BRPI0715005A2

BRPI0715005A2 - dispositvo de aquecimento elÉtrico para sistemas de canal quente

Info

Publication number: BRPI0715005A2
Application number: BRPI0715005-9A
Authority: BR
Inventors: Herbert Gunter
Original assignee: Guenther Heisskanal Technik Gmbh
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2007-08-24
Publication date: 2013-05-28
Also published as: MX2009003209A; TW200904231A; WO2008046465A1; US20100068331A1; EP2094464B1; JP2010506754A; DE102006049669A1; EP2094464A1; CA2666915A1; KR20090079201A; PL2094464T3; CN101528439A

Abstract

DISPOSITIVO DE AQUECIMENTO ELÉTRICO PARA SISTEMAS DE CANAL QUENTE. A invenção refere-se a um dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) para sistemas de canal quente, especialmente para bicos de canal quente (12) e/ou distribuidores de canal quente, com pelo menos um elemento-portador em forma de tubo ouluva (20; 32), que porta pelo menos um condutor térmico (22), sendo o condutor térmico (22) formado por um fio de resistência (23). A invenção refere-se, além disso, a um sistema de canal quente com um dispositivo de aquecimento elétrico desse tipo e um bico de canal quente.

Description

"Dispositivo de aquecimento elétrico para sistemas de canal quente"

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

Sistemas de canal quente são empregados em equipamentos de moldagem por injeção para conduzir uma massa de livre fluxo - por exemplo, uma massa fundida de material sintético - a uma temperatura previamente determinável e sob alta pressão, para um inserto de molde separável. Eles geralmente possuem um tubo de material com um canal de fluxo que termina num bocal de bico. Este última forma na extremidade uma abertura de saída do bico que termina, através de uma abertura de vazamento, no inserto de molde (cavidade do molde) . Para que a massa fluída dentro do tubo de material não resfrie prematuramente, estão previstos um ou vários dispositivos de aquecimento elétrico que proporcionam uma distribuição mais uniforme possível até dentro do bocal de bico.

0 dispositivo de aquecimento elétrico pode ser configurado, por exemplo, como elemento construtivo separado, possuindo um elemento aquecedor em forma espiral, que é integrado num revestimento tubular e que pode ser assentado, na parte periférica, sobre o tubo do material. 0 revestimento é, como foi revelado por exemplo, na DE-U-295 07 848 ou US-PS-4,558,210, uma forma rígida que é determinada, através de elementos adicionais de suporte ou tensão, em sentido axial sobre o tubo do material. Como alternativa, o aquecimento pode ser configurado como fitas aquecedoras flexíveis ou como esteira aquecedora flexível entre camadas eletricamente isolantes com condutibilidades térmicas eventualmente diferentes que são fixadas na circunferência externa do tubo de material. A EP-Bl-O 028 153 prevê para este fim fitas adesivas condutoras térmicas, enquanto a WO 97/03540 utiliza fitas flexíveis de suporte com fechos do tipo Velcro® ou de pressão.

Uma desvantagem destes dispositivos aquecedores conhecidos consiste nas dimensões relativamente grandes, de maneira que um amplo espaço deve ser reservado na instalação para os bicos de canal quente, o que não é desejável na maioria das aplicações, especialmente quando forem exigidas distâncias pequenas dos insertos de molde. As dimensões relativamente grandes requerem, além disso, uma potência calorífica maior, o que produz um efeito negativo sobre o consumo de energia. Deve-se mencionar ainda o fato de que as grandes massas térmicas estendem as fases de aquecimento e de resfriamento, resultando em restrições com respeito a taxas elevadas de produtividade.

Para solucionar estes problemas, a DE-A-199 41 038 sugere aplicar, em pelo menos uma parede de um tubo de material, associada a um canal de fluxo, pelo menos uma camada isolante e pelo menos uma camada aquecedora equipada com vias condutoras térmicas, de material nivelado através de revestimento direto, ou seja, configurar o dispositivo aquecedor e o tubo do material como peça única. 0 revestimento direto pode ser executado, por exemplo, com o uso da técnica da impressão de folhas, de camada espessa ou de serigrafia, sendo que as camadas são aplicadas por fusão ou individualmente ou simultaneamente após a colocação. A aplicação de material nivelado do dispositivo aquecedor em camadas proporciona uma ligação permanentemente firme com a parede do canal de fluxo e, portanto, uma posição firme no distribuidor de canal quente ou no bico de canal quente. Graças às pequenas dimensões de espessura obtidas com o revestimento direto, o dispositivo de aquecimento ocupa, em sua totalidade, apenas pouco espaço, de maneira que, em comparação aos dispositivos aquecedores mencionados acima, seja possível realizar formas construtivas extremamente compactas e com características de potência quase idênticas. É possível, além disso, aumentar significativamente a densidade de potência, uma vez que o calor é gerado e absorvido diretamente na superfície do elemento do canal quente a aquecer. O superaquecimento dos elementos aquecedores

