Brevet FR2645958A1 — publié le 19901019

L'invention qui se rapporte aux thermocouples pour dispositifs de sécurité électromagnétique notamment pour chaudières ou chauffe-bains à gaz concerne plus précisément un thermocouple étanche à toute entrée d'air à l'intérieur du tube du cuivre et de l'embout métallique. On sait que les thermocouples sont constitués d'un conducteur enrobé d'une gaine isolante, logé à l'intérieur d'un tube en cuivre dont une première extrémité est brasée à un embout métallique qui est lui-même raccordé par une soudure à l'extrémité dénudée du conducteur. L'extrémité opposée de ce conducteur est destinée à venir en contact étroit avec le bouchon magnétique et se trouve à cet effet relié à une pastille de contact par une soudure. Bien évidemment la pastille doit etre isolée du tube extérieur, aussi a-t-on interposé une rondelle isolante entre un collet battu terminant le tube extérieur, et ladite pastille.La première extrémité ou partie avant du thermocouple est donc rendue solidaire d'un embout métallique destiné à être soumis à la source de chaleur.Ledit embout métallique est brasé sur l'extrémité du tube de cuivre extérieur ; il renferme une tige constantan qui est elle-même soudée sur l'extrémité du conducteur en cuivre. La liaison du constantan à la partie métallique est assurée par une soudure. Par ailleurs, il est connu que le constantan s'oxyde à une température élevée, comme celle que prend la partie avant d'un thermocouple soumis à la flamme d'une veilleuse d'appareil de chauffage au gaz. Par conséquent si de l'air pénètre à l'intérieur de embout métallique, l'oxygène de l'air favorisera la formation d'oxyde qui est non conducteur, au niveau de la pointe du thermocouple, au détriment de son fonctionnement. Il apparat donc nécessaire d'éviter la pénétration d'air à l'intérieur du thermocouple et de son embout, et pour cela il convient de rechercher à parfaire l'étanchéité en tous les endroits où celle-ci pour t être défaillante. C'est le cas au niveau de la brasure entre l'extrémité du tube de cuivre extérieur et l'embout métallique sur la partie avant, et c'est aussi le cas sur l'autre extrémité ou la partie arrière du thermocouple au niveau du contact entre le collet battu et la rondelle isolante ainsi que entre cette dernière et la pastille de contact du fait du jeu qui subsiste habituellement à l'issue de la soudure de la pastille de contact. La Demanderesse a donc imaginé d'assurer une étanchéité parfaite au niveau de ces deux zones à l'arrière et à l'avant du thermocouple par lesquelles l'air peut pénétrer à l'intérieur du tube extérieur et de l'embout métallique. Un objet de la présente invention consiste donc en un thermocouple pour dispositif de sécurité électromagnétique notamment pour chaudière ou chauffe-bains à gaz comportant un fil conducteur à l'intérieur d'un tube extérieur en cuivre dont une extrémité à la partie avant est reliée à un embout métallique par une brasure, coiffée par un conduit de positionnement et dont l'extrémité opposée à la partie arrière est isolée du fil conducteur par une rondelle isolante interposée entre un collet battu terminant le tube extérieur et une pastille de contact pour relier le fil à un embout magnétique, thermocouple selon lequel son étanchéité vis à vis de la pénétration de l'air à l'intérieur du tube extérieur est renforcée au niveau de la brasure de la partie avant et au niveau de la surface de contact entre le collet battu et la rondelle isolante ainsi que. entre cette dernière et la pastille de contact de la partie arrière, par une injection d'une couche de matériau d'étanchéité qui coiffe la brasure de la partie avant et qui remplit l'espace entre le tube extérieur et le fil conducteur dans la partie arrière. