en vigueur en France, en deux catégories: - La classe n pour laquelle on exige que les masses métalliques accessibles soient reliées à la terre, le niveau d'isolement requis étant de 1250 volts. - La classe 2 pour laquelle le niveau d'isolement est situé plus haut (3750 volts), ce qui permet de se dispenser d'une liaison à la terre. A ce jour, les fers classe 1 sont plus répandus que les fers classe 2, car ils sont plus faciles à construire. Ces fers classe 1 comportent, à une extrémité, une poignée et à l'autre extrémité, un nez, qui sont reliés l'un à l'autre par un tube porteur. Le nez est destiné à recevoir une panne interchangeable qui est le plus souvent du genre adaptée à pénétrer dans un corps de chauffe porté par le nez du fer à souder. Le corps de chauffe comporte un bobinage électrique dont les deux extrémités sont reliées à deux fils convenablement isolés, qui s'étendent à 1' intérieur du tube porteur pour rejoindre la poignée, Dans les fers classe 1 usuels, on enroule le fil constituant le bobinage sur une structure généralement tubulaire métallique recouverte de mica. Le bobinage est également recouvert de mica, lui-m8me entouré par une gaine isolante généralement en fibre de verre. Toutes ces diverses pièces sont relativement molles et parfois mal positionnées, ce qui occasionne des difficultés pour l'enroulement du bobinage. Outre ces difficultés de montage, le mica résiste mal aux différences de potentiel dépassant 1500 volts à la température de régime qui est de l'ordre de 8000C. Ces dispositifs ne conviennent donc pas à des fers de haute capacité nécessitant une isolation renforcée appelée parfois "double isolation Par ailleurs, les fers classe 2 sont d'une utilisation plus commode que les fers classe 1 quelle que soit Ael capacité, puisqu'ils sont exempts de conducteur - e a la terre. Ces fers classe 2, suivant es normes en vigueur, nécessitent une isolation double et/ou renforcée suivant les possibilités de construction. Les appareils de la classe 2 seuls permettent de garantir un niveau élevé de sécurité, quelle que soit l'installation pourvue ou non de socles avec terre. La présente invention a pour objet un appareil électrique chauffant tel que fer à souder, du genre comportant un bobinage électrique de chauffage d'un outil tel qu'une panne, et dont le montage, qu'il s'agisse d'un fer en classe 1 ou en classe 2, est notablement simplifié et dont le niveau d'isolation de la structure est situé très haut, en sorte que ledit ier peut satisfaire aux exigences de la nozlalisation en classe 20 Suivant l'invention, ledit appareil électrique chauffant est notamment caractérisé en ce qu'il comporte un équipage de deux pièces rigides, isolantes électriquement, préformées en forme de douilles, qui sont emboitées l'une dans l'autre et entre lesquelles ledit bobinage est positionné, Avantageusement, lesdites pièces rigides préformées en forme de douilles sont construites en une matière de type céramique. Le fait de prévoir les deux pièces rigides entre lesquelles le bobinage est positionné en matière rigide, telle que céramique, permet de résoudre les difficultés rencontrées jusqu'à présent en culasse 1 et de satisfaire les exigences de la classe 2. En effet, par la rigidité meme de chacune des deux douilles, le bobinage peut être effectué autour de la douille intérieure par des moyens automatisés. De surcro#t, la matière céramique et autoportante dont sont faites les douilles, permet une excellente résistance à des voltages relativement élevés et en particulier de l'ordre de 4000 volts, à la température considérée (80000). Avantageusement, les douilles sont réalisées de telle sorte que la douille extérieure au bobinage d'un fer de petite capacité puisse servir de douille intérieure à un fer de plus grande capacité. Ainsi, la réalisation d'un nombre restreint de douilles, et par conséquent de matrices pour fabriquer celles-ci, permet, par la combinaison des diverses douilles entr'elles, de couvrir une gamme étendue de fers à souder pour un prix de revient global relativement bas. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un fer à souder selon la présente invention; - la figure 2 est un agrandissement de l'encart Il de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe transversale du fer suivant la ligne 111-111 de la figure 2; - la figure 4 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'une douille selon la présente invention; - les figures 5, 6 et 7 illustrent la standardisation résultant de la mise en oeuvre de douilles selon la présente invention. Dans la description qui va suivre de la forme de réalisation choisie et représentée d'un fer à souder selon la présente invention, seuls les organes du fer nécessaires à la compréhension de l'invention vont être décrits. En figure 1, un fer à souder 10 selon la présente invention, comporte une poignée Il et un nez 12 reliés l'un à l'autre par un tube porteur 13. Le nez est destiné à recevoir une panne 14 interchangeable, comportant un corps 140 adapté à pénétrer dans un corps de chauffe 15. La panne est immobilisée en translation dans le nez, au moyen d'une vis 16o La poignée Il comporte un orifice 17 dans lequel pénètrent les conducteurs électriques disposés dans un cordon 18, deux dominos 19 et 20 de connexion électrique et un coin de serrage 21 du tube 13 à l'intérieur de la poignée Il. Le tube 13 reliant le nez 12 à la poignée Il sert de protection aux conducteurs isolés 23 et 24, eux-mEmes enfermés dans un manchon de protection en céramique 25o Le corps de chauffe 15 du fer à souder va maintentet etre plus particulièrement décrit5 en référence as figurea 2 et 3. Le corps de chauffe 15 comporte un corps extérieur 27 de forme tubulaire. A son extrémité antérieure 28, le corps 27 reçoit un bouchon 29 rendu solidaire du corps au moyen d'une vis 30. Le bouchon 29 est alésé axialement en 31. A l'intérieur du corps de chauffe 15, est disposé un équipage de deux pièces rigides, isolantes électriquement, préformées en forme de douilles 32, 33, qui sont emboîtées l'une dans l'autre et entre lesquelles un bobinage 34 est positionné. Les douilles 32 et 33 sont, dans la forme de réalisation représentée, réalisées en une matière céramique telle que de l'alumine. La douille 32 comporte, à son extrémité antérieure une gorge annulaire externe 35 et à son extrémité postérieure, une gorge annulaire externe 36. Il en est de même pour la douille 33 qui comporte à son extrémité antérieure une gorge annulaire externe 37, et à son extrémité postérieure une gorge annulaire externe 38. Les gorges annulaires externes 37, 38 ménagées dans la douille extérieure 33 sont adaptées à recevoir des anneaux élastiques 53, par exemple des anneaux métalliques ondulés, interposés entre cette douille extérieure 33 et le tube porteur 13 qui entoure la douille extérieure 33. Ces anneaux 53 permettent de positionner la douille 33 dans le tube 15 tout en ménageant entre ces deux pièces un jeu notable et en reliant ces deux pièces élastiquement. Le résultat technique est une réduction des contraintes mécaniques sur les pièces 32 et 33 en cas de chute de l'appareil ou en cas de choc comme cela peut se produire en usage. L titre de variante, cette fonction élastique est réalisée par un ressort coaxial avec l'équipage mobile. Ce ressort est interposé et prend appui entre le bouchon 29 et la face frontale de l'équipage mobile qu'il rend ainsi flottant élastiquement par rapport aux pièces voisines, Suivant une autre variante, (non représentée aux figures 1 et 2), cette fonction élastique est complétée par une fonction de maintien du support 32 dans la douille 33.Un moyen combinant ces deux fonctions consiste par exemple en une capsule métallique ayant la forme d'une rondelle munie de languettes élastiques extérieures coudées sensiblement à 900. Cette capsule vient coiffer l'équipage avec encliqueta~ He d'un certain nombre de languettes dans la gorge 37, les autres languettes étant en contact avec la pièce 150 Le diamètre intérieur