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geralmente sensíveis é evitado dessa maneira. O bico pode ser aquecido, além disso, de maneira rápida e precisa e resfriado da mesma forma, o que produz um efeito favorável sobre todo o processo produtivo. No entanto, uma desvantagem desses dispositivos

de aquecimento consiste no fato de que a escolha do material para

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a camada aquecedora esteja restrita da forma que se pode usar somente materiais cuja temperatura de aplicação por fusão seja tão baixa que a estrutura do tubo do material, geralmente fabricado em aço-ferramenta e também submetido às temperaturas da aplicação por fusão, não sofra alterações durante o processo da aplicação por fusão. As temperaturas da aplicação por fusão das camadas condutoras térmicas não devem, portanto, exceder a temperatura de melhoramento do material bruto desse material. 0 objetivo da invenção é evitar estas e outras

desvantagens existentes no estado atual da técnica e criar um dispositivo aquecedor aperfeiçoado que possa ser fabricado de maneira simples e a um custo favorável. É objetivado especialmente um respectivo processo de fabricação, um sistema aperfeiçoado de canal quente, assim como um bico de canal quente melhorado.

As características principais da invenção estão indicadas na parte identificadora das reivindicações 1, 25, 27, 28, 31 e 32. As configurações são objeto das reivindicações 2 a 24, 26, 29 a 30 e 33 a 40.

Um dispositivo de aquecimento elétrico para sistemas de canal quente, especialmente para bicos de canal quente e/ou distribuidores de canal quente, possui, de acordo com a presente invenção, pelo menos um elemento-portador em forma de tubo ou luva, que porta pelo menos um condutor térmico, sendo o condutor térmico formado por um fio de resistência.

Pela estrutura tubular ou em forma de luva do elemento-portador, todo o dispositivo de aquecimento pode ser deslizado sobre um tubo do material de um bico de canal quente, resultando numa configuração de um total de duas partes, composta pelo dispositivo aquecedor e o tubo do material. 0 dispositivo aquecedor é intercambiável. Como alternativa, o dispositivo aquecedor pode ser formado também diretamente sobre o tubo do material ou sobre um distribuidor, de maneira que resulta no total uma estrutura compacta que garanta uma conexão permanentemente firme e, portanto, uma posição firme no distribuidor de canal quente ou no bico de canal quente. Em qualquer caso, todo o dispositivo de aquecimento ocupa apenas pouco espaço, de forma que, em comparação a outros dispositivos aquecedores, seja possível realizar bicos de canal quente extremamente compactos com características de potência quase idênticas. Além disso, o dispositivo aquecedor pode ser fabricado de maneira simples e a um custo favorável o que produz um efeito positivo sobre os custos de fabricação.

Acima do fio de resistência que forma o condutor térmico está prevista pelo menos uma camada cobertora de isolamento elétrico para cobrir o condutor térmico e o elemento- portador para o lado externo e funcionar como isolamento elétrico. A camada de cobertura é prevista, de forma vantajosa, como camada externa do dispositivo aquecedor.

Para registrar a temperatura efetiva no canal de fluxo é vantajoso prever pelo menos um sensor de temperatura, cuja resistência elétrica seja dependente da temperatura. Com base na mudança da resistência elétrica pode ser continuamente determinada a temperatura efetiva, sendo que os valores da medição podem ser usados para a regulagem do dispositivo aquecedor conforme a invenção. O sensor de temperatura pode ser configurado de maneira tradicional ou como camada condutora de eletricidade cuja resistência elétrica seja dependente da temperatura. A camada servindo como sensor da temperatura apresenta preferencialmente um material PTC [de coeficiente de temperatura positivo] ou NTC [de coeficiente de temperatura negativo]. Como alternativa é possível um termoelemento como sensor de temperatura possuindo a mesma estruturação de um sensor de resistência e com o ponto de medição próximo à ponta do bico.

