ES2249203T3 - Elemento calentador de capa gruesa y su procedimiento de fabricacion. - Google Patents

Elemento calentador de capa gruesa y su procedimiento de fabricacion.

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ES2249203T3 ES00101111T ES00101111T ES2249203T3 ES 2249203 T3 ES2249203 T3 ES 2249203T3 ES 00101111 T ES00101111 T ES 00101111T ES 00101111 T ES00101111 T ES 00101111T ES 2249203 T3 ES2249203 T3 ES 2249203T3
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Abstract

Dispositivo con un elemento calentador de película gruesa (10, 12) que se alimenta con una primera tensión de alimentación (18) a través de dos superficies de contacto (14, 16) caracterizado porque a través de por lo menos una superficie de contacto adicional (20, 22) en el elemento calentador de película gruesa (10, 12) se puede tomar una segunda tensión de alimentación para otro consumidor (24).

Description

Elemento calentador de capa gruesa y su procedimiento de fabricación.
La invención parte de un dispositivo con un elemento calentador de película gruesa y un procedimiento conforme a la especie de las reivindicaciones independientes.
En los dispositivos provistos de una resistencia en espiral es habitual el efectuar mediante una resistencia en serie una toma de una segunda tensión de alimentación más baja para un consumidor adicional, por ejemplo, para un piloto indicador de funcionamiento, para un motor eléctrico, etc., además de la tensión de alimentación para la resistencia en espiral. Para ello la resistencia en serie está conectada en serie con el consumidor y conectada junto con éste en paralelo con la resistencia en espiral. Si se desea conseguir una caída de tensión grande se necesitan resistencias de gran potencia, caras y de gran volumen. Las resistencias deberán montarse con un soporte adicional y su calor ha de evacuarse de forma controlada con un gasto elevado en cuanto a diseño y unos costes importantes.
También se conoce el sistema de tomar una segunda tensión de alimentación para un consumidor adicional en una resistencia en espiral, mediante división de la tensión. La resistencia en espiral tiene dos puntos de conexión a través de los cuales se alimenta con una tensión de alimentación. La tensión de alimentación para el consumidor adicional se toma en uno de los puntos de conexión y en una superficie de contacto adicional entre los puntos de conexión en la resistencia en espiral, mediante un elemento de contacto. La superficie de contacto adicional en la resistencia en espiral resulta cara y compleja por su diseño, especialmente cuando se trata de elementos calentadores tubulares en los que la resistencia en espiral va conducida por el interior de un tubo. A través del elemento de contacto se evacua calor de la resistencia en espiral. La resistencia en espiral no debe sufrir daños permanentes por este motivo y el elemento de contacto y posiblemente también el consumidor se deberán diseñar para altas temperaturas.
Para calentar objetos y líquidos es habitual emplear elementos calentadores de película gruesa, por ejemplo, para calentar agua en un hervidor de agua, etc. El elemento calentador de película gruesa se prepara a base de una pasta para película gruesa con una alta resistencia óhmica y que se aplica sobre una placa soporte. Para calentar el objeto o el líquido se aplica a la pasta de película gruesa una tensión de alimentación, por lo general la tensión de la red.
El objetivo de la invención consiste en crear un dispositivo con un elemento calentador donde se pueda tomar una tensión de alimentación para un consumidor adicional, de forma sencilla y económica. Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invención por las características de las reivindicaciones independientes, mientras que unas realizaciones ventajosas y perfeccionamientos de la invención se pueden deducir de las subreivindicaciones.
En los elementos calentadores de película gruesa se necesitan en general superficies de contacto para efectuar la conexión eléctrica del elemento calentador de película gruesa. Las superficies de contacto se pueden fabricar simultáneamente con el elemento calentador de película gruesa en una misma fase de proceso, por ejemplo mediante un procedimiento de serigrafía. Unas superficies de contacto adicionales para otras tensiones de alimentación no implican un mayor gasto tecnológico.
En una realización ventajosa de la invención se propone realizar el elemento calentador de película gruesa con un circuito calentador principal y un segundo circuito calentador que sirve de resistencia en serie. El segundo circuito calentador está conectado en serie con el consumidor adicional y junto con éste, en paralelo al circuito calentador principal, a través de la superficie de contacto adicional. El calor perdido en la resistencia en serie o en el segundo circuito de calefacción se emite y aprovecha de la misma manera que el del circuito calentador principal o la fuente de calor principal. De esta manera la resistencia en serie contribuye a la potencia de calentamiento total e incrementa el grado de rendimiento del dispositivo. La resistencia en serie y la fuente de calor principal son convenientemente de un mismo material y se pueden fabricar económicamente en una misma fase de proceso, por ejemplo mediante serigrafía. El gasto de material aumenta sólo ligeramente. Si se necesitan varias tensiones de alimentación diferentes se pueden integrar varias resistencias en serie diferentes como circuitos calentadores gracias a la configuración flexible del elemento calentador de película gruesa.
