Brevet FR2538175A1 — publié le 19840622

"Dispositif de raccordement des câbles de liaison froide aux électrodes de films chauffants". La présente invention concerne un nouveau procédé de raccordement électrique et mécanique des câbles d'alimentation (liaisons froides), généraleuent en cuivre nultibrin gainé d'un isolant, aux électrodes de films ou complexes chauffants, constituées par des bandes minces de cuivre. Les films chauffants sont utilisésXpour la réalisation de surfaces chauffants par rayonnement pour le bâtiment, à basse température, associés à un parement protecteur et à une isolation thermique. Ces films chauffants sont également diversement employés pour d autres applications de chauffage électrique. Le raecordement d'un système de conducteurs e'lectr-ques de sec ton circulaire (cables électriques souples par exemple) à r système de conducteurs plats présente un certain nombre de problèmes mécaniques, thermiques, physicochimiques et électriques. Les mcrens employés habituellement sont la soudure à ltétain et l'agrafage au moyen de cosses à griffes. Les films chauffants sont réalises par enduction d'un support scalant (par exemple film polyester) par un me lange d carbone et d'acide organique, suivi d'un encollage, de la pose de bandes latérales minces en cuivre (électrodes) et du ccntrecollage d'un deuxième film isolant. Ces indications sont très schématiques, les moyens pour realser la couche constituant la resistance électrique ainsi que les films isolants et les méthodes de complexage p-va-art différer soit d'un fabricant à l'autre, soit selon l'utilisation des films chauffants. Les fims chauffants sont réalisés en continu et livrés en bobines grandes longueurs. Les électrodes latérales ont chacune une largeur de l'ordre du centimètre. Leur épaisseur, bien que l'ampérage pouvant les traverser soit important (10 A ou plus) peut être très faible, de l'ordre de quelques dizaines de microns, grace à "l'effet de surface" et à la possibi- lité de dissipation de la chaleur. Ces électrodes, généralement en cuivre recuit, n'offrent qu'une resistance mécanique très faible par rapport à celles des câbles qui doivent p êre raccordés et par rapport à celle des films isolants utilisés. En ce qui concerne le raccordement électrique par soudure il faut noter qu'il peut soit au moment de la réalisation de la soudure, soit à la manipulation, soit dans le temps aboutir aux inconvénients suivants : - cassure ou coupure de la bande de cuivre par traction, flexion dues à des efforts mécaniques ou à un écrouissage autour du point de soudure - détérioration des films isolants par trop grand apport de chaleur ; --mise en place d'un processus de corrosion de la bande de cuivre par couple électrochimique ou par la présence, dans la soudure, d'agents mouillants, de décapants, ou encore d'impuretés ; - par ailleurs, la vérification de la qualité de ia soudure est difficile. La détérioration, meme localisée, de ces électrodes (ou de l'une d'entre-elles) provoque la rupture de l'alimentation électrique (panne) et peut également provoquer des accidents (surchauffe locale, étincelles, combustion du film chauffant). Une soudure "sèche" ou mal réalisée est égalenent un facteur de risques. L'autre mode de raccordement habituellenent employe- consiste à utiliser des cosses spéciales, serties aux cables d'alimentation, simples ou doubles, presentant un certain nombre de pointes ou griffes. Par pressage et sertissage de ces cosses à travers les isolants du film chauffant à l'endroit des électrodes, on réalise ainsi la liaison électrique câbles/électrodes. Ce procéaé, outre l'inconvénient du prix relevé de ce type de cosses, présente icelui de réaliser la liaison électrique uniquement à l'endroit des griffes qui perforent l'électrode. Le contact électrique n'est obtenu que sur l'épaisseur de celle-ci, qui est très faible. De nombreuses griffes suint donc nécessaires.Elles sont autant d'amorces de rupture ou de déchirure de l'électrode elie-même et des films isolants. Les principes et les moyens de l'invention et les avantages qui en découlent en particulier pour la production en grande série dXélements de films chauffants pour la réali- sation de "modules" chauffants sont. les suivants. L'invention consiste à réaliser leraccor- dement du câble d'alimentation à chacune des électrodes au moyen d'une "cosse" plate pré ou post sertie audit câble selon les méthodes habituelles. Cette cosse presente un orifice circulaire. Elle est introduite au contact de l'électrode du film chauffant, entre celle-ci et le film isolant, lequel n'adhère pas à l'électrode. La cosse est ensuite rivetée en meme teT.ps à l'électrode et aux films isolants au moyen d'un rivet de préférence tubulaire, double pièce, c'est à dire qu'il se compose préférentiellenent d'une pièce supérieure et d'une pièce inférieure, qui, par pressage, se sertissent entre elles.Ces pièces, dont les fûts tubulaIres sont concentriques, sont