Brevet FR2725581A1 — publié le 19960412

La présente invention conceme une cartouche chauffante électrique comportant un tube fermée à une première extrémité, un premier matériau, électriquement isolant et relativement bon conducteur de chaleur, contenu dans ledit tube, un bobinage de fil résistant noyé dans ledit premier matériau et des moyens pour relier les extrémités du fil résistant à un circuit électrique extérieur. De telles cartouches chauffantes sont notamment utilisées pour réchauffer l'huile dans les carters de compresseurs frigorifiques. Mais on peut également les utiliser dans d'autres domaines. Actuellement, les moyens pour relier les extrémités du fil résistant au circuit électrique extérieur comportent un câble électrique solidaire de la cartouche et que l'on relie à un bornier du circuit électrique. Cette disposition entraîne des coûts élevés lors de la fabrication de la cartouche, lors de la mise en place de la cartouche chauffante dans l'appareil devant en être équipé et lors des remplacements des cartouches. Le but de la présente invention est de proposer une cartouche chauffante dont le coût de revient est moindre et dont la mise en place et le remplacement sont particulièrement faciles et ne nécessitent pas d'outillage spécifique ni de précaution particuliers contre les dangers d'électrocution. L'invention atteint son but par le fait que, dans la cartouche proposée, les moyens pour relier les extrémités du fil résistant au circuit électrique comportent une embase électriquement isolante obturant la deuxième extrémité ouverte du tube et deux tiges métalliques au moins partiellement noyées dans le premier matériau et reliées respectivement aux extrémités du fil résistant, lesdites deux tiges traversant ladite embase et ayant des extrémités libres qui émergent sur la face extérieure de ladite embase afin de constituer avec ladite embase un connecteur mâle susceptible d'être enfiché dans un connecteur femelle dont est pourvu le circuit électrique extérieur. Grâce à cette disposition la cartouche chauffante peut être installée ou retirée sans précautions particulières même si le circuit électrique est sous tension. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le fil résistant est disposé dans une première portion de tube éloignée de l'embase afin de protéger thermiquement l'embase de la chaleur dégagée par le fil résistant. La deuxième portion de tube qui relie la première portion à l'embase est également remplie par un deuxième matériau isolant qui peut être identique au premier matériau, de la magnésie comprimée par exemple ou tout autre matériau en céramique comprimée. Pour augmenter le gradient de température entre la partie chauffante et le connecteur, il est prévu des moyens de refroidissement, réalisés de préférence sous forme d'ailettes radiales montées sur la deuxième portion de tube. Le refroidissement de la deuxième portion du tube s'effectue ainsi par dissipation de la chaleur, d'une part, par la paroi de la deuxième portion de tube et, d'autre part, par les ailettes. Les ailettes jouent également le rôle d'un écran contre les rayonnements émis par la première portion du tube. Cette disposition permet de protéger thermiquement le connecteur mâle intégré dans la cartouche chauffante et le connecteur femelle correspondant qui fait partie du circuit électrique extérieur. Avantageusement l'embase est liée au tube, au matériau isolant et aux tiges par collage. Ce collage assure en outre l'étanchéité de la cartouche chauffante. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe d'une cartouche chauffante selon la présente invention selon un plan passant par l'axe de la cartouche; la figure 2 montre une variation de réalisation de la cartouche chauffante de la figure 1; la figure 3 montre en élévation une cartouche chauffante selon l'invention fixée sur un connecteur femelle d'un circuit électrique. Sur les dessins, on a représenté par la référence 1, une cartouche chauffante qui comporte un tube 2 fermé à son extrémité inférieure 3 et une embase 4 en matériau électriquement isolant qui obture l'autre extrémité ouverte 5 du tube 2. La cavité interne du tube 2 est remplie par un matériau 6 électriquement isolant et relativement bon conducteur de chaleur, de la magnésie comprimée par exemple. Comme on le voit clairement sur la figure 1, un bobinage 7 de fil résistant est disposé dans une première portion 2a du tube 2 éloignée de l'embase 4. Ce bobinage 7 de fil résistant est noyé