[0001] L'invention est relative à un élément isolant utilisé pour la fabrication d'éléments
chauffants constitués par montage de fils conducteurs sur au moins un corps allongé
en matériau isolant.
[0002] On connaît des éléments chauffants appelés par les spécialistes « résistance stéatite
» destinés à être montés dans un fourreau métallique.
[0003] Ces éléments chauffants sont constitués par montage d'un fil métallique enroulé ou
torsadé et monté sur des éléments isolants en stéatite communément appelés « barillet
».
[0004] L'ensemble monté est maintenu en position par une tige centrale de fixation et de
maintien, puis est ensuite verrouillé en position.
[0005] La connexion de ces éléments chauffants de type connu s'effectue généralement au
moyen de cosses, bornes, écrous ou autres moyens auxiliaires de raccordements électrique
et mécanique.
[0006] Les éléments isolants, communément appelés « barillet », sont généralement réalisés
en matériau céramique, généralement en stéatite, et présentent un orifice central
de faible diamètre destiné au passage de la tige centrale de maintien.
[0007] Les éléments chauffants de type connu donnent généralement satisfaction, mais nécessitent
un temps de préparation et de montage important, ainsi qu'un nombre d'accessoires
de connexion augmentant encore le temps de finition et de contrôle électrique de l'ensemble
monté.
[0008] Un premier but de l'invention est de perfectionner l'état de la technique connue,
en fournissant un nouvel élément isolant pour la fabrication d'éléments chauffants
permettant un montage rapide et facile.
[0009] Un deuxième but de l'invention est de fournir un nouvel élément isolant conservant
les caractéristiques mécaniques et diélectriques à haute température de l'art antérieur,
tout en permettant de supprimer la tige de maintien de l'art antérieur.
[0010] Un troisième but de l'invention est de fournir un élément chauffant constitué par
assemblage d'éléments isolants selon l'invention, et permettant d'éviter l'utilisation
de bornes, écrous, cosses ou autres moyens auxiliaires de raccordement.
[0011] L'invention a pour objet un élément isolant pour la fabrication d'éléments chauffants
constitués par montage de fils conducteurs sur au moins un corps allongé en matériau
isolant, caractérisé par le fait que l'élément isolant présente un évidement central
fournissant un allégement de l'élément isolant supérieur à dix pour cent, tout en
conservant les caractéristiques mécaniques et diélectriques de l'élément isolant à
haute température.
[0012] Selon d'autres caractéristiques alternatives de l'invention
- l'élément isolant présente à chaque extrémité des moyens d'indexation en rotation
de l'élément isolant par rapport à un élément isolant suivant, de manière à réaliser
un décalage angulaire entre éléments isolants successifs en assurant un blocage en
translation du fil conducteur.
- l'élément isolant présente une conformation cylindrique comportant deux ergots de
positionnement et deux logements de réception d'ergot de positionnement, de manière
à aligner les éléments isolants avec un décalage angulaire prédéterminé.
- les ergots de positionnement et les logements de réception sont décalés angulairement
et disposés de part et d'autre de l'évidement central.
- l'élément isolant comporte à chaque extrémité des passages de fil conducteur faisant
communiquer un logement longitudinal d'un élément isolant avec un logement longitudinal
angulairement décalé d'un autre élément isolant.
- le décalage angulaire est égal à la moitié de l'angle défini par deux logements longitudinaux
successifs.
[0013] L'invention a également pour objet un élément chauffant constitué par assemblage
d'éléments isolants selon l'invention et d'une tête de raccordement en matériau isolant.
[0014] Selon d'autres caractéristiques alternatives de l'invention :
- des extrémités de fils conducteurs sont connectées à un thermostat de chauffage et
sont directement serties ou assemblées aux conducteurs raccordés au thermostat, de
manière à éviter l'utilisation de bornes, écrous, cosses, ou autres moyens auxiliaires
de raccordement.
- la tête de raccordement en matériau isolant peut présenter un épaulement périphérique
destiné à coopérer avec un circlips ou moyen équivalent de blocage périphérique pour
assurer le maintien vertical de l'élément chauffant.
[0015] L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre
d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement une vue en perspective avec arrachement partiel
d'un ensemble chauffant destiné à un chauffe-eau électrique.
La figure 2 représente schématiquement une vue en perspective d'un élément chauffant
selon l'invention, dans lequel les fils conducteurs ne sont pas représentés.
La figure 3 représente schématiquement deux vues en perspective selon deux angles
différents des deux extrémités d'un élément isolant selon l'invention.