É vantajoso posicionar o sensor da temperatura e o condutor térmico em sentido radial num mesmo nível, o que permite reduzir ainda mais o espaço construtivo do dispositivo aquecedor conforme a presente invenção.

O elemento-portador é fabricado, de forma vantajosa, de um material sinterizado como, por exemplo, de cerâmica ou de um metal sinterizado. Porém, é possível usar também um metal, uma liga de metal, um aço ou uma liga de aço. 0 uso de cerâmica oferece a vantagem que o condutor térmico, respectivamente o fio de resistência, possa ser colocado diretamente sobre o elemento-portador. No caso de usar um metal, p.ex., um aço-ferramenta, um metal duro ou material similar, ou ainda um aço, é colocada uma camada isoladora entre o elemento- portador e o condutor térmico para isolar o fio de resistência eletricamente contra o elemento-portador. Esta camada isoladora ou intermediária pode ser prevista, no entanto, também num elemento- portador de cerâmica, por exemplo, para melhorar a aderência.

Tanto a camada cobertora como também a camada isoladora servindo de camada intermediária são, de preferência, uma camada dielétrica vítrea e/ou cerâmica que, depois de pelo menos um processo de aplicação por fusão, esteja sob tensão prévia de pressão em relação ao elemento-portador, de maneira que, na sujeição a pressão interna do elemento-portador, sejam compensadas forças de descolagem interlaminar que surgem em dependência do raio em grandezas diferentes dentro da camada isoladora. A tensão prévia de pressão é preferencialmente gerada preestabelecendo, em dependência dos valores característicos relevantes à dilatação do elemento-portador, para cada caso individual uma respectiva desadaptação específica do coeficiente de dilatação linear da camada isoladora cerâmica TECde, respectivamente do coeficiente linear de dilatação térmica TECdea da camada cobertora para o valor correspondente do elemento-portador TECm, onde a dilatação diferencial TECde-TECm, respectivamente TECdea-TECm, não excede um valor de S-IO-6K"1. A camada isoladora e/ou camada cobertora possui, além disso, preferencialmente a característica de umedecer, na temperatura da aplicação por fusão, a superfície do portador. Sob determinadas circunstâncias pode ser vantajoso que o sistema material adquira pelo menos parcialmente um estado cristalino.

A camada isoladora e/ou camada cobertora pode apresentar um sistema material vítreo ou vítreo-cristalino que contém pelo menos um vidro pré-formado que umedece a superfície do elemento-portador a uma temperatura da aplicação por fusão previamente determinável. 0 sistema material pode conter, além disso, pelo menos um vidro pré-formado que, a uma temperatura da aplicação por fusão previamente determinável, se converta pelo menos parcialmente num estado cristalino.

Adicionalmente ou como alternativa, o sistema material pode conter pelo menos mais um vidro não cristalizado sob as condições de aplicação por fusão e/ou pelo menos uma ligação a priori cristalina, sendo que, através da otimização das partes quantitativas dos componentes vítreos e cristalinos pré-formados do sistema material, considerando seus respectivos incrementos TEC sob as condições do respectivo processo de aplicação por fusão, é obtida uma camada dielétrica com um valor TEC na faixa de 0 a IS-IO-6K"1.

Entre o elemento-portador e a camada isoladora pode ser adicionalmente colocada uma camada compensadora que, por exemplo, seja de níquel químico. Essa camada compensadora serve igualmente para compensar coeficientes diferentes de dilatação térmica entre o material portador e a camada isoladora. A camada compensadora pode ser aplicada da mesma maneira como a camada isoladora e a camada cobertora.

A camada isoladora e/ou a camada cobertora e/ou a camada compensadora consiste preferencialmente numa folha aplicada por fusão ou numa pasta de camada espessa aplicada por fusão. Porém, as camadas podem ser aplicadas também através do revestimento por detonação ou revestimento térmico. Como alternativa é possível também o revestimento por imersão (processo dip) com aplicação por fusão subseqüente.

Para melhor atender os fins desejados, o fio de resistência forma uma espiral de condutor térmico onde a configuração e/ou a disposição do fio de resistência seja adequada à respectiva demanda de potência calorífica. Dessa maneira, os enrolamentos ou as espiras do fio de resistência numa área que requer um aquecimento mais forte, podem ser dispostos, por exemplo, de forma mais densa para fornecer mais energia térmica nesse setor. Se o fio de resistência for disposto em forma de espiral ou de meandro, o passo espiral poderá ser ainda escolhido menor ou maior para cada setor a fim de variar a emissão da energia térmica. Também a seção transversal do fio de resistência pode variar se for necessário.