dans le matériau 6. Deux tiges métalliques 8 et 9 sont disposées dans le matériau 6. Ces tiges 8 et 9 traversent l'embase 4, et leurs extrémités libres 8a et 9a émergent sur la face extérieure 10 de l'embase 5. L'embase 4 est liée à l'extrémité 5 ouverte du tube 2, aux tiges 8 et 9 et au matériau 6 par un collage qui assure l'étanchéité de la cartouche 1. L'extrémité ouverte 5 du tube 2, l'embase 4 et les extrémités 8a et 9a des tiges 8 et 9 forment ainsi un connecteur mâle i1 susceptible de coopérer avec un connecteur femelle 12 dont est pourvu un circuit électrique extérieur. La deuxième portion 2b du tube 2, située entre la première portion 2a et l'embase 4 permet d'isoler thermiquement l'embase 4 de la zone chauffante. Cette deuxième portion 2b contient également un matériau isolant de préférence semblable au matériau isolant 6 dans lequel est noyé le bobinage 7 de fil résistant, et elle est pourvue d'une pluralité d'ailettes radiales 13 qui permettent de dissiper la chaleur se propageant dans la cartouche 1 depuis la zone chauffante vers le connecteur femelle 11, et qui forment un écran de protection des connecteurs 11 et 12 contre le rayonnement émis par la zone chauffante. Le tube 2 est réalisé en métal, et de préférence en acier inoxydable. Les tiges 8 et 9 sont réalisées de préférence en nickel. Selon une variante de réalisation montrée sur la figure 2, le tube 2 peut être réalisé en deux parties, 14 et 15. L'assemblage des deux parties 14 et 15 est obtenu par tout procédé mécanique. L'extrémité ouverte de la partie 14 de diamètre supérieur à la partie 15 est emboîtée sur la partie 15 et ensuite rétreinte par tout procéda mécanique. L'embase 4 présente avantageusement une jupe 16 munie d'un taraudage extérieur susceptible de coopérer avec un boulon de serrage 17 dont est équipé le connecteur femelle 12. La référence 19 représente un câble d'alimentation du connecteur femelle 12. La première portion 2a de tube qui correspond à la zone chauffante de la cartouche 1 a une longueur voisine de celle de la deuxième portion 2b de tube qui correspond à la zone de refroidissement. REVENDICATIONS 1. Cartouche chauffante électrique comportant un tube (2) fermée à une première extrémité (3), un premier matériau (6) électriquement isolant et relativement bon conducteur de chaleur, contenu dans ledit tube, un bobinage de fil (7) résistant noyé dans ledit premier matériau (6) et des moyens pour relier les extrémités du fil résistant (7) à un circuit électrique extérieur, caractérisée par le fait que les moyens pour relier les extrémités du fil résistant (7) audit circuit électrique comportent une embase (4) électriquement isolante obturant la deuxième extrémité (5) ouverte dudit tube (2) et deux tiges métalliques (8, 9) au moins partiellement noyées dans ledit premier matériau (6) et reliées respectivement aux extrémités du fil résistant (7), lesdites deux tiges (8, 9) traversant ladite embase (4) et ayant des extrémités libres (8a, 9a) qui émergent sur la face extérieure (10) de ladite embase (4) afin de constituer avec ladite embase (4) un connecteur mâle (11) susceptible d'être enfiché dans un connecteur femelle (12) dont est pourvu le circuit électrique extérieur. 2. Cartouche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le fil résistant (7) est disposé dans une première portion de tube (2a) éloignée de l'embase (4) afin de protéger thermiquement ladite embase (4) de la chaleur dégagée par le fil résistant. 3. Cartouche selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la deuxième portion de tube (2b) reliant la première portion (2a) à l'embase (4) est rempli par un deuxième matériau électriquement isolant. 4. Cartouche selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le deuxième matériau est de la magnésie comprimée. 5. Cartouche selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée par le fait que ladite deuxième portion de tube (2b) est équipée de moyens de refroidissement. 6. Cartouche selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les moyens de refroidissement comportent au moins une ailette radiale (13). 7. Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que l'embase (4) est liée au tube (2), au matériau isolant (6) et aux tiges (8, 9) par collage. 8. Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que le premier matériau (6) est de la magnésie comprimée. 9. Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que le tube (2) est réalisé en deux parties (14, 15).