positionnées à l'aplomb de l'orifice de la cosse plate de part et d'autre du filme Les pièces du rivet présentent des parties sensib ewen plans d'un diamètre de l'ordre du centimètre qui vienrerst prendre appui et exercer entre elles une pression élastique permanente sur les films isolants supérieurs et inférieurs et transmettent à ceux-ci les éventuels efforts de traction ou torsion qui peuvent être transmis, par les cables de raccordement, aux électrodes. Sont ainsi réalisés en une opération - un contact électrique par pression entre deux éléments conducteurs plats ; - la fixation mécanique du cable de raccordement muni de sa cosse plate sertie, aux éléments constitutifs du film chauffant qui présentent une bonne résistance mécanique. Les cosses plates et les rivets sont préférentiellement réalisés en laiton ou tout autre métal ne créant pas de couple électrolytique avec le cuivre. Ils peuvent également être réalisés en matière plastique. Les rivets peuvent être pré-isolés par vernissage ou plastification puisqu'ils n'assurent pas euxmêmes une fonction électrique. D'autres avantages et caractéristisques de l'invention ressortiront de la description qui suit, faite à titre illustratif en se référant aux dessins ciannexés sur lesquels - la fig.1 est une vue de dessus d'un élément axe film chauffant, - la fig.2 est une vue de caté et en perspective du film dela fig.1, - la fig.3 est une vue partielle montzant un mode de réalisation de l'invention, - la fig.4 est une vue en coupe d'un élément chauffant muni d'un dispositif de raccordement conforme à la présente invention et sur lequel est raccor- - dé un câble, et, - la fig.5 est une vue en perspective montrant un 11= chauffant équipé de dispositif de raccordement conforme à la présente invention. L'élément de film chauffant représenté- aux fig.1 et 2 comporte une partie centrale active 3 bordée par deux électrodes parallèles 2 et deux bandes laté- rales non actives 1. Comme-on peut le voir fig.2, le film conducteur proprement dit 6, qui est par exemple constitué par une enduction de carbone, est recouvert sur deux bords opposés par des électrodes 2 constituées par exemple par une mince bande de cuivre ; l'ensemble est fixé sur un premier film isolant 5 qui est plus large que ledit ensemble de manière à aménager la bande latérale non active 1. Un deuxième film isolant 4 est contre-collé au-dessus de l'ensemble obtenu, ledit deuxième film isolant étant de préférence non collé sur les extrémités des électrodes 2. Le dispositif de raccordement selon l'invention est essentiellement constitué par un élément intermédiaire 7 qui constitue une cosse de raccordement d'un câble d'alimentation ou de liaison avec la bande conductrice 2. Cette cosse comporte une partie plate 11 qui est insérée entre le film isolant supérieur 4 et l'électrode 2, cette insertion étant rendue possible par le fait que, comme indiqué plus haut, le film 4 n'adhère pas aux extrémités des électrodes 2. Cette partie plate de connexion est fixée par rivetage sur l'électrode 2 et elle comporte à cet effet: un trou 8. Les dImensions et la forme de cette partie plate de connexion il sont calculées pour qu'elles puissent assurer à elle seule le passage du courant du câble à la bande conductrice 2 ; en particulier la largeur et la longueur de cette tartie 11 sont calculées pour le passage du courant maxLm21 admis pour le film chauffant. Dans le cas de films chauffants qui sont connectés les uns aux autres de manière à réaliser une connexion parallèle des dtf-férent- rnJm chauffants, le dimensionnement de ces pièces de connexion est calculé pour le courant total de l'ensemble chauffant airs constitué. Ainsi par exemple, on peut réaliser un ensemble de dix éléments chauffants mis en parallèle corsom.ant chacun un ampère ; dans ce cas les pièces de connexion sont calculées pour la conduction sans échauf-ement notable d'un courant de 10 ampères. Comme on petit le voir sur la fig.4, le câble 12 est serti de manière connue en soi sur des parties 13 et 14 de la cosse 7, ces parties 13 et 14 étant disposées en-dehors du film chauffant et étant rabattues et serrées sur le câble comme on peut le voir sur la fig.4. La fixation de la partie plate 11 sur l'extrémité de 11 électrode 2 est assurée au moyen d'un rivet 9, qui assure la pression nécessaire au raccordement électrique : du fait du dimensionnement qui a été indiqué plus haut pour les pièces de connexion, il n'est pas néces saire que ledit rivet réalise des fonctions de conduction de l'électricité. Il peut donc être constitué en une matiè- re isolante telle que de la matiere plastique, thermoplastique, ou thermodurcissable, éventuellement renforcée de fibres minérales ou organiques. Selon un mode de réalisation, ce rivet comporte deux pièces complémentaires 15 et 16 se sertissant entre elles l'une dans l'autre, et offrant chacune des plages d'appui qui répartissent les efforts mécaniques de manière à assurer la pression nécessaire