Brevet FR2608883A1 — publié le 19880624

La présente invention concerne un élément résistant chauffants découpé dans une feuille métallique. notamment pour radiateur ou convecteur électrique. L'invention vise également le procédé de fabrication d'un tel élément chauffant et un radiateur électrique comprenant cet élément. On connait déjà par exemple selon le brevet britannique 392 549 des éléments résistants chauffants réalisés par découpage d'un ruban métallique de manière a former un circuit résistif présentant des bandes métalliques disposées en zigzag. Dans le cas d'une utilisation pour le chauffage de l'air par convection naturelle, il est également connu d'après le brevet allemand n0 706 806 de chantourner les bandes du circuit résistif afin d'optimiser le passage de l'air à travers l'élément chauffant. On a également utilisé de tels éléments chauffants montés horizontalement ou verticalement dans la cheminée de convection d'un radiateur. Par exemple, le brevet frangeais n0799 638 décrit des éléments chauffants repliés sur euxmimes en forme de U retourné, chaque branche de 1'U étant munie d'une barrette électriquement isolante permettant aussi de donner a la résistance chauffante ainsi formé la rigidité nécessaire. Par ailleurs, la demanderesse a proposé dans le FR A-2 471 721 de replier les bandes du circuit résistif d'un élément chauffant alternativement vers le haut et vers le bas. Cette disposition est avantageuse mais ces bandes présentent une surface qui est sensiblement perpendiculaire au flux d'air +ormé dans la cheminée de convection du radiateur contenant l'élément chauffants de sorte que ces bandes gBnent la circulation de l'air et réduisent l'e++icacité de chauffage du radiateur. La présente invention vise ainsi à réaliser un élément résistant chauffant découpé dans une feuille métallique qui puisse étire disposé a l'intérieur de la cheminée de convection de l'enceinte d'un radiateur électrique de manière a offrir une résistance minimale au passage de l'air et assurer ainsi un chauffage optimal de cet air. L'élément résistant chauffant visé par l'invention comprend au moins une série de bandes métalliques espacées et sensiblement parallèles qui sont reliées électriquement en série entre deux rangées de languettes également métalliques espacées de façon sensiblement parallèle et fixées sur au moins un support en matériau électriquement isolant de manière a former un circuit résistif sinueux, ce support étant destiné a Etre disposé dans l'enceinte du radiateur parallèlement au flux d'air formé par convection dans cette enceinte. Suivant l'invention, cet élément est caractérisé en ce que la longueur de chaque bande métallique reliant deux languettes opposées est supérieure à la distance séparant ces deux languettes. de façon que les bandes soient au moins partiellement en saillie par rapport à la surface du support, et en ce que la surface de ces bandes métalliques est sensiblement perpendiculaire à la surface du support isolant. Etant donné que la longueur des bandes est supérieure à la distance comprise entre leurs extrémités opposées, l'élément résistant présente une plus forte valeur ohmique par unité de longueur. De plus, du fait que la surface des bandes est perpendiculaire au support plat qui est lui-meme destiné à Etre placé parallèlement au flux d'air formé dans le radiateur, ces bandes et ce support plat permettent une circulation optimale de cet air entre ces bandes et un excellent échange thermique avec celle-ci. Les bandes faisant saillie par rapport à la surface du support plat du fait de leur conformation, on optimise ainsi la surface d'échange thermique entre les parties chauffantes de l'élément et le flux d'air formé par convection à travers celui-ci. De préférence, le support isolant est plat et mince, de sorte qu'il n'oppose lui aussi qu'une résistance minimale au passage de l'air à travers l'élément chauffant. Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, ment chauffant comprend deux séries de bandes métalliques fixées symétriquement de part et d'autre d'un ensemble constitué par les supports isolants de ces deu séries maintenus l'un contre l'autre, tandis que les deux séries sont reliées électriquement. ainsi par découpage d'une même feuille métallique. on peut réaliser un élément chauffant présentant une importante puissance de chauffage par unité de longueur et dont la structure ne gêne pas la circulation de l'air. Suivant une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention, une barrette métallique de renfort est fixée longitudinalement contre la face du support isolant opposée aux bandes métalliques, cette barrette comportant à chaque extrémité des moyens permettant de la fixer aux parois latérales de l'enceinte du radiateur et à la barrette du support de la série opposée. Ainsi la barrette permet à la fois de donner a l'élément chauffant une rigidité suffisante, de solidariser deux séries de bandes opposées l'une avec l'autre et de fixer l'ensemble ainsi formé dans le radiateur électrique. Selon un autre aspect de l'invention, le procédé de fabrication de l'élément résistant chauffant précité, dans lequel on utilise une feuille métallique de longueur souhaitée pour cet élément, est caractérisé en ce qu'on découpe dans la feuille au moins une série de bandes métalliques sensiblement en forme de Y de manière à former un circuit résistif sinueux, en ce qu'on replie à 900 ces bandes d'un coté du plan de la feuille et suivant l'axe longitudinal de cette feuille et en ce qu'on fixe les languettes du circuit résistif sur un support isolant. Suivant le procédé précité, on réalise ainsi de manière aisée et partiellement automatique un élément chauffant qui présente les avantages mentionnés plus haut. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention résulteront encore de la description qui va suivre. fiux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue en perspective partielle d'un élément chauffant comprenant deux séries de bandes opposés fixées a leur support, - la figure 2 représente en perspective l'imbrication des extrémités de deux barrettes, montrant leur assemblage, - la figure 3 est une vue en coupe partielle d'une enceinte de radiateur électrique à l'intérieur de laquelle est disposé un élément chauffant suivant l'invention. - la figure 4 est une vue partielle en plan d'une barrette métallique de renforcement du support des séries de bandes - la figure 5 est une vue en coupe suivant le plan v-V de la figure 4, - la figure 6 représente une feuille métallique dans laquelle est découpe un élément résistant chauffant suivant l'invention, - la figure 7 est une vue en perspective d'un élément chauffant simple, c'est-a-dire ne comprenant qu'une seule série de bandes métalliques, - la figure 8 représente en perspective l'élément chauffant double issu de la feuille métallique de la figure 6 après pliage de ses bandes et de ses languettes, Dans la réalisation de la figure t l'élément résistant chauffant 1 réalisé à partir d'une feuille en acier inoxydable comprend deux séries identiques S de bandes 2 espacées parallèles entre elles et symétriques l'une de l'autre. Les bandes métalliques 2 de chaque série S sont reliées en série entre deux rangées R de languettes 3 également espacées et parallèles. Les rangées R sont légèrement décalées longitudinalement, de 3,8 mm dans l'exemple considéré, ce qui correspond à une demi-fois la distance entre-axes de deux languettes 3 adjacentes. Les bandes métalliques 2 forment ainsi un circuit résistif 4 sinueux présentant une forte valeur ohmique par unité de longueur. La liaison électrique entre les deux séries S est assurée en reliant par exemple une languette d'extrémité te de la première série à son homologue adjacent de la deuxième série (non représenté). Les languettes 3 de chaque série S sont fixées par sertissage sur un support 5 plat et mince en matériau électriquement isolant, tel que la samicanite. Ce support 5 est destiné à être fié (voir figure 3) dans l'enceinte 6 d'un radiateur électrique 7 parallèlement au flux d'air F formé par convection par exemple naturelle dans cette enceinte 6. Conformément à l'invention, la longueur de chaque bande 2 reliant deux languettes opposées 3a, 3b est supérieure à la distance séparant ces deux languettes, de sorte que les bandes 2 sont en saillie par rapport à la surface du support 5, et la surface des bandes 2 est sensiblement perpendiculaire à la surface de ce support On voit à la figure 1 que chaque languette 3 est prolongée par deux bandes 