ES2169175T5 - Cuerpo de calefaccion y procedimiento para su produccion. - Google Patents

Abstract

PARA LA ELABORACION DE UN CUERPO (11) DE CALENTAMIENTO DE RADIACION SE PROPONE LA ELABORACION DE UNA TABLETA (15) EN FORMA DE DISCO PLANO COMO PARTE DE MOLDE DE AMORTIGUAMIENTO TERMICO SEPARADO FUERA DE LA CUBIERTA (23) SOPORTE DEL CUERPO (11) DE CALENTAMIENTO DE RADIACION. CON ELLO SE PRESIONAN LOS CONDUCTORES DE CALENTAMIENTO EN FORMA DE BANDAS (17) ONDULADAS, PROVISTAS CON JUNTAS DE SUJECION, A BASE DE MATERIAL RESISTENTE EN LA SUPERFICIE (18) PLANA DE LA TABLETA (15). EL CUERPO (11) DE CALENTAMIENTO DE RADIACION SE MONTA EXCLUSIVAMENTE MEDIANTE APLICACION DE PARTES CONSTRUCTIVAS PREVIAMENTE FABRICADAS.

Description

Cuerpo de calefacción y procedimiento para su producción.

Campo de aplicación y estado de la técnica

La invención se refiere a un cuerpo de calefacción por radiación con una cubeta de soporte y una capa aislante introducida en su interior sobre la que se fija un conductor electrotérmico.

A partir de la DE 27 29 930 A se conoce una unidad de calefacción de radiación para aparatos de cocción eléctricos de vitrocerámica en la que se encuentran una o varias capas aislantes de un material a granel no compactado o ligeramente compactado en una cubeta de soporte. Encima de estas capas se coloca una placa de material aislante fibroso sobre la que se fijan los filamentos de calefacción insertándolos cuando se encuentra en estado húmedo. La placa se mantiene en posición inferior mediante un borde circunferencial. En este caso, la fijación de los conductores electrotérmicos se lleva a cabo de forma ideal, aunque es necesaria una estructura de dos capas.

A partir de la DE 28 06 367 A se conoce un cuerpo de calefacción por radiación en el que se introduce un material aislante a granel en una cubeta de soporte y se compacta mediante un punzón, de modo que se forma una superficie sobre la que se aseguran los filamentos de calefacción mediante grapas de alambre. En este procedimiento, no es necesario que la superficie sea plana.

A partir de la EP 35 280 B se conoce una estructura similar con filamentos de calefacción incorporados en ranuras profundas, con lo cual se comprime directamente una capa inferior y fina de material aislante a granel en la cubeta de soporte, mientras que en su parte superior se encuentra una capa más gorda de silicato de aluminio unida con un adhesivo inorgánico que, de este modo, puede "pegar" el conductor electrotérmico.

A partir de la DE-U-94 19 922 se conoce un cuerpo de calefacción por radiación según el preámbulo de la reivindicación 1.

Para garantizar una posición estable de las capas aislantes, la superficie superior de la capa inferior y la superficie inferior de la capa superior están arqueadas en dirección contraria la una con respecto a la otra.

Una estructura aislante de varias capas no sólo es complicada, sino que también es inferior respecto a su efecto aislante en relación a una estructura de una sola capa, por lo menos cuando una de dichas capas es de un material que es menos termoaislante. Consecuentemente se aspira a conseguir, posiblemente con una capa de un material muy calorífugo, un material aislante a granel que se comprima de forma correspondiente para su cohesión.

Función y solución

La función de la invención consiste en crear un cuerpo de calefacción por radiación que se pueda crear fácilmente, cuyo aislamiento es muy eficaz y que, al mismo tiempo, hace posible la incorporación correcta y uniforme del conductor electrotérmico.

Esta función se consigue gracias a un cuerpo de radiación según la reivindicación 1. La producción de todo el aislamiento de un material termoaislante a granel y resistente a temperaturas elevadas a modo de pastilla prefabricada hace posible la producción con la forma y el tamaño adecuados, con lo que se puede garantizar ante todo que la superficie de la pastilla sea plana tras la compresión del material aislante. En esta superficie plana, se comprimen los conductores electrotérmicos, incluidos en las ranuras de un punzón más bien plano y desde las que sobresalen con sus patas de fijación, en la superficie a presión, de tal modo que cada pie se introduce a presión con la misma profundidad y, en consecuencia, la parte sobresaliente también presentará siempre la misma amplitud, en caso de que así se desee.

