BRPI0714745A2

BRPI0714745A2 - dispositivo de aquecimento elÉtrico para sistemas de canal quente

Info

Publication number: BRPI0714745A2
Application number: BRPI0714745-7A
Authority: BR
Inventors: Herbert Guenther
Original assignee: Guenther Heissakanaltechnik Gmbh
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2013-05-07
Also published as: JP2010506755A; CA2666918A1; DE102006049667A1; KR20090067184A; TW200833159A; EP2080415B1; WO2008046481A1; US20100003358A1; MX2009003164A; CN101529973A; US9167628B2; EP2080415A1

Abstract

DISPOSITIVO DE AQUECIMENTO ELÉTRICO PAPA SISTEMAS DE CANAL QUENTE. A invenção refere-se a um dispositivo de aquecimento elétrico para sistemas de canal quente, em particular para bocais do canal quente e/ou distribuidores do canal quente, com pelo menos um elemento de sustentação configurado com formato de tubo ou na forma de estojo a partir de um material sinterizado e com pelo menos uma camada de aquecimento apresentando canais de condução de calor, sendo que a camada de aquecimento é uma folha marcada a fogo ou uma pasta de camada espessa marcada a fogo.

Description

•η V

"DISPOSITIVO DE AQUECIMENTO ELÉTRICO PARA SISTEMAS DE CANAL QUENTE"

A invenção refere-se a um dispositivo de aquecimento elétrico para sistemas de canal quente, em particular para bocais de canal quente e/ou distribuidores de canal quente.

Sistemas de canal quente são empregados em ferramentas de injeção para conduzirem uma massa fluida - por exemplo, uma fusão de material plástico - a uma temperatura pré- determinável sob pressão elevada até uma peça interposta de ( 10 moldagem que possa ser separada. Geralmente, esses sistemas possuem um tubo de material com um canal de fluxo que termina em uma tubuladura do bocal. Essa tubuladura constitui, na extremidade final, uma abertura para a saida do bocal que se conecta, por meio de uma abertura de um canal de alimentação, à peça intercalada de moldagem (cavidade do molde) . Para que a massa fluida não se resfrie antecipadamente dentro do tubo de material, está previsto um ou vários dispositivos de aquecimento elétricos que se encarregam, até dentro da tubuladura do bocal, de uma distribuição a mais uniforme possível da temperatura. O dispositivo de aquecimento elétrico pode, por

exemplo, ser configurado como componente separado, com um elemento de aquecimento na forma de caracol integrado a um revestimento tubular e que pode ser colocado sobre o tubo de material, no lado periférico. Conforme publicado, por exemplo, na DE-U-295 07 848 ou na US-PS-4, 558, 210, o revestimento é uma composição fixa que é definida por elementos adicionais de sustentação e de aperto sobre o tubo de material na direção axial. Como alternativa, pode-se configurar o aquecimento como faixas flexíveis de aquecimento ou então como uma esteira flexível de aquecimento entre camadas de isolamento elétrico que possuem, conforme o caso, diferentes capacidades de condução de calor, as quais são fixadas em relação ao volume externo do tubo de material. Para isso, a EP-Bl- 0 028 153 prevê faixas adesivas condutoras de calor, enquanto que a WO 97/03540 utiliza fitas flexíveis de fixação com fechos de velcro ou de pressão.

Uma desvantagem desses conhecidos dispositivos de aquecimento consiste nas grandes dimensões, de tal forma que para os bocais do canal quente, quando da montagem, é necessário ter muito espaço disponível, o que, na maioria dos casos de aplicação, não é desejável, em particular quando são requeridas pequenas distâncias das cavidades. Além disso, as dimensões relativamente grandes requerem um rendimento mais elevado de aquecimento, o que tem um efeito negativo no consumo de energia. Adicionalmente existe o fato de que as grandes massas térmicas exigem fases de aquecimento e resfriamento, resultando em limitações com relação a taxas elevadas de produtividade.

Para solucionar esses problemas, a DE-A- 199 41 038 sugere colocar, por meio de formação de camadas para a união [soldagem] de material, pelo menos uma camada de isolamento e pelo menos uma camada de aquecimento contendo canais condutores de calor sobre pelo menos uma parede, agrupada a um canal de corrente, de um tubo de material, ou seja, configurar o dispositivo de aquecimento e o tubo de material em uma única peça. Nesse processo, a formação de camada direta pode ocorrer, por exemplo, utilizando-se a técnica de folhas, de camada espessa ou a técnica da serigrafia, sendo que as camadas, após a aplicação, são marcadas a fogo, sempre separada ou simultaneamente. A colocação em camadas do dispositivo de aquecimento para união [soldagem] do material encarrega-se de uma ligação fixa duradoura com a parede do canal de corrente e, com isso, de uma sustentação fixa sobre o distribuidor de canal quente ou sobre o bocal de canal quente. Em virtude das baixas dimensões de densidade alcançadas pela formação de camada direta, o dispositivo de aquecimento ocupa no total apenas um pequeno espaço, de maneira que em comparação com os dispositivos de aquecimento mencionados anteriormente podem ser realizadas formas de construção extremamente compactas com características de desempenho quase que iguais. Além disso, a densidade de rendimento pode ser aumentada nitidamente, pois o calor é produzido e reduzido diretamente sobre a superfície do elemento de canal quente a ser aquecido. Através disso, evita-se um superaquecimento dos elementos de aquecimento geralmente sensíveis. Adicionalmente, o bocal pode ser aquecido rápida e precisamente, podendo, da mesma forma, ser resfriado novamente, o que tem um efeito favorável no decurso total de produção.

