BR0003076B1 - blindagem para a extremidade de ligação ou extremidade terminal de um cabo de fita de aquecimento elétrico e processo para produção da mesma. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "BLINDAGEMPARA A EXTREMIDADE DE LIGAÇÃO OU EXTREMIDADE TERMINAL DEUM CABO DE FITA DE AQUECIMENTO ELÉTRICO E PROCESSO PARAPRODUÇÃO DA MESMA".

Área Técnica

A presente invenção refere-se a uma blindagem para a extremi-dade de ligação ou extremidade terminal de um cabo de fita de aquecimentoelétrico, que apresenta no núcleo vários condutores elétricos e sobre o nú-cleo, um invólucro externo isolante, de um material de fluorpolímero termo-plástico. A invenção refere-se, também, a um processo para produção deuma blindagem desse tipo.

Estado da Técnica

Normalmente, nos cabos de fita de aquecimento da espécieconsiderada, dois dos condutores estão dispostos internamente e paralela-mente um ao outro, também designados como "buswires". Os mesmos es-tão inseridos, por exemplo, em uma matéria sintética, que por aditivos cor-respondentes está formada de modo fracamente condutor. Se uma tensãofor aplicada aos dois "buswires" (por exemplo, uma tensão alternada de re-de comum), então ocorre um fluxo de corrente sujeito a perdas entre os dois"buswires", através do material fracamente condutor e à formação de calorpor perda. Essa espécie de fita de aquecimento também é designada comocabos de fita de aquecimento autolimitadores ou como aquecedores de linhaparalelos. Ao invés de unidos por uma matéria sintética fracamente conduto-ra, os dois "buswires" também poderiam estar unidos através de um fio deresistência, que está enrolado em caracol em torno dos mesmos e soldadocom os mesmos a distâncias regulares.

Normalmente, os cabos de fita de aquecimento da espécie con-siderada também ainda estão encobertos segundo a espécie de um cabocoaxial e, para isso, apresentam sobre um isolamento intermediário aindauma camada condutora, por exemplo, na forma de um tecido de arame. Sódepois dessa cobertura, vem, então, o envoltório externo mencionado.

Para ligação dos dois "buswires", bem como para a cobertura,os mesmos são expostos por um pedaço e depois unidos, individualmente,com pernas de ligação, por exemplo, através de pinças de ligação. Para iso-lamento, bem como para proteção contra influências externas, a região deligação na maioria das vezes é subseqüentemente blindada, o que, normal-mente, se dá simplesmente por colagem. Também as extremidades livresdas fitas de aquecimento são blindadas por colagem.

Os fluorpolímeros termoplásticos, altamente estáveis à tempera-tura, citados inicialmente, no entanto, devido às suas propriedades de su-perfície especiais, com uma adesão extremamente pequena, só podem sercolados limitadamente de modo estanque e estável com os atuais processosde colagem. Particularmente, as blindagens produzidas desse modo sãobastante sensíveis a cargas mecânicas.Apresentação da Invenção

A blindagem proposta pela invenção, tal como está caracteriza-da na reivindicação de patente 1, compreende uma peça perfilada de ummaterial de fluorpolímero termoplástico, que é soldável com o do envoltórioexterno do cabo de fita de aquecimento e está soldado de modo hermético epermanente. A blindagem de acordo com a invenção é particularmente a-propriada para aplicações em um campo rude, bem como exigente quanto àtécnica de segurança, tal como, por exemplo, na construção de aviões.

Em fitas de aquecimento da espécie considerada, o envoltórioexterno normalmente é extrudado sobre o núcleo que contém os conduto-res. A peça perfilada usada para a blindagem de acordo com a invençãoestá, então preferivelmente configurada de tal modo que durante o processode extrusão do envoltório externo da fita de aquecimento, ela possa passarjunto pelo extrusor e, desse modo, é igualmente revestida pelo envoltórioexterno.

A blindagem é produzida primeiramente passando-se a peçaperfilada, juntamente com o cabo de fita de aquecimento, através de umextrusor enquanto se aplica o envoltório externo da fita de aquecimento. Emseguida o envoltório externo do cabo de fita de aquecimento é soldado coma peça perfilada por meio de uma ferramenta de dois mordentes, sendo quea solda se dá, preferivelmente, em dois estágios, de tal modo que no primei-ro estágio, o material de fluorpolimero da peça perfilada e do envoltório ex-terno só são fundidos e só no segundo estágio são fundidos um com o ou-tro, sob ação de pressão. Em um processo de solda separado o isolamentodas pernas de ligação é soldado com a superfície interna das luvas.