[0016] En référence à la figure 1, un ensemble chauffant destiné à être monté sur une cuve
de chauffe-eau électrique comporte un fourreau 1 en métal émaillé, une bride 2 formant
couvercle, et un faisceau 3 de conducteurs isolés raccordés à une résistance stéatite
comportant un alignement d'éléments isolants 5a, 6 sur lesquels est monté du fil conducteur
généralement torsadé et destiné à être porté à haute température.
[0017] Selon l'invention, chaque élément isolant 5a, 6 présente un évidement central fournissant
un allégement de l'élément isolant supérieur à dix pour cent, tout en conservant les
caractéristiques mécaniques et diélectriques de l'élément isolant à haute température.
[0018] L'ensemble comporte également un doigt de gant 4 de type connu en soi et ne nécessitant
pas de description plus détaillée.
[0019] Les fils isolés du faisceau 3 sont connectés à un thermostat de chauffage non représenté
et sont directement raccordés aux fils conducteurs de la résistance stéatite par sertissage
ou assemblage direct, de manière à éviter l'utilisation de bornes, écrous, cosses,
ou autres moyens auxiliaires de raccordement.
[0020] La résistance stéatite est maintenue dans le fourreau 1 par un moyen de blocage périphérique
du genre circlips ou analogue.
[0021] Le montage et le maintien de la résistance stéatite dans le fourreau 1 métallique
par un moyen de blocage périphérique permet de supprimer la tige centrale de fixation
de l'art antérieur sans conséquence défavorable sur la tenue et le fonctionnement
de l'ensemble.
[0022] En référence à la figure 2, un élément chauffant selon l'invention comporte une tête
6 de raccordement en matériau isolant, par exemple en stéatite, et plusieurs éléments
isolants 5a, 5b, 5c, 5d, réalisés par exemple en stéatite.
[0023] L'élément isolant 5a est aligné avec la tête de raccordement 6, tandis que les éléments
isolants adjacents : 5a et 5b, 5b et 5c, 5c et 5d, sont alignés entre eux avec un
décalage angulaire prédéterminé.
[0024] Ainsi, lorsque le fil conducteur passe d'un élément isolant 5 à un isolant 5 adjacent,
il subit un coudage formant une conformation en escalier qui assure le blocage en
translation du fil conducteur et permet de respecter les distances d'écartement diélectrique
entre parties électriquement actives.
[0025] La tête 6 de raccordement en matériau isolant présente avantageusement un épaulement
7 périphérique destiné à coopérer avec un circlips ou moyen équivalent de blocage
périphérique, assurant le maintien vertical de la résistance stéatite à l'intérieur
du fourreau émaillé 1 décrit en référence à la figure 1.
[0026] Selon l'invention, chaque élément isolant 5a, 5b, 5c, 5d et la tête de raccordement
6 présente un évidement central fournissant un allégement de l'élément isolant supérieur
à dix pour cent, tout en conservant les caractéristiques mécaniques et diélectriques
de l'élément isolant à haute température.
[0027] L'allègement central des éléments isolants 5a, 5b, 5c, 5d et de la tête de raccordement
6 permet par la rigidité et le gain de poids qui en résultent, de supprimer la tige
centrale de fixation de l'art antérieur. Cette tige centrale de fixation de l'art
antérieur avait en effet pour fonction la tenue mécanique, principalement en flexion,
de l'assemblage des éléments isolants et de la tête entre eux pendant les phases de
montage.
[0028] Grâce à l'invention, l'ensemble monté est moins lourd, et se déforme peu sous l'effet
de son propre poids.
[0029] L'assemblage des éléments isolants et de la tête entre eux est soumis à une flexion
beaucoup plus faible pendant les phases de montage et résiste aux différentes phase
du montage, sans nécessiter la tige centrale de fixation de l'art antérieur.
[0030] En référence à la figure 3, un élément isolant selon l'invention présente à une première
extrémité des moyens d'indexation 10 situés de part et d'autre d'un évidement central
13.
[0031] L'évidement central 13 permet d'obtenir un allégement important de l'élément isolant
5, tout en conservant les caractéristiques mécaniques et diélectriques à haute température
de l'art antérieur.
[0032] L'élément isolant 5 comporte à l'autre extrémité des autres moyens d'indexation 11
situés de part et d'autre de l'évidement central 13 et destinés à coopérer avec des
moyens d'indexation 10 d'un élément isolant 5 adjacent, non représenté.
[0033] Les moyens d'indexation 10 et 11 sont décalés angulairement d'une valeur prédéterminée
permettant d'obtenir un coudage en escalier du fil conducteur non représenté.
[0034] Le fil conducteur coudé passe d'un élément isolant 5 à l'autre par l'intermédiaire
de canaux 12 ou de passages, permettant la communication d'un logement longitudinal
8 d'un élément isolant avec un logement longitudinal 8 adjacent d'un autre élément
isolant 5 adjacent.