Entretanto, uma desvantagem desses dispositivos de aquecimento constituídos de uma peça só e configurados com o tubo de material está no fato de que os dispositivos de aquecimento, em caso de necessidade, não podem ser trocados e são difíceis de serem reparados. Além disso, a seleção de material para as camadas individuais é limitada com relação ao efeito de que só se podem utilizar aqueles materiais cuja temperatura de marcação a fogo seja tão baixa que a estrutura do tubo de material, que normalmente é produzida de aço de ferramenta e, da mesma forma, é submetida às temperaturas de marcação a fogo, não i seja modificada durante o processo de marcação a fogo. Por isso, as temperaturas de marcação a fogo das camadas individuais não podem ultrapassar a temperatura de têmpera do material do tubo de material.

0 objetivo da invenção é evitar essas e outras

desvantagens do status da técnica e criar um dispositivo de aquecimento aprimorado, que possa ser fabricado de forma simples e com custos favoráveis. Ambiciona-se, em particular, um processo de fabricação correspondente, um sistema aprimorado de canal quente e também um bocal aprimorado do canal quente.

As principais características da invenção estão indicadas na parte de identificação, nas Reivindicações 1, 23, 25 e 28. As configurações são objeto das Reivindicações 2 a 22, 24, 26 a 27 e 29 a 34.

Um dispositivo de aquecimento elétrico para

sistemas de canal quente, em particular para bocais de canal quente e/ou distribuidores de canal quente possui, em conformidade com a presente invenção, pelo menos um elemento de sustentação configurado com o formato de tubo ou do tipo bocal e pelo menos uma camada de aquecimento que apresenta canais condutores de aquecimento, sendo que a camada de aquecimento é uma folha marcada a fogo ou uma pasta de camada espessa marcada a fogo.

Através da montagem do elemento de sustentação na forma de tubo ou de estojo, toda a estrutura de aquecimento pode ser deslocada, por exemplo, para um tubo de material de um bocal de canal quente, através do que se tem uma estrutura composta, no total, de duas peças que são o dispositivo de aquecimento e o tubo de material. O dispositivo de aquecimento é correspondentemente 5

intercambiável. Pelo fato de que a camada de aquecimento é uma folha marcada a fogo ou uma pasta de espessura densa marcada a fogo, o dispositivo de aquecimento apresenta dimensões de espessura muito pequenas,, motivo pelo qual ele ocupa apenas um pequeno espaço, de forma que, comparando-se com outros dispositivos de aquecimento que podem ser mecanicamente soltos, podem ser executados bocais de canal quente extremamente compactos com características de rendimento quase que iguais. Além disso, o dispositivo de aquecimento pode ser fabricado de forma simples e com custos favoráveis, o que tem um efeito vantajoso nos custos de fabricação.

Acima da camada de aquecimento está prevista, de preferência, pelo menos uma camada de cobertura de isolamento elétrico que revista a camada de aquecimento e o elemento de sustentação para fora e o isole eletricamente. A camada de cobertura é prevista, de forma vantajosa, como sendo a camada mais externa do dispositivo de aquecimento.

Para registrar a temperatura efetiva no canal de corrente está prevista, de forma vantajosa, pelo menos uma camada adicional que serve de sensor de temperatura, cuja resistência elétrica depende da temperatura. Com base na resistência elétrica que se altera, a temperatura efetiva pode ser determinada de forma contínua, sendo que podem ser utilizados os valores de medição para a regulagem do dispositivo de aquecimento em conformidade com a invenção. A camada que serve de sensor da temperatura apresenta, de preferência, um material PTC ou NTC. Como alternativa é possível haver um termo-elemento como sensor de temperatura com a mesma estruturação de um sensor de resistência e com o ponto de ção próximo da ponta do bocal.

A camada que serve de sensor de temperatura ou o o termo-elemento que serve de sensor de temperatura e a .da de aquecimento estão dispostas, no sentido radial, ajosamente sobre um plano conjunto, através do que o espaço de ;trução do dispositivo de aquecimento em conformidade com a ;nção pode ser reduzido ainda mais. Para um melhor contato de >r, pode-se prever entre essas duas camadas, de forma :ajosa, pelo menos uma camada de contato com isolamento ;rico.