Configurações e desenvolvimentos vantajosos e, por esse moti-vo, preferidos, da invenção estão respectivamente caracterizados nas rei-vindicações dependentes.

Breve Descrição das Figuras

A invenção será explicada mais detalhadamente, a seguir, pormeio de exemplos de realização em conexão com o desenho. Mostram:

Figura 1 uma blindagem de acordo com a invenção, parcialmen-te cortada, na extremidade de ligação de um cabo de fita de aquecimento,mais precisamente, sob a), em vista de cima e sob b), em uma vista lateral;

Figura 2 uma peça perfilada para uma blindagem de acordo coma Figura 1, mais precisamente, sob a), em vista de cima, sob b), no corte I-Ie sob c), no corte ll-ll;

Figura 3 seções de uma fita sem fim, composta de vários cabosde fita de aquecimento e pernas de ligação, com um envoltório externo ex-trudado uniformemente e sobre os pontos de união; e

Figura 4 uma peça perfilada para uma blindagem na extremida-de terminal de um cabo de fita de aquecimento.

Meios para Execução da Invenção

Na Figura 1,10 designa uma blindagem de acordo com a inven-ção, na extremidade de ligação de um cabo de fita de aquecimento 20. Docabo de fita de aquecimento 20 só está representada uma curta seção. A-lém disso, seus componentes estão desenhados em comprimentos diferen-tes, para tornar os mesmos identificáveis individualmente. O cabo de fita deaquecimento 20 apresenta um núcleo, que compreende dois condutores("buswires") 21, paralelos um ao outro e embutidos em uma espécie de ma-terial de resistência (core-material) 22, um isolamento 23 e uma blindagem24. O núcleo 21 - 24 está circundado por um envoltório externo 25 de umfluorpolímero termoplástico. Para o core-materjal 22 e o isolamento 23, tam-bém pode ser usado um polímero termoplástico, sendo que o core-material,então, precisa ser dotado de determinados aditivos, para torná-lo parcial-mente condutor.

Com 30 está designada uma peça perfilada, que apresenta umaseção 31 central, bem como duas outras seções 32 e 33 adjacentes à mes-ma pelos dois lados. A seção 31 central está formada de modo relativamen-te maciço, exceto por três aberturas de passagem (37, na Figura 2) e apre-senta uma área externa cilíndrica. A seção adjacente à primeira seção 31 nolado da fita de aquecimento está formada aproximadamente em forma desemiconcha. Na seção 33 estão moldadas três luvas 34 tubulares na seção31, niveladas com as aberturas de passagem da mesma.

Pelas luvas 34 tubulares, bem como pelas aberturas de passa-gem na primeira seção 31 da peça perfilada 30 são passadas três pernas deligação 40 isoladas individualmente. O material para os revestimentos deisolamento dessas pernas de ligação é novamente um fluorpolímero termo-plástico, que é compatível na tecnologia de solda com o material da peçaperfilada 30. As extremidades das pernas de ligação 40, isoladas, estão uni-das na região 32 formada em forma de semiconcha da peça perfilada 30com as extremidades igualmente expostas dos condutores de fita de aque-cimento 21, bem como com uma extremidade torcida da cobertura 24 atra-vés de pinças de ligação 50. As pinças de ligação 50 estão dotadas exter-namente de um envoltório isolante e, por esse motivo, podem ser alojadas,tal como representado na Figura 1, encostadas uma na outra, com econo-mia de espaço, bem como estabilidade de posição, na seção 32 em formade semiconcha.

O envoltório externo 25 do cabo de fita de aquecimento 20 estápuxado, através da seção 32 formada em forma de semiconcha 30 da peçaperfilada e das pinças de ligação 50 dispostas na mesma, até a seção 31central e ali soldado sobre todo o perímetro com a área externa cilíndricadessa seção. Além disso, as luvas tubulares 34 também estão respectiva-mente soldadas em todo o perímetro com os envoltórios de isolamento daspernas de ligação 40. Uma dessas soldas está indicada esquematicamentee designada com 36. As soldas são possíveis, porque para a peça perfilada30, o envoltório externo da fita de aquecimento e os envoltórios de isola-mento das pernas de ligação foi usado o mesmo material, em todo o caso,porém, materiais compatíveis uns com os outros na tecnologia de solda.