Esto no se podría llevar a cabo al comprimir la capa aislante directamente en la cubeta de soporte. La cubeta de soporte producida a modo de plato de chapa metálica presentaba en la mayoría de los casos un fondo convexo de por sí. Además, el aislamiento también se arqueaba de forma inherente debido a la tensión de la compresión radial. Al introducir las patas de fijación a presión en esta superficie superior arqueada, o bien la fijación en el borde era imperfecta o bien demasiado profunda en la porción central pues la superficie irradiante de los conductores electrotérmicos resultaba demasiado pequeña.

Tampoco se podía arquear el punzón porque la convexidad de la capa termoaislante era imprevisible e irregular y, además, una forma arqueada de la superficie que comprende el conductor electrotérmico significaría un aumento inadmisible de la altura de construcción del cuerpo de calefacción por radiación.

Según una forma de realización ventajosa de la invención, tanto la producción del cuerpo moldeado termoaislante como la aplicación de los conductores electrotérmicos se lleva a cabo preferiblemente en una forma separada fuera de la cubeta de soporte, y la pastilla de una sola pieza, preparada de esta manera e introducida en el conductor electrotérmico, es insertada en el plato de chapa metálica vacío. De este modo, un fondo de plato de chapa metálica convexo no molesta en absoluto ya que, en consecuencia, incluso se puede llegar a crear una capa aislante de aire. La pastilla es de una sola pieza y preferiblemente también de una sola capa, aunque también se podría configurar con una forma comprimida de varias capas.

Se garantiza una aplicación segura y no basculante debido a que la cubeta de soporte presenta en su borde un soporte anular y elevado respecto al fondo sobre el que se apoya un borde y que, dado el caso, se separa de manera correspondiente de la pastilla.

En cuanto a los conductores electrotérmicos, éstos pueden consistir preferiblemente en una tira fina ondulada de material conductor electrotérmico fijada de forma erguida sobre el cuerpo aislante al introducirla en su interior a presión por las patas de fijación formadas en la tira sobresaliendo a cierta distancia la una de la otra, pero que, dado el caso, también se pueden extender a lo largo de toda la longitud del conductor electrotérmico y/o pueden estar interrumpidas por perforaciones. Estas patas están curvadas según la ondulación de la tira y, por consiguiente, forman elementos de fijación en forma de palas de configuración segura respecto a su forma debido a su convexidad, que también puede ser impresa sobre la superficie superior de la pastilla acabada.

Se deducen esta y otras características no sólo de las reivindicaciones, sino también de la descripción y de los dibujos, con lo cual las características individuales se pueden realizar respectivamente por sí solas o en grupos en forma de subcombinaciones en una forma de realización de la invención y en otros campos y pueden representar los aspectos ventajoso reivindicados en su propio derecho y que se pretenden proteger con la presente. La subdivisión de la solicitud en secciones individuales así como los títulos provisionales no limitan la validez general de las declaraciones hechas a continuación.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se representa una forma de realización de la invención en los dibujos y se explica de modo más detallado. En los dibujos muestran:

La fig. 1 un molde con un punzón para un primer paso de producción,

La fig. 2 el molde con una herramienta de compresión para un segundo paso de producción,

La fig. 3 una representación detallada de una sección de la tira del conductor electrotérmico; y

La fig. 4 una representación esquemática del cuerpo de calefacción por radiación finalizado según las fig. 1 y 2.

Descripción de las figuras

Para producir un cuerpo de calefacción por radiación 11 (fig. 4), se introduce un material aislante a granel 31 en un molde 12 mostrado en las fig. 1 y 2 y, dado el caso, se alisa para repartirlo por igual. El molde tiene una forma aproximadamente adaptada a las formas exteriores del cuerpo de calefacción por radiación, aunque no es necesario que coincidan. Más bien, la cavidad del molde 33 puede ser diferente de la forma definitiva que debe tener el producto fabricado en él, de forma que el producto obtenga la forma final deseada tras su compresión y teniendo en cuenta el resto de pasos intermedios.