0 elemento de sustentação é produzido, de forma :ajosa, por um material sinterizado, como por exemplo, uma imica ou um metal sinterizado. Porém, também se pode utilizar metal, uma liga de metal, um aço ou uma liga de aço. A .ização de uma cerâmica tem a vantagem de que a camada de ;cimento pode ser colocada diretamente sobre o elemento de zentação. Se for utilizado um material capaz de conduzir :ricidade como o metal, por exemplo, um aço de ferramenta, um il duro ou similar, ou mesmo um aço, então será disposta entre Lemento de sustentação e a camada de aquecimento uma camada de Lamento a fim de isolar eletricamente a camada de aquecimento relação ao elemento de sustentação. Mas uma camada de Lamento ou intermediária desse tipo também pode estar prevista re um elemento de sustentação cerâmico, a fim de, por exemplo, Lmorar a aderência.

Tanto a camada de cobertura como também a camada isolamento que serve de camada intermediária são, de ferência, uma camada cerâmica de fluido dielétrico e/ou vidrenta, que após pelo menos um processo de marcação a fogo passa a ficar sob pré-estiramento por pressão em relação ao elemento de sustentação, de tal forma que, quando da carga de pressão interna do elemento de sustentação, as forças de delaminação que ocorrem em uma altura variada, dependendo dos raios, podem ser compensadas dentro da camada de isolamento. 0 pré-estiramento por pressão é produzido, de preferência e dependendo dos volumes de identificação relevantes para o alongamento do elemento de sustentação e conforme o caso, quando uma adaptação falha especifica do coeficiente linear de alongamento da camada cerâmica de isolamento - TECde ou então do coeficiente térmico e linear de alongamento TECdea da camada de cobertura - é pré-determinado no valor correspondente do elemento de sustentação TECm, sendo que o alongamento diferencial TECde-TECm ou então TECdea-TECm não ultrapassa um valor de 5 -IO^6K"1.

Além disso, a camada de isolamento e/ou a camada de cobertura apresenta, de preferência, a propriedade de umedecer a superfície do suporte quando da respectiva temperatura de marcação a fogo. Sob determinadas circunstâncias, é vantajoso, nesse processo, que o sistema do material passe, pelo menos parcialmente, para o estado cristalino.

A camada de isolamento e/ou a camada de cobertura pode apresentar um sistema de material vítreo ou cristalino-vitreo contendo pelo menos um vidro pré-concebido que, quando de uma temperatura pré-determinável de marcação a fogo, umedeça a superfície do elemento de sustentação. O sistema do material pode conter, adicionalmente, um vidro pré-concebido que passe, pelo menos parcialmente, para o estado cristalino no caso de uma temperatura pré-determinável de marcação a fogo.

Adicionalmente ou então alternativamente, o sistema do material pode conter pelo menos um vidro adicional que não se cristaliza sob condições de exposição ao fogo e/ou pelo menos uma ligação a priori cristalina, sendo que pela otimização das proporções das quantidades dos componentes transparentes e cristalinos pré-concebidos do sistema do material, considerando-se o seu respectivo incremento TEC sob as condições do respectivo processo de marcação a fogo esteja contida uma camada cerâmica de reagrupamento com um valor TEC na área de 0 e 13 -IO-6K"1.

Entre o elemento de sustentação e a camada de isolamento pode estar disposta, adicionalmente, uma camada de compensação que se componha, por exemplo, de níquel químico. Uma camada de compensação desse tipo também serve para a compensação de diferentes coeficientes de expansão por calor entre o material de sustentação e a camada de isolamento. A camada de compensação pode, da mesma forma, ser colocada como a camada de isolamento e a camada de cobertura.

A camada de isolamento e/ou a camada de cobertura e/ou a camada de compensação é, de preferência, uma folha marcada a fogo ou uma pasta de camada espessa marcada a fogo. Entretanto, as camadas também podem ser colocadas através de camadas de detonação ou na forma de camadas térmicas. Alternativamente, também é possível uma colocação de camadas de imersão (processo Dipp), com uma marcação a fogo subsequente.

A configuração e/ou a disposição dos canais condutores de calor dentro da camada de aquecimento está adaptada à respectiva necessidade de rendimento de aquecimento. Assim, as partes dos canais condutores de calor a serem dispostos posteriormente junto de uma parte do tubo de material especialmente forte a ser aquecido podem, por exemplo, ser configuradas com uma secção transversal mais fina ou mais espessa a fim de liberar nessa parte, correspondentemente, mais ou menos energia térmica.