O envoltório externo da fita de aquecimento 25 forma juntamen-te com a peça perfilada 30, do modo descrito, uma blindagem hermética aogás e estanque à umidade para a região de ligação entre os condutores dafita de aquecimento 21, 24 e as pernas de ligação 40. Isto é muito importan-te, pois pela umidade na região de ligação pode ocorrer um chamado "arc-tracking" no cabo de fita de aquecimento (uma espécie de queima de caboque se propaga). Para isso, sob determinadas circunstâncias já é suficientea entrada de umidade de ar salino. Pela estabilidade à temperatura do ma-terial de fluorpolímero, a blindagem também é extraordinariamente estável àtemperatura. Pela solda 35 do envoltório externo 25 sobre a parte central 31relativamente maciça, bem como por alojamento das pinças de ligação naseção 32 em forma de semiconcha, resulta, no total, uma boa estabilidademecânica, que também é resistente contra cargas de flexão e vibração.

Para evitar o "arc-tracking" também quando, por exemplo, de-pois de uma danificação do envoltório externo de fita de aquecimento 25,tiver penetrado umidade no cabo e avançado, por exemplo, ao longo da pro-teção do mesmo, até a região de ligação, pode estar previsto, adicionalmen-te, encher a blindagem com um agente de vedação. Um agente de vedaçãoapropriado é, por exemplo, um gel de poliuretano. O mesmo é flexível e ve-da com segurança as ligações dos condutores na blindagem. Por outro lado,a região de ligação também pode ser fundida com uma resina de epóxidoestável à temperatura ou um adesivo de ciano-acrilato. Esses materiais deisolamento, na verdade, são ou ficam sólidos e só vedam quando entramem uma certa união adesiva com o material de fluorpolímero na região deligação. Pelo embutimento na blindagem externa, a resistência mecânicadessa união adesiva, no entanto, é muito menos crítica do que no estado datécnica mencionado inicialmente, onde são usadas exclusivamente massasadesivas dessa espécie. A união adesiva desses materiais ainda pode seraperfeiçoada adicionalmente, por um tratamento prévio por corona ou plas-ma do material de fluorpolímero.

A Figura 2 mostra em três vistas uma peça perfilada 20, tal co-mo é usada, preferivelmente, para uma blindagem 10 de acordo com a in-venção. Por meio dessa representação, as explicações acima sobre a peçaperfilada 20 da Figura 1 ainda são melhor entendidas. Particularmente, naFigura 2 c) também podem ser vistas as aberturas de passagem 37 para aspernas de ligação 40 na primeira seção 31 da peça perfilada 30.

Por meio da Figura 3, será explicado agora como uma blinda-gem de acordo com a invenção pode ser produzida de modo particularmen-te simples. Nesse caso, primeiramente uma pluralidade de pedaços de nú-cleo de fita de aquecimento (componentes 21 a 24), pernas de ligação 40,bem como peças perfiladas 30, com, respectivamente, duas extremidadesde ligação e duas extremidades terminais, voltadas uma para a outra, sãounidas para uma fita quase sem fim, tal como é visível na Figura 3. Então,com um extrusor apropriado, o envoltório externo 25 é extrudado continua-mente sobre a fita, isto é, também sobre as peças perfiladas 20 e pernas deligação 40. Para possibilitar ou facilitar isso, a peça perfilada 30 está forma-da, preferivelmente, como uma peça alongada, com aproximadamente amesma seção transversal como o cabo de fita de aquecimento 20. A seguir,a fita obtida desse modo é dividida em seções individuais, mais precisamen-te, de tal modo que é obtido, respectivamente, um pedaço de cabo de fita deaquecimento 20, com uma blindagem 10 de acordo com a invenção em pelomenos uma extremidade. Então, é removida a parte do envoltório externo 25que recobre as luvas tubulares 34 bem como as pernas de ligação 40. Fi-nalmente, ainda são realizadas as soldas mencionadas.

A Figura 4 mostra uma peça perfilada 70, tal como é usada van-tajosamente para uma blindagem de acordo com a invenção na extremidadeterminal do cabo de fita de aquecimento. A peça perfilada 70 consiste no-vamente em um material de fluorpolímero termoplástico. Diversamente dapeça perfilada 30, a peça perfilada 70 não apresenta luvas tubulares e tam-bém possui em uma seção 71 apenas um furo cego 73, no qual pode serinserida uma extremidade de um núcleo de fita de aquecimento. Está previs-ta, porém, uma seção 72 em forma de semiconcha, correspondente à seção32 da peça perfilada 30. Tal como na blindagem descrita acima na extremi-dade de ligação, também aqui o envoltório externo do cabo de fita de aque-cimento é puxado até a região da seção 71 e ali soldado com a superfícieexterna da peça perfilada.