sur les éléments de connexi. Dans le cas où le rivet est constitue par une matlere productrice de l'électricité, par exemple du laiton éventuellement nickelé, il est avantageux que ce rivet soit isolé au s sur ses parties faisant saillie à l'extérieur du film chauffant ; ceci peut être obtenu par un isolement préalable du rivet par vernis, plastification ou enrobage. Grâce à cette isolation, le film chauffant est tcta2er--ent isole et ne présente pas de parties sous tension électrique. Cet isolement des parties conductrices du dispositif de raccordement selon l'invention peut être réalisé corme re-résenté sur les fig.4 et 5 au moyen de deux feuilles Isolantes adhésives 17 et 18 qui sont appliquées chacune s* l'ensemble du dispositif de raccordement selon l'invention, en débordant sur le câble 12 d'une part, et sur le film chauffant d'autre part. On réalise de cette manière à la fois une isolation électrique et également l'étanchéité du film chauffant à l'endroit où le film isolant supérieur 4 n'adhère pas sur l'électrode 2 ceci permet d'éviter la pénétration de l'humidité dans le film chauffant. Le rivetage de la pièce intermédiaire de connexion, qui est par exemple en laiton, sur la bande conductrice 2 peut tre réalisé par pression mécanique appliquée sur les deux parties 15'et 1-6 du rivet. Selon un autre mode de réalisation, dans le cas où le rivet est réalisé en matière plastique thermoplastique ou thermodurcissable, les deux éléments 15.et 16 du rivet sont åssem- blés et maintenus entre eux par un traitement de soùdage haute fréquence. La description ci-dessus n'a été fournie qu'à titre d'exemples non limitatifs et il est évident que l'on peut y apporter des modifications ou variantes sans sortir pour autant du cadre de la présente invention. En particulier, l'invention couvre également les éléments chauffant munis du dispositif de raccordement selon la présente invention ainsi que l'utilisation de dispositifs de raccordement tels que décrits ci-dessus pour la. réalisation d'ensembles de panneaux ou éléments modulaires chauffants reliés entre eux de manière à réaliser un branchement en parallèle. REVENDICATIONS 10) Dispositif de raccordement des c- bles d'alimentation électrique aux électrodes (2) d'éléments chauffants plats, connus sous.l'appellation de films chauffants, réalisés par comple: - ment isolants (4 et 5), entre lequels se trouve une enduction électro-résistante (6) alimentée par deux bandes la té- rales conductrices de faible épaisseur et n'offrant qu'une faible résistance mécanique, caractérisé en ce qu'il s'effectue, pour chaque raccordement, au moyen d'un élément intermédiaire (7) constitué par une pièce métallique plate sertie ou soudée à l'une de ses extrémitds au câble d'alimentation, insérée au contact de l'électrode (2) entre celle- ci et le film isolant supérieur (4) et riveté. 20) Dispositif de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire (7) comporte sur sa plage plate venant en contact avec l'électrode (2) un perçage circulaire (8) permettant le passage d'un rivet (9). 3 ) Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire (7) est en laiton 40) Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendictions 1 à 3 caractérisé en ce que le rivet utilisé comporte deux pièces complémentai- res se sertissant entre elles et offrant des plages d'appui répartissant les efforts mécaniques. 50) Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rivet (9) assure le contact électrique entre l'élément intermédiaire (7) et l'électrode (2) par pression, ledit rivet (9) n'assurant pas de fonctions de conduction de l'électricité. 6 ) Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le rivet (9) est électriquement pré-isolé par vernis, plastification ou enrobage. 70) Dispositif de raccordement selon qielconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le rivet (9) prend appui sur les deux films électriquei nt isolants (4 et 5) qui offrent une résistance mécanique élevée s'opposant ainsi aux risques de cassure ou détérioration de l'électrode (2). 80) Dispositif de raccordement selpn l'une quelconquedes revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le rivet (9) est réalisé en laiton éventuellement nickelé. 90) Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le rivet (9) est réalisé en matière plastique, thermoplastique ou thermodurclssable, éventuellement renforcée de fibres minérales ou onganiques. 100) Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 , caractérisé en ce que le rivetage est réalisé par pression mécanique appliquée auX ceux pièces constituant l'ensemble du rivet (9). 11") Dispositif de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les pièces constituant le rivet (9) sont maintenus entre elles par soudage haute fréquence. 12') Utilisation du procédé de raccordement selon l'une des revendications précédentes, pour la réalisation de -anneaux ou éléments modulaires utilisant des films chau~znts.