El material aislante es un aerogel de ácido silícico que se produce de forma pirógena y tiene una consistencia pulverulenta en estado no comprimido. Este aerogel de ácido silícico normalmente se mezcla con aditivos, como los agentes opacificantes que reducen la permeabilidad de la radiación, aglutinantes y/o medios de refuerzo para aumentar la resistencia mecánica, por ejemplo, fibras. Sin embargo, se desea que la parte termoaislante separada del molde se pueda producir sin fibras y esto constituye una ventaja de la presente invención.

En el molde se puede introducir un punzón 13 que compacte el material suelto que se vierte de manera que se cree una pastilla manejable que, sin embargo, no sea tan compacta como para perder sus buenas características termoaislantes. Además, a través de la configuración de la cavidad del molde, se puede asegurar al configurar el punzón, en caso de ser necesario, de manera diferenciada de la forma plana de la superficie de presión 14, que el molde termoaislante 15 resultante, que a partir de ahora también recibirá el nombre de pastilla, presente una superficie plana.

A continuación, en caso de ser necesario, se introduce una tira conductora electrotérmica 17 parcialmente a presión con la ayuda de un punzón de inserción 16 en el mismo molde o en otro molde de soporte hasta alcanzar su localización sobre la superficie superior 18 de la parte del molde termoaislante 15. Para ello, el punzón de inserción 16 presenta ranuras 20 en la superficie 19 que miran hacia la superficie superior 18. Las ranuras están colocadas de forma correspondiente en relación a la instalación deseada (macroforma) del conductor electrotérmico, por ejemplo, en forma de espiral o en forma de meandro. Son aproximadamente igual de anchas que el conductor electrotérmico.

En el ejemplo ilustrado, el conductor electrotérmico 17 se compone de una tira fina de material conductor electrotérmico representada con más detalle en la fig. 3. En la mayoría de los casos el tamaño es de tan sólo unas pocas centésimas de milímetros, por ejemplo, entre 0,04-0,07 mm, mientras que la altura es de algunos milímetros. En el borde inferior de la porción continua en forma de tira 21 se disponen patas de fijación 22 fabricadas íntegramente con la tira a través de medios de corte o punzado. Estas patas de fijación, por ejemplo, delimitadas de forma rectangular o trapezoidal están, al igual que la tira, curvadas en forma de onda, de modo que la tira presente una ondulación transversal a su dirección principal. Por consiguiente, los ejes de curvatura de las ondas se encuentran en posición perpendicular a las superficies 18, 19.

Las tiras conductoras electrotérmicas 17 se mantienen en las ranuras 20 debido a su dimensionamiento correspondiente y por contacto elástico o debido a los imanes introducidos en el punzón de inserción, de modo que las patas de fijación 22 sobresalen de las ranuras 20 hacia el exterior más allá de la superficie inferior 19 del punzón de inserción 16. De esta manera, el punzón de inserción presiona contra la superficie plana 18 de la pastilla 15 hasta que las patas de fijación 22 penetren en el material previamente comprimido. La superficie 19 del punzón de inserción delimita el movimiento del punzón que, no obstante, también se puede detener de forma correspondiente con la ayuda de un mando. Con ello, se puede producir cierta postcompresión, aunque no sea obligatoriamente necesario. A continuación, se retrae el punzón 16 mientras que los conductores electrotérmicos 17 permanecen en la pastilla 15. Esto se puede conseguir más fácilmente, por ejemplo, apagando el electroimán que mantiene los conductores electrotérmicos.

Después, la parte del molde termoaislante 15 que se conecta ahora de forma fija con la tira conductora electrotérmica se extrae del molde y, dado el caso, se puede introducir tras su almacenaje provisional como parte prefabricada en una cubeta de soporte de chapa metálica 23 de un cuerpo de calefacción por radiación. Esta cubeta de soporte de chapa metálica presenta la forma de una cubeta plana con un borde 25 elevado respecto al fondo 24 al cual está conectado el borde exterior 26 que se eleva verticalmente. La pastilla 15 tiene un fondo formado en relación a esta forma, es decir, una sección de fondo ahondada 27 y un borde 28 separado hacia arriba en comparación con éste último, que se apoya en el soporte 25 al insertar la pastilla 15.