En lugar de obtener una caída de tensión a través de una resistencia en serie se propone, en una de las realizaciones de la invención, el situar la superficie de contacto adicional eléctricamente entre las dos superficies de contacto en el elemento calentador de película gruesa, tomando la segunda tensión de alimentación más baja en una de las dos superficies de contacto y en la superficie de contacto adicional, mediante división de la tensión. Se puede ahorrar el material adicional para una resistencia en serie.
La superficie de contacto puede estar situada directamente en el elemento calentador de película gruesa, en una zona de alto valor óhmico. La capa de protección aislante, que generalmente se aplica sobre el elemento calentador de película gruesa, se ha de despejar en este caso en las superficies de contacto correspondientes. Sin embargo, la superficie de contacto se forma ventajosamente por una parte de bajo valor óhmico del elemento calentador de película gruesa, con lo cual en la zona de contacto reinan temperaturas más bajas. Los elementos de contacto y el consumidor se pueden diseñar para temperaturas más bajas, y por lo tanto de forma más económica. Las superficies de contacto de bajo valor óhmico pueden estar formadas por una zona de pasta de película gruesa de bajo valor óhmico o por un tramo conductor de bajo valor óhmico. Los tramos conductores de bajo valor óhmico se emplean con frecuencia para conectar entre sí distintas partes del elemento calentador de película gruesa. Si se aprovecha uno de estos puntos de unión para tomar la tensión de alimentación adicional, no se necesita pasta de película gruesa de bajo valor óhmico adicional para la superficie de contacto adicional. Por otra parte, la resistencia resulta ventajosamente prácticamente igual en toda la superficie de contacto de bajo valor óhmico, de manera que en diferentes posiciones sobre la superficie de contacto se puede tomar la misma tensión de alimentación.
Un contacto entre la superficie de contacto adicional y el consumidor adicional se puede establecer de diversas maneras, que al especialista le parezcan adecuadas, tal como por ejemplo mediante soldadura,
pegado, etc. Sin embargo, el contacto se establecerá de forma especialmente ventajosa mediante un resorte de contacto. El consumidor se puede conectar de forma rápida y limpia y en particular se puede volver a separar de la superficie de contacto. Se evita el riesgo de suciedad debido al material de aportación de soldadura o al pegamento. Por otra parte, los contactos para la tensión de alimentación del elemento calentador de película gruesa también se establecen con frecuencia mediante resortes de contacto. Se puede recurrir a componentes en gran medida existentes y acreditados. También se evita un mayor gasto tecnológico.
Es ventajoso que al menos una parte de un dispositivo de sujeción para el resorte de contacto esté realizado de una misma pieza con un componente existente, por ejemplo, un alojamiento en un componente en el cual ya estén fijados resortes de contacto para la tensión de alimentación del elemento calentador de película gruesa. En el alojamiento, el fabricante, por ejemplo, de un hervidor de agua puede colocar y fijar su resorte de contacto propio, realizado de acuerdo con sus necesidades de diseño, por ejemplo mediante una unión por enclavamiento, etc. Se pueden ahorrar componentes adicionales, gastos de montaje y costes.
Los dispositivos con un elemento calentador de película gruesa llevan frecuentemente una unidad de mando que controla determinados parámetros del dispositivo, y en particular del elemento calentador de película gruesa, tal como por ejemplo la temperatura, el tiempo de calentamiento, etc. La unidad de mando consta de un cuerpo base, que va fijado convenientemente sobre la placa soporte del elemento calentador de película gruesa, o en un componente situado en el entorno del elemento calentador de película gruesa. En el cuerpo base van fijados con frecuencia resortes de contacto para la tensión de alimentación del elemento calentador de película gruesa, de manera que en éste se puede integrar de forma especialmente ventajosa al menos una parte del dispositivo de sujeción para el resorte de contacto adicional. En una de las realizaciones de la invención se propone que al menos una parte del dispositivo de sujeción para el resorte de contacto adicional se conforme junto con el cuerpo base, en una misma operación del proceso de conformado de éste, por ejemplo en un proceso de fundición inyectada. Así se pueden ahorrar fases de proceso adicionales y costes de fabricación. Pero, por principio, sin embargo, se pueden realizar partes de los dispositivos de sujeción, por ejemplo los alojamientos, también en fases de proceso posteriores, por ejemplo, mediante procedimientos con arranque de viruta tales como taladrado, fresado, etc.
En lugar de montar el resorte de contacto en el consumidor de la unidad de mando, por ejemplo, en el fabricante de un hervidor de agua, éste se puede premontar en el fabricante de la unidad de mando. Debido a la gran flexibilidad de configuración, el elemento calentador de película gruesa se puede adaptar simplemente a la posición del resorte de contacto, tomando una segunda tensión de alimentación, de acuerdo con la invención, a través de una resistencia en serie y/o a través de un divisor de tensión. Con los resortes de contacto premontados, la unidad de mando representa un conjunto autónomo cuyo funcionamiento se puede comprobar con facilidad, y que se puede montar y desmontar de forma rápida y sencilla.