Entre a camada isoladora, o condutor térmico e/ou o sensor de temperatura pode ser colocada uma respectiva camada de contato. Também nesta camada e/ou no sensor de temperatura e/ou na camada intermediária isolante (camada isoladora), respectivamente aumentando a aderência, posicionada entre o elemento-portador e o condutor térmico, trata-se, de preferência, ou de folhas aplicadas por fusão ou opcionalmente de pastas de camada espessa aplicadas por fusão. Estas podem ser aplicadas de maneira simples e a custo baixo, elas podem ser estruturadas e manipuladas, de forma que seja possível produzir um dispositivo aquecedor

extraordinariamente confiável e de custo acessível.

Em sua totalidade, a camada isoladora e/ou a camada cobertora e/ou camada compensadora e/ou a camada de contato e/ou a camada que serve de sensor de temperatura formam uma união de camadas embutindo o fio de resistência, de maneira que seja obtida sempre uma estrutura compacta do dispositivo aquecedor conforme a invenção. Isso vale especialmente quando o fio de resistência que forma o condutor térmico estiver embutido na camada isoladora e/ou na camada de contato.

A presente invenção refere-se, além disso, a um sistema de canal quente, especialmente um bico de canal quente ou um distribuidor de canal quente, com um dispositivo de aquecimento elétrico do tipo descrito acima. Nesta configuração, o elemento- portador em forma de tubo ou luva está assentado em cima ou deslizado sobre um tubo de material, uma haste, um braço distribuidor, um bico ou elemento similar.

Como alternativa está previsto que o elemento- portador em forma de tubo ou luva seja, ou esteja diretamente formando, um tubo de material, uma haste, um braço distribuidor, um bico ou um elemento similar. Dessa maneira melhora a transferência térmica do dispositivo aquecedor para o objeto a aquecer.

A presente invenção refere-se também a um bico de canal quente com um dispositivo de aquecimento elétrico conforme a invenção, onde o elemento-portador em forma de tubo ou luva esteja assentado sobre um tubo de material, formando um ajuste com folga pré-definida. 0 elemento-portador pode formar o tubo de material também nesta configuração, o que produz um efeito favorável para a transferência térmica. A presente invenção refere-se finalmente a um

processo para a fabricação de um dispositivo de aquecimento elétrico conforme a invenção para sistemas de canal quente, especialmente para bicos de canal quente e/ou distribuidores de canal quente, onde o fio de resistência que forma o condutor térmico seja disposto sobre o elemento-portador e que em seguida seja colocada a camada cobertora através de técnica de aplicação de impressão de folha ou de serigrafia. Tanto a colocação do fio de resistência como também a aplicação da camada cobertora são bem controláveis e podem ser realizadas em combinação por um custo surpreendentemente baixo. 0 dispositivo aquecedor produzido opera de forma precisa e permanentemente confiável o que produz um efeito positivo geral para a distribuição da temperatura e sobre a vida útil dos elementos aquecedores.

Dependendo da configuração do elemento-portador é aplicada, antes de bobinar o fio de resistência que forma o condutor térmico, a camada isoladora sobre o elemento-portador, usando a técnica de aplicação de impressão de folha ou de serigrafia, sendo útil embutir o fio de resistência dentro da camada isoladora.

É vantajoso aplicar as acamadas colocadas através

da técnica de serigrafia, usando a tecnologia de impressão redonda em forma de pastas, o que garante, no geral, uma condução econômica de todo o processo. Esse processo permite colocar cada camada separadamente e aplicá-la por fusão em seguida; a temperatura da fusão pode variar para cada camada. É possível também variar a temperatura da aplicação por fusão para cada camada individualmente e reduzi-la após cada etapa da aplicação. Uma outra configuração do processo conforme a invenção prevê que todas as camadas sejam colocadas separadamente e aplicadas simultaneamente por fusão (co-firing). A faixa da temperatura da fusão encontra-se entre 800 e 1400°C.