2 de section plus faible qui comporte chacune deux branches 2a, 2b formant un v. Ces branches 2a, 2b forment un angle d'environ 450 avec le plan des languettes 3. Grâce à cette structure qui permet d'augmenter sensiblement la longueur du circuit résistif, les bandes qui constituent la partie chauffante proprement dite de l'élément 1, confèrent à celui-ci une valeur ohmique élevée par unité de longueur et présentent une grande surface d'échange thermique avec le flux d'air traversant cet élément i (suivant les flèches F, à la figure 3). En outre, la surface des bandes 2 étant, comme celle du support 5, parallèle au flux F, l'élément 1 n'offre qu'une résistance très faible au passage de l'air, ce qui contribue à l'efficacité de chauffage du radiateur 7 dans lequel est monté l'élément 1. On voit également à la figure 1 que chaque série présente à une même extrémité de l'élément 1, une bande 2e libre, c'est-à-dire non raccordée à une languette 3. Ces deux bandes 2e sont destinées au raccordement électrique de l'élément 1 à la source d'alimentation électrique du radiateur, du coté opposé à la liaison électrique entre les deux séries S. Le raccordement à la source d'alimentation étant réalisé à une même extrémité de l'élément i, on évite ainsi les connexions volantes à l'intérieur du radiateur. La fixation de chaque série S sur son support plat correspondant 5 est réalisée par sertissage de ses languettes 3 autour des bords longitudinaux B de ce support. A cet effet, des pattes de fixation 9 découpées dans les languettes 3 sont repliées autour des bords S du support puis rendues solidaires du support 5 par emboutissage du type "coup de pointeau" dont les empreintes 10 sont visibles à la figure 1. Chaque série S de bandes 2 est rendue solidaire d'une barrette métallique de renfort il (figure 1). Cette barrette 11.' représentée en détail aux figures 2, 4 et 5, est fixée longitudinalement contre la face 12 du support 5 opposée aux bandes 2 au moyen de pattes 1 (voir figure 4) traversant le support 5 puis repliées contre sa face 12a opposée a la face 12 (voir figure 1). Chaque barrette 11 présente (figures 4 et 5) deux rebords 14, 15 dont l'un 14 est sensiblement perpendiculaire. en position montée, à la face 12 des supports (voir figure 1) et l'autre 15 est incliné vers la première. Ainsi comme on le voit à la figure 1, l'assemblage dos a dos des deux séries S est réalisé par imbrication respective des rebords 14, 15 de chaque barrette 11 fixée contre le support 5 correspondant. En outre, chaque barrette 11 (voir figures 2 et 4) a ses extrémités conformées de manière à permettre son assemblage avec la barrette du support 5 adjacent et la fixation de l'élément 1 dans le radiateur 7. Ainsi, en extrémité de la barrette 11, la région de barrette comprise entre les rebords 14 et 15 présente une découpe 16 formant patte d'encliquetage inclinée vers le rebord 15 et délimitant vers l'intérieur une échancrure 17 tandis que le rebord 15 présente une découpe 18 légèrement décalée par rapport à la patte 16. On a ainsi réalisé une structure de mousqueton capable de recevoir tEte-beche (voir figure 2), par encliquetage, une structure identique. la patte 16 de chaque structure s'engageant dans la découpe 18 de l'autre structure, de sorte que tout désassemblage spontané des structures est empêché par arc-boutement des pattes 16 contre le bord des découpes 18 qu'elles occupent respectivement. La fixation dans le radiateur 7 de l'élément chauffant double 1 ainsi réalisé se fait par exemple par engagement dans les échancrures 17 d'une barrette 11, de crochets ou analogues fixés sur les parois latérales de l'enceinte 6 du radiateur 7. Pour réaliser l'élément chauffant 1, on part d'une feuille métallique 20 (voir figure 6) en acier inoxydable, par exemple un ruban de 0,13 mm d'épaisseur et de 10 mm de largeur. Au moyen d'un outil de découpe approprié, on pratique dans la feuille 20, deux séries S' de fentes transversales imbriquées 21, ces deux séries S' s'étendant respectivement de part et d'autre de l'axe longitudinale X-X' de la feuille 20. Les fentes 21 de chaque série S' sont prolongées sensiblement jusqu'au bord correspondant de la feuille 20 pour constituer respectivement par les bandes situées entre les fentes 21, un