de la douille 32 et celui de 1' alésage 31 sont très légèrement supérieurs à celui du corps 140 de la panne 14, en sorte que ledit corps 140 peut facilement coulisser dans le corps de chauffe 15 et par conséquent, la panne 14 peut facilement être changée. Il est à noter qu'une chemise tubulaire métallique (non représentée) ayant une extrémité fermée ou ouverte peut être interposée entre le corps 140 de la panne 14 et la douille intérieure 32 pour protéger cette douille et faciliter le démontage de la panne. Le bobinage 34 est, selon la forme de réalisation représentée, enroulé directement autour de la douille 32 et liga- turé en 54 à chacune de ses extrémités dans les gorges 35 et 36. La douille 33 comporte une rainure longitudinale interne 39 dans laquelle le conducteur de retour 24, issu de la ligature 54 dans la gorge 35 de la douille 32, se trouve positionné. Le conducteur 24 se trouve isolé du reste du bobinage 34 par une petite plaque de mica 41o On notera que l'utilisation de mica dans ce cas est rendue possible, car l'isolement requis entre les deux polarités n'est que de 1250 volts, quelle que soit la classe 1 ou 2 du fer à souder. La douille 33 comporte un alésage 43 à son extrémité postérieure 44 qui est défléchie vers l'axe de la douille 33 et a de préférence une norme tronconique, le manchon 25 étant emmanché en E dans cet alésage 43. Le conducteur de retour 24 issu de la ligature 54 dans la gorge 35 et le conducteur 23 issu de la ligature 54 dans la gorge 36, comportent eux-inemes une gaine isolante SI à partir de l'extrémité postérieure de la douille 32 et se trouvent guidés dans le manchon 250 La douille 32 peut être soit fermée à son extrémité posiJe~ rieure comme montré à la figure 2, soit présenter un et recevoir un bouchon isolant de fermeture 50 {) - it, aux figures S à 7. La douille extérieure 33 et le manchon de protection 25 sont entourés par le tube porteur 13 qui, en regard de 1' emmanchement E du manchon de protection 25 dans l'alésage 43 de l'extrémité postérieure 44 de la douille extérieure 33, a une conformation tronconique 55 de façon à ménager entre ledit tube porteur 13 et ledit emmanchement E un matelas d' air substantiel M de section sensiblement triangulaire (figure 2). Les douilles 32 et 33 sont réalisées en matière céramique telle que de l'alumine, qui permet de satisfaire les exigences des normes en classe 2, lorsque certaines règles de construction sont respectées. Notamment cette matière céramique isole des différences de potentiel de l'ordre de 4000 volts à une température de 8Q0 C. Les fils conducteurs 23, 24 d'alImentation du bobinage électrique de chauffage 34 re#tus de la gaine isolante 51 ont une partie antérieure dénudée ,2 proche dudit bobinage 34 et sont engagées par leur partie gainée 51 (figure 2) entre les extrémités postérieures tronconiques 44 des douilles 32, 330 On notera que la rigidité de la douille 32 facilite la mise en place du bobinage 34 qui peut être réalisé par des moyens automatisés. L'utilisation d'une deuxième douille rigide 33 autour du bobinage 34 facilite également la mise en place d'une isolation autour dudit bobinage. De plus, la coopération facile entre la douille 33 et le manchon 25 facilite également le montage mentionné. On va maintenant décrire, en référence aux figures 4 à 7, un mode de réalisation des douilles 32 et 33 permettant la standardisation d'une gamme de fers à souder. En figure4, la douille 33 des figures 2 et 3 est représentée en perspective. On remarque qu'elle est de forme tubulaire, et son extrémité postérieure 44 est en tronc de cône. Cette extrémité est alésée en 43. La douille 33 comporte une rainure intérieure longitudinale 39 permettant de positionner le conducteur de retour du bobinage 34 (voir figures 2 et 3). La douille 33 comporte les gorges 37 et 38 permettant la ligature 54 du fil d'un bobinage tel que le bobinage 34 (voir figure 2). On appréciera que l'isolation électrique de la partie dénudée 52 des fils 23 et 24 est excellente