[0035] Dans l'exemple représenté, l'élément isolant 5 comporte douze logements longitudinaux
8, séparés régulièrement par des barrettes 9 d'espacement destiné à venir sensiblement
au contact de la surface intérieure d'un fourreau émaillé 1 décrit en référence à
la figure 1.
[0036] De préférence, les moyens d'indexation 10 et 11 sont réalisés sous forme d'ergots
ou conformations mâles de positionnement et sous forme de logements ou conformations
femelles de positionnement destinés à recevoir un ergot de positionnement d'un élément
isolant 5 adjacent.
[0037] Les ergots 10 de positionnement et les logements 11 de réception sont de préférence
disposés de part et d'autre de l'évidement central 13 avec un décalage angulaire égal
à la moitié de l'angle défini par deux logements longitudinaux 8 successifs.
[0038] Dans l'exemple représenté, l'angle formé par deux logements 8 longitudinaux successifs
est de 15 degrés, tandis que le décalage angulaire des ergots 10 et des logements
11 est de 7 degrés et demi : cette disposition permet ainsi d'obtenir un coudage en
escalier du fil conducteur suffisant pour assurer le maintien longitudinal, tout en
évitant un risque de dilatation thermique susceptible de déchausser deux éléments
isolants 5 successifs.
[0039] L'allégement des éléments chauffants selon l'invention et leur décalage angulaire
qui permet une coopération avec le coudage en escalier du fil conducteur permet de
supprimer la tige de maintien de l'art antérieur, tout en conservant une bonne stabilité
verticale de la résistance stéatite, même à haute température.
[0040] L'invention décrite en référence à un mode de réalisation particulier n'y est nullement
limitée, mais couvre au contraire toute modification de forme et toute variante de
réalisation dans le cadre et l'esprit de l'invention.
[0041] Ainsi, l'évidement central peut être cylindrique ou adopter toute autre conformation
géométrique, l'essentiel étant d'obtenir un allégement de l'ordre d'un tiers par rapport
à l'art antérieur tout en conservant les caractéristiques mécaniques et diélectriques
à haute température de l'art antérieur.
1. Elément isolant (5) pour la fabrication d'éléments chauffants constitués par montage
de fils conducteurs sur au moins un corps allongé en matériau isolant, caractérisé par le fait que l'élément isolant (5) présente un évidement central (13) fournissant un allégement
de l'élément isolant (5) supérieur à dix pour cent, tout en conservant les caractéristiques
mécaniques et diélectriques de l'élément isolant à haute température.
2. Elément isolant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément isolant (5) présente à chaque extrémité des moyens d'indexation (10, 11)
en rotation de l'élément isolant (5) par rapport à un élément isolant (5) suivant,
de manière à réaliser un décalage angulaire entre éléments isolants successifs, tout
en assurant un blocage en translation du fil conducteur.
3. Elément isolant selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément isolant (5) présente une conformation cylindrique comportant deux ergots
(10) de positionnement et deux logements (11) de réception d'ergot (10) de positionnement,
de manière à aligner les éléments isolants (5) avec un décalage angulaire prédéterminé.
4. Elément isolant selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les ergots (10) de positionnement et les logements (11) de réception sont décalés
angulairement et disposés de part et d'autre de l'évidement (13) central.
5. Elément isolant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément isolant (5) comporte à chaque extrémité des passages (12) de fil conducteur
faisant communiquer un logement longitudinal (8) d'un élément isolant (5) avec un
logement longitudinal (8) angulairement décalé d'un autre élément isolant (5).
6. Elément isolant selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que le décalage angulaire est égal à la moitié de l'angle défini par deux logements (8)
longitudinaux successifs.
7. Elément chauffant constitué par assemblage d'éléments isolants (5) selon l'une quelconque
des revendications précédentes et d'une tête (6) de raccordement en matériau isolant.
8. Elément chauffant selon la revendication 7, dans lequel des extrémités de fils conducteurs
sont connectées à un thermostat de chauffage, caractérisé par le fait que les extrémités de fils conducteurs sont directement serties ou assemblées aux conducteurs
raccordés au thermostat, de manière à éviter l'utilisation de bornes, écrous, cosses
ou autres moyens auxiliaires de raccordement.
9. Elément chauffant selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé par le fait que la tête (6) de raccordement en matériau isolant présente un épaulement périphérique
(7) destiné à coopérer avec un circlips ou moyen équivalent de blocage périphérique,
pour assurer le maintien vertical de l'élément chauffant.