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le col-let battu présente des bourrelets qui délimitent entre la rondelle isolante et l'intérieur du tube extérieur, des petits orifices mettant en communication la partie intérieure du thermocouple avec l'air extérieur, orifices qui permettent le remplissage de l'espace compris entre le tube extérieur et le fil conducteur, sur une certaine hauteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le matériau d'étanchéité remplit l'espace intérieur d'un conduit extérieur serti en chacune de ses deux extrémités d'un côté sur l'embout métallique et d'un autre côté sur le tube extérieur, en coiffant la brasure. Un autre objet de l'invention consiste en un procédé pour réaliser ledit thermocouple qui consiste : - à disposer les thermocouples dans une enceinte mise ensuite au vide : - à raccorder ladite enceinte à un récipient extérieur contenant le caoutchouc pour que celui-ci rentre dans l'enceinte ; - à laisser ledit caoutchouc pénétrer par les orifices ou les ouvertures à l'intérieur du tube extérieur jusqu'à ce que l'espace de la partie arrière et l'espace interne au conduit de la partie avant soient remplis. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode préférentiel de réalisation dans laquelle il est fait référence aux dessins annexés qui représentent figures 1 et 2 des vues en coupe verticale et en élévation de la partie arrière d'un thermocouple ; figure 3 une vue du dessus du thermocouple selon la figure 2 ; figure 4 une vue en coupe de la partie avant du thermocouple. On voit aux figures 1 à 3 la partie arrière d'un thermocouple dont l'âme est constituée d'un fil de cuivre 1 enrobé d'une gaine isolante non représentée soudé à une pastille de contact 2 par une soudure 3, laquelle pastille permettant d'assurer le contact entre le fil conducteur et un embout magnétique non représenté. Un tube de cuivre extérieur 4 coiffe le fil de cuivre 1 et se termine par un collet battu 5. Une rondelle isolante 6 est intercalée entre ledit collet battu et la pastille de contact 2. Le collet battu du tube extérieur est maintenu contre la pastille par la soudure 3 du fil de cuivre central. Le collet battu 5 présente des bourrelets 7 qui délimitent entre la rondelle 6 et l'intérieur du tube cuivre 4 des petits orifices 8 mettant en communication la partie intérieure du thermocouple avec l'air extérieur.Ces orifices 8 sont utilisés pour permettre l'introduction d'un matériau d'étanchéité ou d'obturation, avantageusement du caoutchouc silicone dans la zone arrière du thermocouple, lequel caoutchouc remplit l'espace 9 compris entre les extrémités du tube de cuivre 4 près du collet battu et le fil de cuivre 1 jusqu'à une certaine hauteur, empechant tout passage d'air dans la partie courante du tube en direction de la partie avant du thermocouple. La figure 4 présente cette partie avant ; on voit une zone d'élargissement Il du tube de cuivre 4 sur laquelle est fixé un embout métallique 12 par une brasure 13. Le fil de cuivre central 1 est soudé à une tige d'extrémité 14 en constantan, laquelle est raccordée par une soudure 15 à l'extrémité de l'embout 12. La partie avant est coiffée, dans la zone se trouvant de part et d'autre de la brasure 13, d'un conduit en laiton 16 (dont on n'a représenté qu'une moitié), serti en chacune de. ses deux extrémités d'un côté sur l'embout métallique 12 et d'un autre côté sur le tube de cuivre 4. Ce conduit sert au positionnement du thermocouple dans l'appareil sur lequel il est monté. Les points de sertissage du conduit ménagent des petites ouvertures 1? entre lui et l'embout 12 ou le tube 4, ouvertures qui sont utilisées pour permettre égaiement l'introduction de caoutchouc silicone à l'intérieur du conduit 16, lequel caoutchouc recouvre la brasure 13 et empeche tout passage d'air, par les fissures éventuelles de la brasure, à l'intérieur de l'embout métallique. L'étanchéité est ainsi assurée à la fois à la partie avant et à la partie arrière du thermocouple. La raison d'utilisation d'un matériau du type caoutchouc est double. D'une part celui-ci permet le pliage et l'enroulement du thermocouple sur