Outras características, detalhes e vantagens da invenção estão apresentados no texto das reivindicações, como também na descrição, a seguir, de exemplos de execução com base em desenhos. Mostram:

Fig. 1 uma visão esquemática de corte de um bico de canal quente conforme a invenção, com uma primeira forma de execução de um dispositivo aquecedor conforme a invenção;

Fig. 2 o dispositivo aquecedor representado na Fig. 1 numa representação desbobinada e parcialmente expandida em forma de leque;

Fig. 3 o dispositivo aquecedor conforme Fig. 1 e 2 com um sensor de temperatura em representação desbobinada;

Fig. 4 uma outra forma da disposição do aquecedor e do sensor de temperatura;

Fig. 5 mais uma outra forma diferente de execução de um aquecimento com sensor de temperatura, e

Fig. 6 uma forma alternativa de execução de um dispositivo aquecedor conforme a invenção numa representação desbobinada e parcialmente desdobrada.

Os mesmos números referenciais referem-se a componentes similares.

0 bico de canal quente 12 esboçado na Fig. 1 possui, como parte integrante de uma instalação de moldagem por injeção para o processamento termoplástico de materiais sintéticos e para a fixação num distribuidor (não representado), um invólucro (também não representado) , no qual pode ser encaixado um tubo de material 13, cilíndrico em sua totalidade. Uma base 17, formada na extremidade deste, termina rente ao invólucro e está posicionada, bem ajustada e de forma vedante, no distribuidor. No tubo de material 13 que se estende em sentido longitudinal na direção axial, está encaixada na extremidade uma ponta de bico 18, preferencialmente aparafusada, que estende o canal de fluxo 14, formado no tubo de material 13, até o nível (não representado) de um inserto de molde (também não visível) . A ponta de bico 18 pode ser configurada, mantendo o mesmo modo de funcionamento, como peça única junto com o tubo de material 13.

Na circunferência externa da parede 16 do tubo de material 13, fabricado por exemplo de aço, está assentado uma dispositivo de aquecimento 10. Este dispositivo inclui um elemento-portador 20 cerâmico em forma de luva, que serve ao mesmo tempo como isolamento elétrico, um fio de resistência 23 bobinado sobre este elemento forma um condutor térmico espiral 22 que - conforme representação esquemática na Fig. 2 - pode ser assentado, de acordo com a densidade desejada da temperatura, também em forma de meandro. Acima do fio de resistência 23 está colocada uma camada cobertora externa 24 que cobre o condutor térmico espiral 22 e o elemento-portador 20 posicionado abaixo deste para o lado externo, isolando-os eletricamente. O fio de resistência 23 pode ser assentado de qualquer forma, sendo colocado, de acordo com a potência requerida, em espessura e/ou disposição diferente sobre o elemento-portador 20. Dessa maneira é possível obter, conforma a necessidade, uma distribuição definida da temperatura dentro do tubo de material 13.

Para poder acompanhar ou controlar e regular tanto o aumento como também a evolução da temperatura dentro do tubo de material 13, respectivamente dentro da parede 16, está previsto, entre o elemento-portador 20 e a camada cobertora 24, um sensor de temperatura 28 feito de um material PTC, cuja resistência aumenta com a temperatura ascendente (Fig. 2). Para obter um contato térmico melhor pode haver uma camada de contato 26 de isolamento elétrico entre o fio de resistência 23 e o sensor de temperatura 28 que, caso seja necessário, pode ser prevista também entre outras camadas.

O sensor de temperatura 28 pode ser feito, assim como o condutor térmico espiral 22, de fio de resistência 29 (vide Fig. 3 e 4) . É vantajoso assentar o fio de resistência 29, que forma o sensor de temperatura 29, no mesmo plano que o fio de resistência 23 que forma o condutor térmico espiral 22. Eles são protegidos juntos pela camada cobertora 24 para o lado externo. Desse modo, a altura do dispositivo de aquecimento 10 é reduzida para um mínimo. As Fig 3, 4 e 5 mostram possibilidades alternativas para uma configuração do condutor térmico espiral 22, assim como das vias condutoras 29 para a medição da temperatura.

A camada cobertora 24 e/ou a camada de contato 26 são preferencialmente colocadas através de revestimento direto, de material nivelado, e em seguida aplicadas por fusão sob as condições específicas predefinidas para cada material, de maneira que resulte uma união, de material nivelado, que forma o dispositivo aquecedor 10. Uma vez que o fio de resistência 23 do condutor térmico espiral 22 e as individuais camadas funcionais 24, 26 (eventualmente 28) apresentam uma propriedade adesiva extraordinariamente boa entre si, o dispositivo aquecedor 10 como um todo resiste mesmo a cargas mecânicas e/ou térmicas extremas de maneira permanente.

