ITUB20154867A1 - Dispositivo riscaldatore elettrico, particolarmente per veicoli - Google Patents

Description

“Dispositivo riscaldatore elettrico, particolarmente per veicoli”,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ai dispositivi riscaldatori elettrici, particolarmente ai dispositivi riscaldatori associati o integrati in componenti di veicoli, quali ad esempio riscaldatori per serbatoi o utilizzati per scaldare sostanze soggette a congelamento. L’invenzione è stata sviluppata con particolare riferimento a dispositivi riscaldatori e componenti per serbatoi destinati a contenere un additivo liquido, o un agente riducente, necessario per il funzionamento di un sistema per il trattamento dei gas di scarico di un motore a combustione interna. I dispositivi riscaldatori in accordo all’invenzione sono tuttavia suscettibili di applicazione anche in ambiti diversi da quello preferenziale qui indicato.

Tecnica anteriore

I sistemi di emissione di gas di scarico di alcune tipologie di veicoli debbono essere concepiti ai fini della riduzione del rilascio di ossidi di azoto (NOx) in atmosfera. Un sistema particolarmente diffuso a tale scopo è basato sul processo noto come SCR (Selective Catcdytic Re due itoti), che consente di ridurre gli ossidi di azoto dei gas mediante iniezione di un agente riducente nella linea di scarico. Questi sistemi di trattamento presuppongono che l'agente riducente venga dosato e iniettato nel flusso dei gas di scarico, onde convertire l'ossido di azoto (NOx) in azoto (N2) e acqua (H20). A tale scopo il veicolo è dotato di un serbatoio contenente l’agente riducente, cui sono associati idonei mezzi per realizzare l’iniezione dosata dell’agente stesso nel sistema SCR.

L’agente riducente è tipicamente costituito da urea in soluzione acquosa, che è suscettibile di congelare quando il serbatoio è esposto a basse temperature (indicativamente temperature inferiori a -11°C). Per tale ragione il serbatoio deve essere equipaggiato di un dispositivo riscaldatore di modo che, in caso di congelamento, l’agente liquido possa essere liquefatto e poi iniettato nella linea di scarico.

In alcune soluzioni note il dispositivo riscaldatore è associato ad un componente del serbatoio, montato a tenuta in corrispondenza di un’apertura del serbatoio stesso. T ale componente è spesso concepito come un modulo “attivo”, ossia dotato - oltre che del dispositivo riscaldatore - anche di ulteriori componenti necessari al corretto funzionamento del sistema SCR, quali una pompa per l’iniezione dell’agente riducente, un sensore di livello, un sensore di temperatura, un sensore di pressione, eccetera (si veda ad esempio WO 2008/138960 A).

I dispositivi riscaldatori che, secondo la tecnica nota, equipaggiano questi componenti di serbatoio sono generalmente complicati, costosi e di difficile montaggio.

Scopo e sintesi deirinvenzione

Nei suoi termini generali, la presente invenzione si propone di realizzare un dispositivo riscaldatore, o un componente integrante un tale dispositivo, di realizzazione semplice ed economica, nonché di funzionamento affidabile. Questo ed altri scopi ancora, che risulteranno maggiormente chiari in seguito, sono raggiunti secondo la presente invenzione da un dispositivo riscaldatore avente le caratteristiche indicate nelle rivendicazioni allegate. Formano altresì oggetto dell’invenzione un componente di autoveicolo, particolarmente un componente di serbatoio, un serbatoio comprendente un tale componente di serbatoio, un sistema di scarico di un motore a combustione interna comprendente un tale serbatoio ed un metodo per la realizzazione di un tale componente di serbatoio. Le rivendicazioni costituiscono parte integrante deH’insegnamento tecnico qui fornito in relazione all’ invenzione.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggia che segue, effettuata con riferimento di disegni annessi, fomiti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali:

- le figure 1 A e 1B sono una vista prospettica schematica ed una vista prospettica sezionata, rispettivamente, di un serbatoio comprende un componente in accordo ad una fonna di attuazione dell’invenzione;

- le figure 2 e 3 sono viste schematiche in pianta ed in prospettiva, rispettivamente, di un componente che integra un dispositivo riscaldatore in accordo ad una forni a di attuazione delFinvenzione;

- le figure 4 e 5 sono una vista prospettica sezionata ed una vista parzialmente esplosa del componente delle figure 2-3;

- la figura 6 è una vista schematica esplosa di un componente che integra un dispositivo riscaldatore in accordo ad una forma di attuazione deH’invenzione, limitatamente ad un suo corpo e ad un relativo riscaldatore;

- le figure 7 e 8 sono viste schematiche, rispettivamente in prospettiva ed in pianta, di un primo semilavorato utilizzato per la realizzazione di un dispositivo riscaldatore in accordo ad una fonna di attuazione dell’ invenzione;

- le figure 9 e 10 sono viste schematiche, rispettivamente in prospettiva ed in pianta, di un secondo semilavorato utilizzato per la realizzazione di un dispositivo riscaldatore in accordo ad una fonna di attuazione dell’ invenzione;

- la figura 11 è un dettaglio in maggior scala di figura 9;

- la figura 12 è una vista prospettica schematica di parti di uno stampo e di semilavorati utilizzabili per la realizzazione di un dispositivo riscaldatore in accordo ad una foima di attuazione dell’invenzione;

- la figura 13 è una vista prospettica sezionata delle parti di stampo di figura 12, in una condizione chiusa;