Se o canal condutor de calor for configurado na forma de caracol ou meandro, então a elevação do caracol pode ser escolhida estar mais baixa ou mais alta, conforme a parte, a fim de variar o fornecimento de energia térmica. Além disso, pode-se escolher, conforme a parte, diferentes distâncias do canal.

A fim de se evitar que nos pontos de virada dos canais de condução térmica surjam pontos locais com temperatura elevada (denominados "Hot Spots"), uma criação adicional da invenção prevê que os canais de condução térmica na forma de meandro junto e/ou dentro de seus pontos de virada estejam previstos, pelo menos de acordo com as partes, com uma camada adicional de condutibilidade. Essas pontes de camada ligam ou então propagam as partes adjacentes do canal do condutor de calor, de tal forma que a resistência do canal de condução térmica nos pontos de virada seja objetivamente um pouco menor do que nas áreas restantes. Com o dispositivo de aquecimento alcança-se, por conseguinte, uma distribuição extremamente uniforme da temperatura.

As pontes de condutibilidade da camada são

colocadas sobre a camada de condução térmica, de preferência, como folhas ou pastas de camada densa. Entretanto, as camadas também podem ser colocadas através de camadas de detonação ou por camadas térmicas.

Entre a camada de isolamento, a camada do condutor de calor e/ou o sensor de temperatura pode estar disposta uma camada de contato. Também com essa camada e/ou com a camada de resistência que serve de sensor de temperatura e/ou com a camada intermediária de isolamento ou então de intermediação de aderência (camada de isolamento) disposta entre o elemento de sustentação e o canal do condutor de calor, trata-se, de preferência e conforme a escolha, de folhas marcadas a fogo ou de pastas de camada espessa marcadas a fogo. Estas permitem uma colocação simples e com custos favoráveis, podendo, em particular, ser estruturadas e manuseadas de tal forma que permitam produzir um dispositivo de

aquecimento extremamente confiável e favorável.

No total, a camada de isolamento, a camada de aquecimento, a camada de cobertura, a camada de contato e a camada que serve de sensor de temperatura constituem, de preferência, uma união de camadas de maneira que sempre seja alcançada uma montagem compacta do dispositivo de aquecimento em conformidade com a invenção.

A presente invenção refere-se a um sistema de

canal quente, em particular a um bocal de canal quente ou a um distribuidor de canal quente com um dispositivo de aquecimento elétrico do tipo anteriormente descrito. O dispositivo de aquecimento elétrico é colocado ou então deslocado com o elemento de sustentação configurado no formato tubular ou no formato de estojo sobre um tubo de material, uma barra, uma alavanca do

distribuidor, um bocal ou similar.

Adicionalmente, a presente invenção refere-se a um bocal do canal quente com um dispositivo de aquecimento elétrico em conformidade com a invenção, sendo que o dispositivo de aquecimento elétrico ou então o elemento de sustentação configurado no formato tubular ou na forma de estojo é colocado sobre um tubo de material formando-se uma ajustagem com um jogo pré-determinado.

Por fim, a presente invenção refere-se a um processo para a fabricação de um dispositivo de aquecimento elétrico em conformidade com a invenção para sistemas de canal quente, em particular para bocais de canal quente e/ou distribuidores de canal quente, sendo que a camada de aquecimento e/ou a camada de isolamento e /ou a camada de cobertura e/ou a camada de contato e/ou a camada que serve de sensor de temperatura é/são aplicada(s) pela técnica de folhas e de serigrafia. Essa técnica de aplicação é bastante dominável e pode ser executada com custos favoráveis. As camadas produzidas podem ser aplicadas com precisão, o que, de forma geral, tem um efeito favorável na distribuição da temperatura e também na vida útil dos elementos de aquecimento.

As camadas aplicadas de acordo com a técnica da

serigrafia são colocadas de forma vantajosa, utilizando-se a tecnologia da impressão sobre objetos cilíndricos, na forma de pastas, o que garante uma execução processual especialmente econômica.

Cada camada pode ser aplicada separadamente e

marcada a fogo a diferentes temperaturas. Por exemplo, sobre o elemento de sustentação de cerâmica pode ser utilizado um material de resistência (por exemplo, platina) que é marcado a fogo quando de temperaturas mais elevadas do que a camada de cobertura marcada a fogo na etapa seguinte. Como alternativa, também o material de resistência pode ser marcado a fogo simultaneamente e com temperaturas mais elevadas, juntamente com o material que é utilizado para o sensor de temperatura, do que a camada de cobertura na etapa seguinte. Alternativamente, também podem ser marcadas a fogo, simultaneamente, todas as camadas após a aplicação, o que também é denominado "co-firing" A área de temperatura para marcação a fogo fica, de preferência, entre 800 e

1400 0C.