tant vis-à-vis du corps 140 de la panne 14 grâce à l'engagement des parties gainées 52 des fils 23 et 24 entre les extrémités tronconiques 44 des douilles 32 et 33, que vis-ê-vis du tube porteur extérieur 13 grâce à l'emmanchement E du manchon 25 dans 1' alésage 43 de la douille 33 et grâce à la présence du matelas d'air M dû à la forme tronconique 55 du tube porteur 13 en regard de l'emmanchement E. En figure35 à 7, quatre types de douilles 33 ont été partiellement représentées 33a, 33b, 33c, 33d. Ces douilles sont munies à leur extrémité postérieure d'une gorge 38 (38a, 38b, 38c, 38d), et à leur extrémité postérieure d'une gorge 37 (non représentée sur les figures 5 à 7). Les douilles 33a, 33b, 33cri 33d comportent également une rainure longitudinale intérieure 39 (non représentée sur les figures 5 à 7)0 Le diamètre intérieur des douilles 33a, 33b et 33c permet la mise en place de trois pannes 141, 142, 143. Chacune des douilles est alésée à son extrémité postérieure 44a, 44b, 44c, 44d et les alésages axiaux 43a, 43b, 43c, 43d sont de même diamètre. Il en résulte pour tous les modèles, d'une part, qu'un seul type de manchon 25 est utilisé en jonction avec la douille extérieure 33 et, d'autre part, qu'un seul type de bouchon, tel que le bouchon 50 (figures 5 à 7) est utilisable avec la douille intérieure 32. Un tel bouchon 50 permet d'empêcher que les oxydes en provenance des pièces chaudes, par exemple le corps 140 de la panne 14, accèdent à des éléments du circuit électrique. Le bouchon 50 est de préférence isolant électrique pour former un écran diélectrique entre le corps 140 de la panne 14 et le circuit électrique. Les douilles sont donc de forme sensiblement homothétique et adaptées à s'emboîter l'une dans l'autre en ménageant à chaque fois entr'elles, un espace annulaire 61, 62, 63 susceptible de recevoir un bobinage tel que le bobinage 54 (voir figure 2)o Les figures 5 à 7 montrent ainsi comment on peut réaliser une gamme de trois fers à souder de capacités différentes avec quatre types de douilles 33 seulement, au lieu de six, et un seul manchon 25 convenablement dimensionné. Un gain de production appréciable est ainsi réalisé par cette standardisation d'éléments de fers à souder distincts. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toutes variantes d'exécution. En particulier, les douilles 32 et 33 peuvent être réalisées en verre ou tout autre matériau approprié. REVENDICATIONS 1- Appareil électrique chauffant, tel qu'un fer à souder du genre comportant un bobinage électrique de chauffage d'un outil tel qu'une panne, caractérisé en ce qu'il comporte un équipage de deux pièces rigides (32, 33) isolantes électriquement, préformées en forme de douilles qui sont emboîtées l'une dans l'autre et entre lesquelles ledit bobinage (34) est positionné. 2- Appareil électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites douilles (52, 33) sont réalisées en matière céramique. 3- Appareil électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière est de l'alumine 4- Appareil électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites douilles (32, 33) sont réalisées en verre. 5- Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications 7 à 4, caractérisé en ce que l'une au moins des deux douilles (32, 33)comporte un alésage (43) à son extrémité postérieure (44). 6- Appareil électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'alésage (43) est ménagé à Lg extrémité postérieure (44) de la douille extérieure (33) et reçoit emmanché (en E) un manchon de protection (25) dans lequel s1 étendent des fils conducteurs (23, 24) d' alimentation du bobinage électrique de chauffage (34). 