Aunque sería posible formar a continuación en la parte del molde termoaislante de la superficie plana 18 un borde alto en el área externa que aísla el borde externo 26 de la cubeta de soporte de chapa metálica 23, se prefiere insertar un borde 30 con forma anular de material aislante que en cierto modo sea un poco más resistente mecánicamente, así como altamente resistente a las temperaturas elevadas, por ejemplo, de fibras cerámicas o de vermiculita, elevándose ligeramente del borde externo 26 del plato y que contacte, con su cara superior, la cara inferior de una placa vitrocerámica 29 formando la superficie de cocción. Por tanto, este borde 30 sirve simultáneamente para salvaguardar la parte del molde termoaislante en la cubeta de soporte e impide, por ejemplo, que se eleve durante el transporte. Al mantener la gran superficie en la parte inferior y debido al hecho de que este borde 30 engrana directamente con el soporte 25, la parte del molde termoaislante 11 solamente se ve sometida a unas pocas fuerzas de compresión, cuando el cuerpo de calefacción por radiación 11 es presionado elásticamente contra los lados inferiores de la placa vitrocerámica. En cuanto a su diámetro, es decir, sus dimensiones horizontales, la parte del molde termoaislante 25 separada puede ser un poco más pequeña que la cubeta de soporte, de modo que el calor, la humedad o similares no produzcan una deformación de la parte del molde termoaislante.

Por consiguiente, el cuerpo de calefacción por radiación resultante se caracteriza por una superficie que comprende los conductores electrotérmicos de forma plana y que presenta una profundidad de inserción uniforme de los conductores electrotérmicos, independientemente de la forma de la cubeta de soporte, cuyo fondo 24 podría arquearse bien de manera accidental o intencionada para compensar eventuales efectos de salto durante el calentamiento. Gracias a la única capa de material altamente termoaislante y altamente resistente a las temperaturas, se puede producir el aislamiento de forma muy eficaz y económica. Debido a las pocas exigencias mecánicas se puede renunciar a su refuerzo mediante fibras.

La superficie superior 18 de la parte de molde termoaislante separada 15 es plana en el sentido de que se corresponde exactamente a la forma deseada. La superficie, por ejemplo, también puede componerse de dos planos desplazados respecto a su altura el uno con respecto al otro, en caso de que, por ejemplo, se empleen conductores electrotérmicos de altura diferente en áreas diferentes. En cambio, se prefiere una configuración plana de la superficie 18 lo más paralela posible al borde inferior de la vitrocerámica, con lo cual los bordes superiores de los conductores electrotérmicos también se sitúan en un plano paralelo a dicha superficie vitrocerámica.

Claims (3)

1. Cuerpo de calefacción por radiación (11) con una cubeta de soporte (23) y una capa de aislamiento térmico (15) colocada en el interior de ésta, sobre la cual es fijado un conductor térmico (17) por inmersión parcial en el material de aislamiento térmico de la capa de aislamiento térmico, donde la capa de aislamiento térmico (15) consiste en una pastilla de material de aislamiento térmico obtenida por compresión en un molde separado, caracterizado por el hecho de que la cubeta de soporte (23) presenta en la zona marginal un saliente de apoyo (25) que sobresale en relación a su fondo (24), sobre el cual se apoya la pastilla constituyendo la capa de aislamiento térmico (15), eventualmente con un saliente (28) correspondiente esencialmente solamente en su zona marginal (28) directamente sobre la cubeta de soporte (23), mientras que en la zona del fondo hay una separación entre el fondo (27) de la pastilla y el fondo (24) de la cubeta de soporte (23).

2. Cuerpo de calefacción por radiación según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el conductor térmico (17) es una tira (21) ondulada de material resistente metálico, fina, en posición erguida sobre la superficie (18) de la pastilla (15), la cual presenta patas de fijación (22) que sobresalen hacia abajo y que están curvadas preferiblemente de manera correspondiente a la ondulación, las cuales son incorporadas en la capa de aislamiento térmico (15).

3. Cuerpo de calefacción por radiación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que la superficie (18) de la pastilla (15) y/o la arista superior del conductor térmico se hallan respectivamente en planos, estos planos estando preferiblemente paralelos entre sí.