circuit résistif sinueux en zigzag 4 s'étendant entre deux rangées parallèles R de languettes 3. Lors de ce découpage! on réalise simultanément un repliage des bandes 2 et des languettes 3, comme le montre la figure 8. On voit en effet sur cette figure que les bandes ont été repliées a 90 de leur position initiale dans le plan de la feuille 20. Ainsi, leur surface est perpendiculaire au plan de la feuille 20 qui contient les languettes 3. Du fait que les bandes 2 ont été repliées a- 904 du plan de la feuille 20, on obtient de part et d'autre de ces bandes 2 des fentes allongées 4a suffisamment larges pour permettre une libre circulation de l'air à travers la feuille ainsi découpée. Par ailleurs, les pattes 9 découpées dans les languettes 3 ont été repliées à 90* par rapport au plan de la feuille 20 et suivant l'axe des languettes 3, du coté opposé aux bandes 2. Les ponts de métal 22 reliant les languettes 3 d'une même rangée R entre elles et de celles des deux rangées médianes adjacentes permettent d'obtenir une structure suffisamment rigide pour pouvoir la manipuler facilement, Au lieu de la structure double obtenue, on peut également prévoir un outil de découpe permettant de réaliser une structure simple telle que représentée à la figure 7. De même, il peut être envisagé de réaliser une structure triple ou quadruple (non représentée). Parallèlement, on réalise l'assemblage de sousensembles comprenant chacun une barrette métallique 11 fixée contre l'une des faces d'un support isolant 5. On fixe ensuite chacun de ces sous-ensembles contre la feuille 20 de manière que les bords longitudinaux 8 des supports 5 viennent en appui contre les pattes 9 puis on replie ces pattes 9 contre la face 12 des supports opposées aux bandes 2. On solidarise alors cet assemblage par emboutissage de type "coup de pointeau" des pattes 9 contre les supports 5. On sectionne alors la feuille suivant les lignes C C de la figure 8 de manière d'une part à conformer définitivement les circuits résistifs 4 et d'autre part à séparer les deux éléments chauffants simples ainsi réalisés. On peut monter dans l'enceinte 6 du radiateur 7, soit un élément double réalisé comme décrit plus haut (voir figure 8), c'est-à-dire par imbrication de leurs barrettes respectives 11, soit un élément simple obtenu a partir de la structure de la figure 7. On peut également monter dans ce radiateur une résistance électrique composée de deux éléments chauffants doubles placés parallèlement l'un a l'autre, La solution retenue dépendra de la puissance de chauffage désirée pour le radiateur 7. A l'aide du procédé décrit, on réalise ainsi de manière aisée et partiellement automatique un élément chauffant qui présente les avantages mentionnés plus haut. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et on peut y apporter des variantes d'exécution sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, deux bandes en matériau électriquement isolant fixées chacune contre une rangée R de languettes pourraient remplacer le support 5 unique pour conférer une rigidité suffisante à l'ensemble de l'élément résistant et pour permettre sa fixation dans la cheminée du radiateur. Par ailleurs. les bandes 2, au lieu d'avoir une forme sensiblement en V peuvent présenter une forme en trapèze. en arc de cercle, en M ou W ou autre, pourvu que la distance entre les extrémités opposées de ces bandes soit inférieure à la longueur de celles-ci de façon qu'il existe un espace entre ces bandes et le support 5. Au lieu autre raccordées en série, les deux séries S opposées d'un élément double pourraient si nécessaire hêtre raccordées en parallèle. REVENDICATIONS 1. Elément résistant chauffant (1) découpé dans une feuille métallique (20), notamment pour radiateur électrique, comprenant au moins une série (S) de bandes métalliques (2) espacées et sensiblement parallèles qui sont reliées électriquement en série entre deux rangées (R) de languettes (3) également métalliques espacées de façon sensiblement parallèle et fixées sur au moins un support (5) en matériau électriquement isolant de manière à former un circuit résistif (4) sinueux. ce support étant destiné à être disposé dans l'enceinte (6) du radiateur (7) parallèlement au flux d'air (F) formé par convection dans cette enceinte, caractérisé en ce que la longueur de chaque bande métallique (2) reliant deux languettes (3a, 3b) opposées est supérieure a la distance séparant ces deux languettes, de façon que les bandes (2) soient au moins partiellement en saillie par rapport à la surface du support (5), et en ce que la surface de ces bandes métalliques (2) est sensiblement perpendiculaire à la surface du support isolant (5). 