7- Appareil électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la douille extérieure (33) et le manchon de protection (25) sont entourés par un tube porteur (13) qui, en regard de l'emmanchement (E) du manchon de protection (25) dans l'alésage (43) de l'extrémité postés rieure (44) de la douille extérieure(33) est conformé (en 55) de façon à ménager un matelas d'air substantiel (M) entre ledit tube porteur (13) et ledit emmanchement (E3e 8- Appareil électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit tube porteur (13) a une conformation trenconique (55) en r#6'ard dudit emmanchement (E) en sorte que ledit matelas d'air (M) a une section triangulaire. 9- Appareil électrique selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que l'alésage (43) est ménagé à ltextrémité postérieure (44) de la douille intérieure (32). 10- Appareil électrique selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit alésage (43) ménagé à 1' extrémité postérieure (44) de la douille intérieure (32) reçoit un bouchon isolant (50). 11- Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité postérieure (44) de l'une au moins des douilles (32,33) est défléchie vers l'axe de la douille. 12- Appareil électrique selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite extrémité (44) est tronconique. 13- Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des fils conducteurs (23, 24) d'alimentation du bobinage électrique de chauffage (34) qui sont revêtus d'une gaine isolante (51) et ont une partie antérieure dénudée (52) proche dudit bobinage (34), sont engagés par leur partie gainée (51) entre les extrémités postérieures (2ho) des douilles (32, 33). 14- Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une au moins des deux douilles (32, 33) comporte une rainure interne longitudinale (39). 15- Appareil électrique selon la revendication 14, caractérisé en ce que la rainure interne longitudinale (39) est ménagée dans la douille extérieure (33) pour positionner un fil conducteur (24) d'alimentation du bobinage de chauffage (34). 16- Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une au moins des douilles (32, 33) comporte deux gorges annulaires externes (35, 36 ou 37, 38) au voisinage de ses extrémités. 17 Appareil électrique selon la revendication 16, caractérisé en ce que les gorges annulaires externes (35, 36) sont ménagées dans la douille intérieure (32) et sont adaptées à un ligaturage (54) des fils conducteurs (23, 24) d' alimentation du bobinage de chauffage (34). 18- Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'équipage des deux pièces rigides (32 et 33) est lié au moins à l'une quelconque des pièces voisines par un moyen élastique métallique. 19- Appareil électrique selon la revendication 18, caractérisé en ce que le moyen élastique est un ressort coaxial avec l'équipage des pièces (32 et 33), prenant appui entre la face frontale de cet équipage et le bouchon (29), l'équipage étant doté d'une gorge frontale ou épaulement qui reçoit le ressort. 20- Appareil électrique selon la revendication 19, caractérisé en ce que le bouchon (29) est doté d'une gorge ou épaulement qui reçoit le ressort. 21- Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications 16, 17 et 18, caractérisé en ce que les gorges annulaires externes (37, 38) sont ménagées dans la douille extérieure (33) et sont adaptées à recevoir des anneaux élastiques (53) interposés entre cette douille extérieure (33) et un tube porteur (13) qui entoure ladite douille extérieure (33). 22- Appareil électrique selon l'une quelconque des revendications 16 à 21, caractérisé en ce que le moyen élastique est une capsule métallique ayant forme d'une rondelle munie de languettes extérieures coudées, la partie rondelle étant en contact avec la face frontale de l'équipage, la capsule venant coiffer l'équipage avec encliquetage d'un certain nombre de languettes dans la gorge (37), les autres languettes étant en contact avec la pièce (15). 231. Ensemble de douilles destiné à une gamme d'appareils selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les douilles (33a, 33b, 33c, 33d) sont sensiblement homothétiques. 24- Ensemble de douilles selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'extrémité postérieure des douilles a un alésage axial (43) dont le diamètre est commun à toutes les douilles.