lui-meme et d'autre part, étant donné l'élasticité résiduelle du matériau d'obturation, après polymérisation, l'étanchéité continue d'être effective en cas de dilatation différentielle du tube de cuivre et du conduit en laiton. Pour assurer la pénétration de caoutchouc dans la partie arrière par les orifices 8 et dans la partie avant par les ouvertures 17, on dispose les thermocouples, avantageusement assemblés en botte, dans une enceinte fermée dans laquelle on fait le vide. Cette enceinte est raccordée à un récipient extérieur, contenant le caoutchouc, par l'intermédiaire d'une vanne, dont la manoeuvre d'ouverture permet l'introduction de caoutchouc dans l'enceinte puis à l'intérieur du tube cuivre 4 par les orifices et ouvertures en question jusqu a ce que l'espace 9 et l'espace interne au conduit 16 soient remplis. La hauteur de caoutchouc accumulée dans la partie arrière et dans la partie avant, jugée suffisante pour créer une étanchéité efficace et durable, dépend du niveau de vide créé initialement ainsi que de la viscosité du caoutchouc. REVENDICATIONS 1.- Thermocouple pour dispositif de sécurité électromagnétique notamment pour chaudière ou chauffe-bains à gaz comportant un fil conducteur à l'intérieur d'un tube extérieur en cuivre dont une extrémité à la partie avant est reliée à un embout métallique par une brasure, coiffée par un conduit de positionnement et dont l'extrémité opposée à la partie arrière est isolée du fil conducteur par une rondelle isolante interposée entre un collet battu terminant le tube extérieur et une pastille de contact pour relier le fil conducteur à un embout magnétique caractérisé en ce que l'étanchéité du thermocouple vis à vis de la pénétration de l'air à l'intérieur du tube extérieur (4) est renforcée au niveau de la brasure (13) de la partie avant et au niveau de la surface de contact entre le collet battu (5) et la rondelle isolante (6) ainsi qu'entre celle-ci et la pastille de contact de la partie arrière, par 11 injection d'une couche de matériau d'étanchéité qui coiffe la brasure de la partie avant et qui remplit l'espace (9) entre le tube extérieur et le fil conducteur (1) de la partie arrière. 2.- Thermocouple selon la revendication 1 caractérisé en ce que le collet battu (5) présente des bourrelets (7) qui délimitent entre la rondelle isolante (6) et l'intérieur du tube extérieur (4), des petits orifices (8) mettant en communication la partie intérieure du thermocouple avec l'air extérieur. 3.- Thermocouple selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le matériau d'étanchéité introduit par les orifices (8), remplit l'espace (9) compris entre les extrémités du tube extérieur (4) près du collet battu et le fil conducteur (1) jusqu'à une certaine hauteur. 4.- Thermocouple selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau d'étanchéité remplit l'espace intérieur d'un conduit extérieur (16) serti en chacune de ses deux extrémités d'un côté sur l'embout métallique (12) et d'un autre côté sur le tube extérieur (4), en coiffant la brasure (13). 5.- Thermocouple selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que les points de sertissage du conduit (16) ménagent des ouvertures (17) entre lui et l'embout (12) qui permettent l'introduction du matériau d'étanchéité. 6.- Thermocouple selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le matériau d'étanchéité est un caoutchouc silicone. 7.- Procédé pour réaliser ltétanchéité d'un thermocouple selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste : - à disposer lesdits thermocouples dans une enceinte mise ensuite au vide : - à raccorder ladite enceinte à un récipient extérieur contenant un matériau d'étanchéité tel que du caoutchouc silicone pour que celuici rentre dans l'enceinte ; - à laisser ledit matériau pénétrer par les orifices (8) ou les ouvertures (17) à l'intérieur du tube extérieur jusqu'à ce que l'espace (9) et l'espace interne au conduit (16) soient remplis.