Características adicionais, particularidades e

vantagens da invenção resultam do conteúdo das Reivindicações e

também da descrição a seguir de exemplos de configuração com base

nos desenhos. São mostradas: Fig. 1 um corte esquemático seccional de um

bocal do canal quente em conformidade com a invenção, com uma

primeira forma de configuração de um dispositivo de aquecimento em

conformidade com a invenção;

Fig. 2 o dispositivo de aquecimento

apresentado na Fig. 1, em uma apresentação desenrolada e parcialmente disposta na forma de leque;

Fig. 3 o dispositivo de aquecimento das Fig. 1 e 2 com um termossensor na apresentação desenrolada;

Fig. 4 um outro tipo de disposição de

aquecimento e do termossensor;

Fig. 5 ainda uma outra forma de configuração

de um aquecimento com termossensor, e

Fig. 6 uma forma de configuração alternativa de um dispositivo de aquecimento em conformidade com a invenção em uma apresentação desenrolada e parcialmente enrugada.

A seguir, números iguais de referência referem-se

a componentes do mesmo tipo.

0 bocal do canal quente 12 do esboço da Fig. 1

possui como parte integrante de uma unidade de fundição por injeção para processamento termoplástico de material plástico para a definição junto a um distribuidor (não apresentado) um estojo (também não apresentado), no qual pode ser empregado um tubo de material 13 que de forma geral é cilíndrico. Um soquete 17 configurado nessa extremidade conclui com o estojo na forma de feixe e se molda ao distribuidor, fazendo a vedação. No tubo de material 13 que se alonga na direção axial e longitudinal é empregada, na extremidade, uma ponta do bocal 18, de preferência aparafusada, que dá continuidade ao canal de corrente 14 configurado no tubo de material 13 até o plano (não apresentado) de uma cavidade do molde (que também não é visível) . A ponta do bocal 18 também pode ser configurada, quando de funcionamento igual, com o tubo de material 13 constituído de uma peça só. Na extensão da formação da parede 16 do tubo de

material 13 fabricado de aço está deslocado um dispositivo de aquecimento 10. Esse dispositivo abrange um elemento de sustentação 20 de cerâmica e na forma de estojo que simultaneamente serve de isolamento elétrico, uma camada de aquecimento 22 colocada por cima que apresenta - conforme indicado no esquema da Fig. 2 - os canais de condução de calor 23 na forma de meandro, bem como uma camada externa de cobertura 24 que cobre para fora e isola eletricamente os canais de condução de calor 23 e o elemento de sustentação 20 situado abaixo disso. Os canais de condução de calor 23, que podem ser configurados de acordo com o próprio critério, podem ser colocados, cada um de acordo com o desempenho necessário, com espessura e disposição variada sobre o elemento de sustentação 20. Nesse caso, através disso pode-se alcançar, conforme a necessidade, uma distribuição definida da temperatura dentro do tubo de material 13.

A fim de se poder acompanhar ou então controlar e regular tanto a ascensão como também o andamento da temperatura dentro do tubo de material 13 ou então dentro da parede 16, entre a camada de aquecimento 22 e a camada de cobertura 24 está prevista pelo menos uma camada 28 que serve de sensor de temperatura composta de um material PTC cuja resistência aumenta à medida que a temperatura aumenta (Fig. 2). No lugar de um material de resistência variável de acordo com a temperatura pode-se utilizar também um termo-elemento de um material apropriado. Para um melhor contato de calor, entre a camada de aquecimento 22 e a camada 28 que serve de sensor de temperatura encontra-se uma camada de contato 26 de isolamento elétrico que, conforme a necessidade, também pode ser prevista entre outras camadas.

A camada 28 que serve de sensor de temperatura pode, da mesma forma que a camada de aquecimento 22, apresentar canais de condução 29 que como termossensores medem o andamento da temperatura (vide Fig. 4) . Nesse processo, os canais de condução 29 estão situados, de acordo com o propósito, no mesmo plano que os canais de condução de calor 23 da camada de aquecimento 22 e são protegidos, juntamente com estes, pela camada de cobertura 24 de dentro para fora. Dessa forma, a altura do dispositivo de calor fica reduzida a um mínimo. As Fig. 3, 4 e 5 mostram possibilidades alternativas de uma configuração dos canais de condução de calor 23 e também dos canais de condução 29 para a

medição da temperatura.