Claims (13)

1. Blindagem (10) para a extremidade de ligação ou a extremi-dade terminal de um cabo de fita de aquecimento (20), que apresenta nonúcleo vários condutores (21, 24) elétricos e sobre o núcleo, um envoltórioexterno (25) isolante de um material de fluorpolímero termoplástico, caracte-rizada pelo fato de que é usada uma peça perfilada (30), que aloja uma ex-tremidade terminal do núcleo de fita de aquecimento e que consiste igual-mente em um material de fluorpolímero termoplástico, que é soldável com oenvoltório externo de fita de aquecimento (25) e está soldada de tal modoque, juntamente com o mesmo, circunda de modo hermético a extremidadede ligação ou a extremidade terminal.

2. Blindagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que a peça perfilada (30, 70) apresenta uma primeira seção(31, 71) com uma área externa cilíndrica e, adjacente à mesma, no lado dafita de aquecimento, uma segunda seção (32, 72), que está formada emforma de semiconcha, e que a seção terminal do núcleo de fita de aqueci-mento é inserida na seção em forma de semiconcha e o envoltório externode fita de aquecimento (25) é conduzido sobre a segunda seção (32, 72) e,além da mesma, está soldada com a área externa cilíndrica da primeira seção (31, 71).

3. Blindagem de acordo com a reivindicação 2, caracterizadapelo fato de que a extremidade de ligação do cabo de fita de aquecimento(20) extremidades livres dos condutores do cabo de fita de aquecimento es-tão unidas individualmente com extremidades isoladas de pernas de ligação(40) isoladas, sendo que as pernas de ligação (40) estão guiadas através depelo menos uma abertura, preferivelmente porém, por respectivamente umaabertura (37) na primeira seção (31) da peça perfilada (30).

4. Blindagem de acordo com a reivindicação 3, caracterizadapelo fato de que as extremidades livres dos condutores (21, 24) do cabo defita de aquecimento (20) estão unidas através de pinças de ligação (50) comas extremidades isoladas das pernas de ligação (40) e que as pinças de li-gação (50) estão dispostas na segunda seção (32) em forma de semiconchada peça perfilada (30).

5. Blindagem de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracteriza-da pelo fato de que quando a peça perfilada (30) apresenta em uma terceiraseção (33), diametralmente oposta à segunda seção (32), diversas luvas(34) tubulares moldadas na primeira seção (31), para a realização das per-nas de ligação (40).

6. Blindagem de acordo com a reivindicação 5, caracterizadapelo fato de que o isolamento das pernas de ligação (40) consiste no mes-mo material da peça perfilada (30) e que o isolamento das pernas de ligação(40) na terceira seção (33) está soldado de modo estanque com a superfícieinterna das luvas (34).

7. Blindagem de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, ca-racterizada pelo fato de que a seção terminal do núcleo de fita de aqueci-mento está vedada na peça perfilada (30, 70) com um agente de vedação,particularmente um gel de poliuretano ou uma resina de epóxido estável àtemperatura ou adesivo de ciano-acrilato.

8. Blindagem de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, ca-racterizada pelo fato de que o núcleo do cabo de fita de aquecimento (20)apresenta dois condutores (21) paralelos, previstos para condução de cor-rente, embutidos paralelamente um ao lado do outro em um material de re-sistência (22), um isolamento (23) circundando esses condutores e uma co-bertura (24)condutora em torno dos mesmos.

9. Blindagem de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteriza-da pelo fato de que na extremidade terminal do cabo de fita de aquecimento(20) a seção terminal do núcleo de fita de aquecimento está inserida na pe-ça perfilada (70), a partir da segunda seção (72) da mesma, em um furo ce-go (73) na primeira seção (71) da mesma.

10. Blindagem de acordo com uma das reivindicações 1 a 9,caracterizada pelo fato de que a peça perfilada (30, 70) está formada comopeça alongada com aproximadamente a mesma seção transversal como ocabo de fita de aquecimento (20).

11. Processo para produção de uma blindagem (10) como defi-nido em uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que apeça perfilada (30, 70) passa por um extrusor, juntamente com o cabo defita de aquecimento, quando da aplicação do envoltório externo da fita deaquecimento (25).

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que o envoltório externo (25) do cabo de fita de aquecimento(20) é soldado com a peça perfilada (30, 70) por meio de uma ferramenta dedois mordentes, sendo que a solda se dá, preferivelmente, em dois estágios,de tal modo que no primeiro estágio, o material de fluorpolímero da peçaperfilada e do envoltório externo só são fundidos e só no segundo estágiosão fundidos um com o outro, sob ação de pressão.

13. Processo de acordo com uma das reivindicações 11 ou 12,para produção de uma blindagem (10) como definido em uma da reivindica-ções 6 a 8, caracterizado pelo fato de que o isolamento das pernas de Iiga-ção (40) é soldado com a superfície interna das luvas (24), em um processode solda separado.