O dispositivo aquecedor 10 é deslizado, do lado de baixo, sobre o tubo de material 13 com uma folga previamente determinada, que é escolhida de tal forma que o dispositivo aquecedor 10 no estado operacional aquecido não seja danificado pelo tubo de material 13 que se dilata sob o efeito do calor, mas que seja garantida uma transferência sempre otimizada entre o elemento-portador 20 e o tubo de material 13.

Uma transferência térmica melhor pode ser obtida aumentando a rugosidade do lado interno do elemento-portador, respectivamente do lado externo do tubo de material.

Para melhorar a transferência térmica, pode ser também aplicada uma camada escura ou preta no lado interno do elemento-portador, respectivamente no lado externo do tubo de material. Esta camada pode ser de uma cor preta como é usada na construção e elementos aquecedores por irradiação. Como alternativa ou adicionalmente pode ser usado também um material escuro para o tubo-portador como, por exemplo, alumina preta. Se for usado um tubo-portador metálico, uma oxidação escura do metal no lado interno do tubo pode ser obtida através do processo de aplicação por fusão. Como processo de revestimento para aplicar as individuais camadas funcionais é apropriada a técnica da impressão de folhas e de serigrafia de camada espessa, para a aplicação da camada isoladora ou da camada cobertora serve eventualmente também o revestimento por detonação ou métodos de revestimento térmico. Preferencialmente é usada a técnica de serigrafia de camada espessa sob aplicação da tecnologia de impressão redonda. A aplicação das camadas por fusão pode ser efetuada individualmente ou em conjunto.

As conexões elétricas 23" e 29" para os fios de

resistência 23, 29 do condutor térmico espiral 22 e do sensor de temperatura 28 podem ser executadas também através da técnica de camada espessa ou de forma tradicional, sendo os contatos necessários aqui configurados de tal forma que o fornecimento de potência, respectivamente a transferência de informação, possa ser realizada por meio de conexões de cabos encaixáveis.

A Fig. 6 mostra uma forma alternativa de execução de um dispositivo aquecedor 30 conforme a invenção numa representação desbobinada e parcialmente expandida em forma de leque. 0 dispositivo aquecedor 30 inclui um elemento-portador em forma de tubo ou luva 32 que corresponde basicamente ao elemento- portador 20 do dispositivo aquecedor 10 apresentado nas Fig. 1 e 2, porém fabricado não em cerâmica, mas de um metal ou de liga metálica. Para o isolamento elétrico há uma camada isoladora, respectivamente camada dielétrica 34, colocada sobre o elemento- portador 20, sobre a qual estão colocados então o condutor térmico espiral 22, eventualmente a camada de contato 26, o sensor de temperatura 28 e a camada cobertora 24, da mesma forma como no dispositivo aquecedor 10, representado na Fig. 2. A aplicação da camada funcional individual é efetuada da mesma maneira como no dispositivo aquecedor 10.

Sobre a superfície do elemento-portador 32, com a rugosidade aumentada da maneira conhecida para melhorar a aderência, é aplicada uma pasta dielétrica de camada espessa, através de processo de impressão redonda, para obter a camada dielétrica 34. Seu teor em matéria sólida pode consistir, p.ex., em vidro cristalizante in situ na faixa de temperatura acima de 900°C, com os componentes principais BaO, Al2O3 e SiO2 na composição molar aproximada Ba0Al2034Si02. A camada dielétrica 32 obtida após a aplicação por fusão possui um TEC de 6-IO-6K"1 na faixa de temperatura de 20 a 300°C.

Em conseqüência do desencontro de TEC, gerado dessa forma entre a parede metálica 16 e a camada dielétrica 34 numa grandeza de S-IO-6K"1, deve-se esperar, no resfriamento da parede 16 revestida de material dielétrico do elemento-portador 32, na faixa de temperatura da deformação puramente elástica, isto é, entre a temperatura de transformação do vidro de aprox. 700°C e a temperatura ambiente, a formação de uma tensão de pressão de aprox. 3500 bar (supondo um módulo elétrico da camada dielétrica 34 de 2-106bar) . O valor da tensão prévia de pressão ainda não atinge, porém, a faixa crítica da estabilidade inerente à pressão do dielétrico que começa acima de 6000 bar. No entanto, ele é suficiente para evitar da maneira confiável a ocorrência de esforços por tração na camada dielétrica 34 e, conseqüentemente, também nas camadas subseqüentes, quando a parede 16 do elemento- portador 32 for dilatada ciclicamente a uma carga de 2000 bar. A invenção não se restringe a uma das formas de execução acima descritas. Ao contrário, são possíveis modificações e alterações sem abandonar a área de proteção da presente invenção que é definida pelas reivindicações anexas.