Cada camada 22, 24, 26, 28 é aplicada por meio de

uma colocação direta de camadas, unindo o material sobre o elemento de sustentação 20 e em seguida é marcada a fogo sob as condições de marcação a fogo pré-determinadas específicas do material, de maneira que ocorra uma união de camadas com conexão do material, sendo que essa união constitui o dispositivo de aquecimento 10. Pelo fato de que, adicionalmente, as camadas individuais de função 20, 22, 24, 26, 28 da união de camadas apresentam, em virtude de sua construção e com relação específica ao material bastante similar, uma capacidade de aderência extraordinariamente boa uma à outra, o dispositivo de aquecimento mantém, no total, mesmo sob cargas extremas mecânicas e/ou térmicas, uma resistência permanente. Após produzir a união das camadas, o dispositivo de aquecimento 10 é deslocado sobre o tubo de material 13 com um jogo pré-determinado que é escolhido de maneira que o dispositivo de aquecimento 10 não seja danificado no estado operacional aquecido pelo tubo de material 13 que se expande mais sob o efeito do calor, garantindo, entretanto, a melhor transição possível de calor entre o elemento de sustentação e o tubo de material 13. Um melhor efeito de passagem de calor pode

ocorrer ratinando-se, adicionalmente, o lado interno do elemento de sustentação ou então o lado externo do tubo de material. Para uma melhor transferência de calor o lado interno do elemento de sustentação ou então o lado externo do tubo de material também pode ser provido com uma camada escura ou preta. Essa camada pode compor-se, por exemplo, de uma cor preta, tal como é usada na construção de elementos de aquecimento por radiação. Como alternativa ou adicionalmente, também pode ser utilizado um material escuro, em especial uma cerâmica escura para o tubo do apoio, como por exemplo, óxido de alumínio preto. Se for utilizado um tubo metálico de apoio, então pelo processo de marcação a fogo pode-se ter como efeito um lançamento escuro do metal no lado interno do tubo.

Como processo de elaboração das camadas para a colocação das camadas individuais de função adequam-se a técnica das folhas e a técnica da camada espessa, para a aplicação da camada de isolamento e/ou da camada de cobertura, eventualmente, também é possível a formação de camadas por detonação ou os métodos térmicos de preparação de camadas. De preferência, utiliza-se, entretanto, a técnica da serigrafia de camada espessa aplicando-se a tecnologia da impressão sobre objetos cilíndricos. A marcação a fogo das camadas pode se realizar individualmente ou em conjunto.

As conexões elétricas 23~ e 29" para os canais de condução de calor 23 e para a camada 28 que serve de sensor de temperatura 28 também são executadas pela técnica da camada espessa, sendo que os contatos necessários para isso são configurados de tal forma que a alimentação da potência ou então a transmissão de informações possa ocorrer por meio das ligações

de cabo plugáveis.

A Fig. 6 mostra uma forma de configuração alternativa de um dispositivo de aquecimento 30 em conformidade com a invenção em uma apresentação desenrolada e parcialmente na forma de leque. O dispositivo de aquecimento 30 abrange um elemento de sustentação 32 de forma tubular ou com o formato de estojo que, na essência, corresponde ao elemento de sustentação 20 do dispositivo de aquecimento 10 apresentado nas Fig. 1 e 2; entretanto, não é fabricado de cerâmica, mas de um metal ou de uma liga de metais. Para o isolamento elétrico está disposta sobre o elemento de sustentação 20 uma camada de isolamento ou então uma camada de fluido dielétrico 34, sobre a qual então, em seqüência, estão previstas a camada de aquecimento 22, a camada de contato 26, a camada 28 que constitui um sensor de temperatura e a camada de cobertura 24, da mesma forma que no dispositivo de aquecimento apresentado na Fig. 2. A colocação da camada individual de função realiza-se da mesma maneira que no dispositivo de aquecimento 10.

Sobre a superfície, ratinada de forma já conhecida para fins de capacidade aprimorada de aderência, do elemento de sustentação 32 é colocada para a produção da camada de fluido dielétrico 34, pelo processo de impressão sobre objetos cilíndricos, uma pasta de fluido dielétrico de camada espessa. A proporção de matéria sólida dessa pasta pode se compor, por exemplo, de um vidro cristalizante in situ na área de temperatura acima de 900 0C com os componentes principais BaO, Al2O3 e SiO2 na composição molar, aproximadamente, de BaO Al2O3 4 SiO2. A camada de fluido dielétrico 32 obtida com a marcação a fogo possui um TEC de 6 -IO-6K"1 na área de temperatura de 20 a 300 °C.

Condicionado pela descompensação de TEC que surge através desse processo entre a parede de metal 16 e a camada de fluido dielétrico 34 na disposição das grandezas 5 -IO-6K"1, quando do resfriamento da parede 16 preparada com camada de fluido dielétrico do elemento de sustentação 32 na área de temperatura da deformação elástica pura, ou seja, entre a temperatura de transformação do vidro, de aprox. 700 0C e a temperatura ambiente, deve-se contar com a montagem de um estiramento por pressão de aproximadamente 3500 bar (com um módulo E tomado como suposição da camada de fluido dielétrico 34 de 2 -IO6 bar). O valor do pré- estiramento por pressão ainda não alcança a área-limite critica da resistência à própria pressão do fluido dielétrico que começa acima de 6000 bar. Entretanto, essa tensão é suficiente para evitar, de forma confiável, a ocorrência de tensões de tração na camada de fluido dielétrico 34 e, com isso, também nas camadas seguintes 22, 24 se a parede 16 do elemento de sustentação 32 for expandida de forma cíclica com uma carga de 2000 bar.