Otras ventajas se deducen de la siguiente descripción del dibujo. En el dibujo está representado un ejemplo de realización de la invención. El dibujo, la descripción y las reivindicaciones contienen numerosas características combinadas. El especialista deberá considerar convenientemente las características también de forma individual, reuniéndolas para formar otras combinaciones convenientes.
Las figuras muestran:
Figura 1: un esquema de un dispositivo con una resistencia en serie,
Figura 2: un elemento calentador de película gruesa sobre una placa de soporte, conforme al esquema de la figura 1,
Figura 3: un esquema de un dispositivo con un divisor de tensión, y
Figura 4: un elemento calentador de película gruesa sobre una placa de soporte, conforme al esquema de la figura 3.
La figura 1 muestra un esquema de un hervidor de agua que no está representado con mayor detalle, con un elemento calentador de película gruesa 10, que se abastece con una tensión de alimentación 18 a través de dos superficies de contacto 14, 16 (figura 2). El elemento calentador de película gruesa 10 consta de distintas bandas de pasta de película gruesa aplicadas sobre una placa soporte 54 y que están unidas entre sí a través de unos tramos conductores de bajo valor óhmico 42, 44, 46, 48, 50, 52. El elemento calentador de película gruesa 10 consta de un circuito calentador principal 26 y de un segundo circuito calentador 28 que sirve de resistencia en serie (figuras 1 y 2). El segundo circuito calentador 28 consta, al igual que el circuito calentador principal 26, de una banda de pasta de película gruesa y está conectado con un consumidor 24, en serie con el circuito calentador principal 26, y a través de una superficie de contacto adicional 20, en paralelo con éste. El segundo circuito calentador 28 está unido a través del tramo conductor 42 con la superficie de contacto 14 y a través de la superficie de contacto adicional 20 y un resorte de contacto 32 con un consumidor 24 (figura 1) que no está representado con mayor detalle en la figura 2, y que a su vez está unido a la segunda superficie de contacto 16. En el elemento calentador de película 10 se puede tomar de forma sencilla y económica una segunda tensión de alimentación para el consumidor 24, aprovechando la potencia de calentamiento del segundo circuito calentador 28 o la resistencia en serie para incrementar el grado de rendimiento del hervidor de agua.
Encima de la placa soporte 54 está dispuesta una unidad de mando con un cuerpo base 40, que va fijado sobre la placa soporte 54 mediante unas columnas de fijación que no están representadas con mayor detalle. Los contactos para la tensión de alimentación 18 para el circuito calentador principal 26 se establecen a través de dos resortes de contacto 56, 58, que van fijados al cuerpo base 40. El resorte de contacto 32 para la superficie de contacto adicional 20 también va fijado al cuerpo base 40 por medio de un dispositivo de sujeción 36 realizado de una misma pieza con el cuerpo base 40, y que no está representado con mayor detalle. Se pueden ahorrar así componentes adicionales para un dispositivo de sujeción.
Las figuras 3 y 4 muestran otra realización de la invención, donde una superficie de contacto adicional 22 está dispuesta eléctricamente entre las dos superficies de contacto 14, 16 de un elemento calentador de película gruesa 12. Los componentes iguales van referenciados por principio con los mismos signos de referencia. Mediante la división de tensión se puede tomar una segunda tensión de alimentación para el consumidor 24 en la superficie de contacto 16 y en la superficie de contacto adicional 22. El elemento calentador de película gruesa 12 se compone de distintas bandas individuales de pasta de película gruesa aplicadas sobre la placa soporte 54, que están unidas entre sí mediante tramos de línea de bajo valor óhmico 30, 44, 48, 50, 52. La superficie de contacto 22 está formada por el tramo de línea 30. Se puede prescindir de una superficie de contacto adicional.
Los contactos para la tensión de alimentación 18 para el elemento calentador de película gruesa 12 se establecen a través de dos resortes de contacto 56, 58, que van fijados al cuerpo base 40 de la unidad de mando. El contacto con la superficie de contacto adicional 22 se establece por medio de un resorte de contacto 34 que también va fijado al cuerpo base 40 por medio de un dispositivo de sujeción 38, realizado de una misma pieza con el cuerpo base 40 y que no está representado con mayor detalle.
Referencias
10
Elemento calentador de película gruesa
12
Elemento calentador de película gruesa
14
Superficie de contacto
16
Superficie de contacto
18
Tensión de alimentación
20
Superficie de contacto
22
Superficie de contacto
24
Consumidor
26
Circuito calentador principal
28
Circuito calentador
30
Tramo de línea
32
Resorte de contacto
34
Resorte de contacto
36
Dispositivo de sujeción
38
Dispositivo de sujeción
40
Cuerpo base
42
Tramo de línea
44
Tramo de línea
46
Tramo de línea
48
Tramo de línea
50
Tramo de línea
52
Tramo de línea
54
Placa soporte
56
Resorte de contacto
58
Resorte de contacto