Todas as características e vantagens,

resultantes das reivindicações, da descrição e do desenho, inclusive detalhes construtivos, disposições dimensionais e etapas de processo, podem ser fundamentais para a invenção, tanto por si mesmos, como também nas mais diversas combinações.

Lista dos sinais de referência

Aquecimento 12 Bico de canal quente 13 Tubo de material 14 Canal de fluxo 16 Parede 17 Área da base 18 Ponta do bico Elemento-portador 22 Condutor térmico espiral 23 Fio de resistência 23 Conexão 24 Camada cobertora 26 Camada de contato 28 Sensor de temperatura 29 Vias condutoras 29 Conexão Dispositivo aquecedor 32 Elemento-portador 34 Camada dielétrica

Claims

1. Dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) para sistemas de canal quente, especialmente para bicos de canal quente (12) e/ou distribuidores de canal quente, caracterizado pelo fato que possui pelo menos um elemento-portador (20; 32) em forma de tubo ou luva, que porta pelo menos um condutor térmico (22), sendo o condutor térmico (22) formado por um fio de resistência (23) .

2. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o fio de resistência (23) formando o condutor térmico (22) esteja coberto por pelo menos uma camada cobertora (24) de isolamento elétrico.

3. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato que esteja previsto pelo menos um sensor de temperatura (28).

4. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme reivindicação 3, caracterizado pelo fato que o sensor de temperatura (28) esteja configurado como camada condutora de eletricidade cuja resistência elétrica seja dependente da temperatura.

5. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato que a camada (28) servindo de sensor de temperatura, apresente um material PTC ou NTC.

6. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações de 3 a 5, caracterizado pelo fato que o sensor de temperatura (28) esteja configurado como termoelemento e consiste num material capaz de gerar uma tensão termoelétrica.

7. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações de 3 a 6, caracterizado pelo fato que o sensor de temperatura (28) e o fio de resistência (23) formando o condutor térmico (22) estejam assentados, em sentido radial, num mesmo nivel.

8. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato que o elemento-portador (20; 32) seja fabricado de um material sinterizado.

9. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme reivindicação 8, caracterizado pelo fato que o material sinterizado seja uma cerâmica, um metal sinterizado ou uma liga metálica sinterizada.

10. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato que o elemento-portador (20; 32) seja fabricado de metal, de uma liga metálica, de aço ou de uma liga de aço.

11. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado pelo fato que entre o elemento-portador (20; 32) e o fio de resistência (23) esteja colocada uma camada isoladora (34).

12. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizado pelo fato que entre o elemento-portador (20; 32) e a camada isoladora (34) esteja colocada uma camada compensadora.

13. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações de 1 a 12, caracterizado pelo fato que a camada isoladora (34) e/ou a camada cobertora (24) e/ou a camada compensadora seja uma camada dielétrica vitrea e/ou cerâmica.

14. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações de 1 a 13, caracterizado pelo fato que a camada isoladora (34) e/ou a camada cobertora (24) e/ou a camada compensadora esteja, após pelo menos um processo de aplicação por fusão, sob tensão prévia de pressão em relação ao elemento- portador (20; 32) .

15. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme reivindicação 14, caracterizado pelo fato que o coeficiente de dilatação térmica linear (TECde) da camada isoladora (34) e/ou o coeficiente de dilatação térmica linear (TECdea) da camada cobertora (24) e/ou o coeficiente de dilatação térmica linear (TECdea) da camada compensadora seja, após o processo de aplicação por fusão, menor que o coeficiente de dilatação térmica linear (TECm) do elemento-portador (20; 32).

16. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que a camada isoladora (34) e/ou a camada cobertora (24) e/ou a camada compensadora seja uma folha aplicada por fusão ou uma pasta de camada espessa aplicada por fusão.

17. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que a camada isoladora (34) e/ou a camada cobertora (24) e/ou a camada compensadora seja aplicada através de revestimento por detonação ou por meio de revestimento térmico ou revestimento por imersão.

18. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que o fio de resistência (23) forma um condutor térmico espiral.

19. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que a configuração e/ou disposição do fio de resistência (23) esteja adequada à respectiva demanda de potência calorifica.

20. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que o fio de resistência (23) seja configurado, pelo menos em algumas seções, em forma de meandro.

21. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que entre a camada isoladora (34), o fio de resistência (23) que forma o condutor térmico (22) e/ou o sensor de temperatura (28) seja disposta uma respectiva camada de contato (26) .

22. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que a camada de contato (26) e/ou a camada que serve como sensor de temperatura (28) sejam folhas aplicadas por fusão ou pastas de camada espessa aplicadas por fusão.

23. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que a camada isoladora (34) e/ou a camada cobertora (24) e/ou a camada compensadora e/ou a camada de contato (26) e/ou a camada que serve como sensor de temperatura (28) formem uma união de camadas embutindo o fio de resistência (23).

24. Dispositivo de aquecimento elétrico conforme uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que o fio de resistência (23) que forma o condutor térmico (22) esteja embutido na camada isoladora (34) e/ou na camada de contato (26).

25. Sistema de canal quente, especialmente bico de canal quente ou distribuidor de canal quente, com um dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) conforme uma das reivindicações de 1 a 24.

26. Sistema de canal quente conforme reivindicação 25, caracterizado pelo fato que o elemento-portador (20; 32) em forma de tubo ou luva, esteja assentado sobre um tubo de material (13), uma haste, um braço distribuidor, um bico ou elemento similar.

27. Sistema de canal quente com um dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) conforme uma das reivindicações de 1 a 24, caracterizado pelo fato que o elemento-portador (20; 32) em forma de tubo ou luva, seja, ou esteja formando, um tubo de material (13), uma haste, um braço distribuidor, um bico ou elemento similar.

28. Sistema de canal quente com um dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) conforme uma das reivindicações de 1 a 24, caracterizado pelo fato que o dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) esteja assentado sobre um tubo cilíndrico de material (13), formando um ajuste com folga pré-definida.

29. Sistema de canal quente conforme reivindicação 28, caracterizado pelo fato que o lado interno do elemento-portador (20; 32) do dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) e/ou o lado externo do tubo de material (13) tenha a rugosidade superficial aumentada.

30. Sistema de canal quente conforme reivindicação 27 ou 28, caracterizado pelo fato que o lado interno do elemento-portador (20; 32) do dispositivo de aquecimento elétrico (10;30) e/ou o lado externo do tubo de material (13) seja revestido em cor escura ou apresente oxidação escura por tratamento térmico.

31. Sistema de canal quente com um dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) conforme uma das reivindicações de 1 a 24, caracterizado pelo fato que o elemento-portador (20; 32) em forma de tubo ou luva, seja, ou esteja formando, um tubo de material (13) .

32. Processo para a fabricação de um dispositivo de aquecimento elétrico (10; 30) para sistemas de canal quente, especialmente para bicos de canal quente (12) e/ou para distribuidores de canal quente, conforme uma das reivindicações de1 a 24, caracterizado pelo fato que o fio de resistência (23) que forma o condutor térmico (22) seja posicionado sobre o elemento- portador (20; 32) e que em seguida seja aplicada a camada cobertora (24) através da técnica da impressão de folhas ou de serigrafia.

33. Processo conforme reivindicação 31, caracterizado pelo fato que antes da colocação do fio de resistência (23) seja aplicada sobre o elemento-portador (20; 32) a camada isoladora (34) através da técnica da impressão de folhas ou de serigrafia.

34. Processo conforme reivindicação 32, caracterizado pelo fato que o fio de resistência (23) seja embutido na camada isoladora (34).

35. Processo conforme uma das reivindicações de 31 a 33, caracterizado pelo fato que as camadas colocadas através da técnica de serigrafia sejam aplicadas usando a tecnologia de impressão redonda em forma de pastas.

36. Processo conforme reivindicação 34, caracterizado pelo fato que cada camada seja colocada separadamente e em seguida aplicada por fusão.

37. Processo conforme reivindicação 34 ou 35, caracterizado pelo fato que a temperatura de aplicação por fusão varie para cada camada.

38. Processo conforme reivindicação 36, caracterizado pelo fato que a temperatura de aplicação por fusão varie para cada camada e seja reduzida após cada etapa da aplicação por fusão.

39. Processo conforme uma das reivindicações de 31 a 37, caracterizado pelo fato que todas as camadas sejam colocadas separadamente e simultaneamente aplicadas por fusão (co- firing).

40. Processo conforme uma das reivindicações de 31 a 38, caracterizado pelo fato que a faixa de temperatura da aplicação por fusão esteja entre 800 e 1400°C.