A invenção não está limitada a uma das formas de configuração descritas anteriormente. Ao contrário, são possíveis modificações e alterações sem abandonar a área de proteção da presente invenção que está definida pelas reivindicações anexas. Assim, a camada de isolamento e/ou a camada de cobertura pode apresentar, por exemplo, um sistema de material vítreo ou cristalino-vítreo que contenha pelo menos um vidro pré-constituído que umedeça a superfície do elemento de sustentação quando de uma temperatura pré-determinável de marcação a fogo. Além disso, o sistema de material contém pelo menos um vidro pré-constituído que, quando de uma temperatura pré-determinável de marcação a fogo, passe pelo menos parcialmente para um estado cristalino. Adicionalmente ou como alternativa, o sistema de material pode conter pelo menos um vidro adicional que não cristaliza sob condições de marcação a fogo e/ou pelo menos uma união a priori cristalina, sendo que pela otimização das proporções da quantidade das partes integrantes vitreas e cristalinas pré-constituidas do sistema de material, considerando- se seu respectivo incremento de TEC sob as condições do respectivo processo de marcação a fogo está contida uma camada cerâmica de fluido dielétrico com um valor TEC na área de 0 e 9 -ICT6K"1. A camada de isolamento e/ou a camada de cobertura

é, de preferência - assim como a camada de compensação - uma folha marcada a fogo ou uma pasta de camada espessa marcada a fogo. Todas as três camadas podem ser colocadas também através da montagem de camadas por detonação ou na forma de camadas térmicas. Alternativamente, também é possível uma elaboração de camadas de imersão com subsequente marcação a quente.

Todas as características e vantagens que se originam das reivindicações, da descrição e do desenho, inclusive as particularidades construtivas, as disposições de espaço e as etapas processuais podem ser essenciais, sob o ponto de vista da invenção, tanto para si próprias como também nas combinações variadas. Lista de símbolos de referência.

Aquecimento

12 Bocal do canal quente 13 Tubo de material

14 Canal de corrente

16 Elaboração da parede

17 Área do soquete 18 Ponta do bocal

Elemento de sustentação

22 Camada de aquecimento

23 Canais de condução de calor 23* Conexão

2 4 Camada de cobertura

2 6 Camada de contato

28 Camada que serve de sensor de temperatura

29 Canais do condutor 2 9 " Conexão

Dispositivo de aquecimento 32 Elemento de sustentação

34 Camada de fluido dielétrico

Claims

1. Dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) para sistemas de canal quente, em particular para bocais de canal quente (12) e/ou distribuidores de canal quente, caracterizado pelo fato de que possui pelo menos um elemento de sustentação configurado com formato tubular ou na forma de estojo (20; 32) e com pelo menos uma camada de aquecimento (22) que apresenta canais do condutor de aquecimento (23), sendo que a camada de aquecimento (22) é uma folha marcada a fogo ou uma pasta de camada espessa marcada a fogo.

2. Dispositivo de aquecimento em conformidade com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que sobre a camada de aquecimento (22) está colocada pelos menos uma camada de cobertura de isolamento elétrico (24).

3. Dispositivo de aquecimento em conformidade com a Reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que está prevista pelo menos uma outra camada (28) que serve de sensor de temperatura e que é capaz de conduzir eletricidade (28), cuja resistência elétrica depende da temperatura.

4. Dispositivo de aquecimento em conformidade com a Reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a camada (28) que serve de sensor de temperatura apresenta um material PTC ou NTC.

5. Dispositivo de aquecimento em conformidade com a Reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a camada (28) que serve de sensor da temperatura está dimensionada como termo-elemento e se compõe de um material adequado para produzir um estiramento térmico.

6. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que a camada (28) que serve de sensor de temperatura e a camada de aquecimento (22) estão na direção radial em um plano.

7. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o elemento de sustentação (20; 32) é produzido de um material sinterizado.

8. Dispositivo de aquecimento em conformidade com a Reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o material sinterizado é uma cerâmica, um metal sinterizado ou uma liga de metal sinterizada.

9. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o elemento de sustentação (20; 32) é produzido de metal, de uma liga de metal, de aço ou de uma liga de aço.

10. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que entre o elemento de sustentação (20; 32) e a camada de aquecimento (22) está disposta uma camada de isolamento (34).

11. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que entre o elemento de sustentação (20; 32) e a camada de isolamento (34) está disposta uma camada de compensação.

12. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a camada de isolamento (34) e/ou a camada de cobertura (24) e/ou a camada de compensação é uma camada de fluido dielétrico vidrento e/ou cerâmico.

13. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de que a camada de isolamento (34) e/ou a camada de cobertura (24) e/ou a camada de compensação, após pelo menos um processo de marcação a fogo em relação ao elemento de sustentação (20; 32), passa a ficar sob pré-estiramento por pressão.

14. Dispositivo de aquecimento em conformidade com a Reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o coeficiente de expansão térmica (TECde) da camada de isolamento (34) e/ou o coeficiente de expansão térmica linear (TECdea) da camada de cobertura (24) e/ou o coeficiente de expansão térmica linear (TECdea) da camada de compensação, após o processo de marcação a fogo, é menor que o coeficiente de expansão térmica linear (TECm) do elemento de sustentação (20; 32).

15. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a camada de isolamento (34) e/ou a camada de cobertura (24) e/ou a camada de compensação é uma folha marcada a fogo ou uma pasta de camada espessa marcada a fogo.

16. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a camada de isolamento (34) e/ou a camada de cobertura (24) e/ou a camada de compensação é colocada através da formação de camadas por detonação ou através da formação térmica de camadas ou através da formação de camadas por imersão.

17. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a configuração e/ou a disposição dos canais de condução de calor (23) está adaptada dentro da camada de aquecimento (22) à respectiva necessidade de aquecimento.

18. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os canais de condução de calor (23) estão configurados pelo menos na forma de partes e com o formato de meandro.

19. Dispositivo de aquecimento em conformidade com a Reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que os canais de condução de calor (23) com formato de meandro estão previstos junto do e/ou dentro de seus pontos de mudança, pelo menos em partes, com uma camada adicional de condutibilidade.

20. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que entre a camada de isolamento (34), a camada de aquecimento (22) e/ou a camada que serve de sensor de temperatura (28) está disposta uma camada de contato (26).

21. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a camada de contato (26) e/ou a camada que serve de sensor de temperatura (28) corresponde a folhas marcadas a fogo ou a pastas de camada espessa marcadas a fogo.

22. Dispositivo de aquecimento em conformidade com uma das Reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a camada de isolamento (34) e/ou a camada de aquecimento (22) e/ou a camada de cobertura (24) e/ou a camada de compensação e/ou a camada de contato (26) e/ou a camada que serve de sensor de temperatura (28) constituem uma união de camadas.

23. Sistema de canal quente, em especial bocal de canal quente ou distribuidor de canal quente com um dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) caracterizado pelo fato de que é em conformidade com uma das Reivindicações 1 a 22.

24. Sistema de canal quente em conformidade com a Reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) está colocado sobre um tubo de material (13), uma barra, uma alavanca do distribuidor, um bocar ou similar.

25. Bocal do canal quente com um dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) em conformidade com uma das Reivindicações 1 a 22, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) está colocado sobre um tubo de material cilíndrico (13) formando uma passagem com jogo pré-determinado.

26. Bocal do canal quente em conformidade com a Reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o lado interno do elemento de sustentação (20; 32) do dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) e/ou o lado externo do tubo de material (13) está ratinado ou um pouco ratinado.

27. Bocal do canal quente em conformidade com a Reivindicação 2 5 ou 26, caracterizado pelo fato de que o lado interno do elemento de sustentação (20; 32) do dispositivo de aquecimento elétrico (10;30) e/ou o lado externo do tubo de material (13) está com camadas escuras ou é iniciado com cor escura através do tratamento por temperatura.

28. Processo para a fabricação de um dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) para sistemas de canal quente, em particular para bocais do canal quente (12) e/ou para distribuidores do canal quente em conformidade com uma das Reivindicações 1 a 22, caracterizado pelo fato de que a camada de aquecimento (22) e/ou a camada de isolamento (34) e/ou a camada de cobertura (24) e/ou a camada de contato (26) e/ou a camada de serve de sensor de temperatura (28) é/são aplicada(s) pela técnica de folhas ou de serigrafia.

29. Processo em conformidade com a Reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que as camadas aplicadas pela técnica da serigrafia são colocadas utilizando-se a tecnologia da impressão sobre objetos cilíndricos, em forma de pastas.

30. Processo em conformidade com a Reivindicação 28 ou 29, caracterizado pelo fato de que cada camada é aplicada separadamente e em seguida é marcada a fogo.

31. Processo em conformidade com uma das Reivindicações 2 8 a 30, caracterizado pelo fato de que a temperatura de marcação a fogo varia para cada camada.

32. Processo em conformidade com a Reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a temperatura de marcação a fogo varia para cada camada e é reduzida após cada etapa de marcação a fogo.

33. Processo em conformidade com uma das Reivindicações 28 a 32, caracterizado pelo fato de que todas as camadas são aplicadas separadamente e marcadas a fogo simultaneamente (co-firing).

34. Processo em conformidade com uma das Reivindicações 28 a 33, caracterizado pelo fato de que a área de temperatura para marcação a fogo está entre 800 e 1400°C.