Claims (9)

1. Dispositivo con un elemento calentador de película gruesa (10, 12) que se alimenta con una primera tensión de alimentación (18) a través de dos superficies de contacto (14, 16) caracterizado porque a través de por lo menos una superficie de contacto adicional (20, 22) en el elemento calentador de película gruesa (10, 12) se puede tomar una segunda tensión de alimentación para otro consumidor (24).
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento calentador de película gruesa (10) presenta un circuito calentador principal (26) y un segundo circuito calentador (28) que sirve de resistencia en serie, donde el segundo circuito calentador (28) está conectado en serie con el consumidor (24) y junto con éste en paralelo al circuito calentador principal (28), a través de la superficie de contacto adicional (20).
3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie de contacto adicional (22) está dispuesta eléctricamente entre las dos superficies de contacto (14, 16) en el elemento calentador de película gruesa (12) y porque mediante la división de tensión se puede tomar la segunda tensión de alimentación en una de las dos superficies de contacto (14, 16) y en la superficie de contacto adicional (22).
4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque la superficie de contacto adicional (22) está formada por una parte de bajo valor óhmico del elemento calentador de película gruesa (12).
5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque la parte de bajo valor óhmico del elemento calentador de película gruesa (12) es un tramo de línea (30).
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contacto con la superficie de contacto adicional (20, 22) se establece a través de un resorte de contacto (32, 34).
7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque al menos una parte de un dispositivo de sujeción (36, 38) para el resorte de contacto (32, 34) está realizada de una sola pieza con un componente ya existente.
8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque el componente es un cuerpo base (40) de una unidad de mando.
9. Procedimiento para la fabricación de un cuerpo base (40) de una unidad de mando para un dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque en una operación de conformado del cuerpo base (40) se conforma al mismo tiempo por lo menos una parte del dispositivo de sujeción (36, 38) para el resorte de contacto adicional (32, 34).
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