2. El ément conforme a la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux séries (S) de bandes métalliques (2) fixées symétriquement de part et d'autre d'un ensemble constitué par les supports isolants (5) des deux séries maintenus l'un contre l'autre, et en ce que ces deux séries sont reliées électriquement. 3. Elément conforme a l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le support isolant 15) est plat. 4. Elément conforme a lune des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux rangées (R) de languettes (3) de chaque série (S) sont décalées respectivement de part et d'autre de l'axe longitudinal du circuit (4). 5. Elément conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bandes (2) ont une section inférieure à celle des languettes (3). 6. Elément conforme a l'une des revendications 1 à caractérise en ce que les bandes (2) de chaque série (S) présentent sensiblement la forme d'un V. 7. Elément conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque serie (S) de bandes métalliques (2) est rendue solidaire de son support isolant (5) par sertissage des languettes (3) autour des bords (8) de ce support. S. Elément conforme à l'une des revendications 7, caractérisé en ce qu'une barrette métallique de renfort (11) est fixée longitudinalement contre la face (12) du support isolant (5) opposée aux bandes métalliques (2), cette barrette comportant a chaque extrémité des moyens (16, 17, 18) pour la fixer aux parois latérales de l'enceinte (6) du radiateur (7) et à la barrette (11) du support () de la série (5) opposée. 9. Elément conforme à l'une des revendications 2 a 8, caractérisé en ce que l'assemblage dos à dos de deux séries (S) de bandes métalliques (2) est réalisé par imbrication respective des rebords (14, 15) de chaque barrette (11) fiée sur le support isolant (5) correspondant. 10. Elément conforme à l'une des revendications 2 à 9 caractérisé en ce qu'une bande métallique (2e) de chaque série (S) située à une même extrémité de l'élément (1) est libre et est destinée au raccordement électrique de l'élément (1) à la source d'alimentation du radiateur (7) tandis que la liaison électrique entre les deux séries (S) est réalisée a l'autre extrémité de cet élément. 11. Procédé de fabrication d'un élément résistant chauffant conforme à l'une des revendications 1 à 10 dans lequel on utilise une feuille métallique (20) de longueur souhaitée pour l'élément chauffant, caractérisé en ce qu'on découpe dans la feuille (20) au moins une série (S) de bandes métalliques (2) sensiblement en forme de V de manière à former un circuit résistif sinueux (4), en ce qu'on replie à 90 ces bandes (2) d'un côté du plan de la feuille (20) et suivant l'axe longitudinal (X-X@) de cette feuille et en ce qu'on fie les languettes (3) du circuit résistif (4) sur un support isolant (5). 12. Procédé conforme à la revendication 11, caractérisé en ce qu'on fixe le circuit (4) sur le support (5) par sertissage autour des bords (8) de ce support de pattes (9) découpées dans les languettes (3) entre lesquelles sont reliées les bandes (2). 13. Procédé conforme à la revendication 11 ou 12 caractérisé en ce qu'après découpage et pliage de la feuille métallique (20), on réalise séparément l'assemblage d'au moins un sous-ensemble comprenant une barrette métallique de renfort (11) fixée contre l'une des faces (12) d'un support en matériau isolant (5) et on assemble ce sous-ensemble avec un circuit résistif (4) par sertissage de ses pattes (9) autour des bords (8) du support isolant 15). 14. Procédé conforme à la revendication 13 caractérisé en ce que la barrette métallique (11) est fiée contre le support isolant (5) au moyen de pattes (17) qui sont agrafées dans ce support. 15. Radiateur électrique (7), caractérisé en ce qu'il comprend un élément chauffant (1) conforme å l'une des revendications 1 a 10.