- le figure 14 e 15 sono viste schematiche, rispettivamente in prospettiva ed in pianta, di un terzo semilavorato utilizzato per la realizzazione di un dispositivo riscaldatore in accordo ad una forma di attuazione delFinvenzione;

- le figure 16, 17 e 18 sono viste schematiche, rispettivamente in prospettiva, in pianta ed in elevazione laterale, del terzo semilavorato delle figure 14-15, a seguito di un’operazione di deformazione;

- le figure 19, 20 e 21 sono viste schematiche, rispettivamente in prospettiva, in pianta ed in elevazione laterale, del terzo semilavorato delle figure 16-18, a seguito di un’operazione di asportazione di parti accessorie;

- la figura 22 è una vista prospettica schematica di parti di uno stampo e di un semilavorato utilizzabili per la realizzazione del corpo di un componente integrante un dispositivo riscaldatore in accordo ad una forma di attuazione delFinvenzione;

- la figura 23 è una vista prospettica sezionata delle parti di stampo di figura 22, in una condizione c luusa;

- la figura 24 è una vista prospettica sezionata di un corpo di un componente integrante un dispositivo riscaldatore di serbatoio in accordo ad una forma di attuazione dell’invenzione;

- le figure 25 e 26 sono dettagli in maggior scala di figura 24,

- la figura 27 è una vista prospettica parzialmente sezionata di un componente che integra un dispositivo riscaldatore in accordo ad una ulteriore forma di attuazione deH’invenzione;

- la figura 28 è un dettaglio in maggior scala di figura 27.

Descrizione di forme di attuazione preferite deirinvenzione

Il riferimento ad “una forma di attuazione” all’interno di questa descrizione sta ad indicare che una particolare configurazione, struttura, o caratteristica descritta in relazione alla forma di attuazione è compresa in almeno una forma di attuazione. Quindi, frasi come “in una fonna di attuazione” e simili, eventualmente presenti in diversi luoghi di questa descrizione, non sono necessariamente riferite alla stessa forma di attuazione. Inoltre, particolari conformazioni, strutture o caratteristiche definite all’interno di questa descrizione possono essere combinate in ogni modo adeguato in una o più forme di attuazione, anche differenti da quelle raffigurate. I riferimenti numerici e spaziali (quali “superiore”, “inferiore”, “alto”, “basso”, eccetera) qui utilizzati sono soltanto per comodità e non definiscono dunque l’ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione.

Il dispositivo riscaldatore che forma oggetto della presente invenzione ha un corpo di supporto e due o più elementi riscaldanti in tale corpo di supporto, particolarmente integrati in esso. In varie forme di attuazione il dispositivo è configurato come un componente a sé, nel qual caso il suo corpo di supporto è di preferenza configurato per il montaggio e/o il fissaggio in un sistema più complesso, ad esempio un sistema di riscaldamento di un autoveicolo. In altre forme di attuazione, il dispositivo oggetto dell’invenzione è invece integrato in un componente predisposto per svolgere anche funzioni diverse dal riscaldamento di un generico mezzo, nel qual caso un corpo di tale componente viene sfruttato per realizzare anche il corpo di supporto del dispositivo riscaldatore. Nel seguito della presente invenzione verrà fatto inizialmente riferimento a questo secondo caso.

Riferendosi inizialmente alle figure 1A e 1B, con 1 è indicato nel suo complesso un serbatoio per veicoli. Nel seguito si supponga che tale serbatoio sia destinato a contenere un additivo, o agente riducente, e faccia parte di un sistema per il trattamento dei gas di scarico di un motore a combustione interna, indicato schematicamente dal blocco 2. In varie forme di attuazione, il sistema di trattamento 2 è di tipo SCR, come spiegato nella parte introduttiva della presente descrizione, impiegato per rabbattimento delle emissioni di ossidi di azoto e del particolato, particolarmente in autoveicoli con motori diesel di cilindrata superiore a 3500 cc. Il suddetto agente riducente può essere urea in soluzione di acqua distillata, come ad esempio quello noto commercialmente con il nome AdBlue™. Il serbatoio 1 potrebbe comunque essere utilizzato per altri scopi e/o in settori diversi da quello automobilistico, e destinato a contenere un differente liquido che necessita un riscaldamento, quale un carburante o un agente di lavaggio.

Il corpo principale 1 a del serbatoio 1 può essere realizzato in qualsiasi materiale, preferibilmente un materiale che è chimicamente resistente all’agente riducente, ad esempio in metallo o con un idoneo materiale plastico, secondo tecnica nota, quale un polietilene ad alta densità (PEHD).

Come visibile in figura 1B, il corpo la del serbatoio ha un’apertura, non indicata, in corrispondenza della quale è montato a tenuta un componente 3, che integra un riscaldatore, in seguito descritto. Nell’esempio, la suddetta apertura è prevista in una parte inferiore del serbatoio 1, ma tale posizione non deve intendersi come essenziale. In varie forme di attuazione preferite, quali quelle qui rappresentate, il componente 3 ha un corpo conformato per consentire un fissaggio a tenuta al serbatoio, ovvero occludere la citata apertura del serbatoio. Tale corpo può essere fissato a tenuta in corrispondenza della suddetta apertura secondo modalità di per sé note: ad esempio, riferendosi all’esempio illustrato, il corpo del componente 3 è preferibilmente montato in modo rimuovibile tramite un sistema di aggancio comprensivo di una relativa ghiera di fissaggio 4, potendo tuttavia essere fissato in altro modo, quale una saldatura o mezzi filettati.

In varie forme di attuazione il componente 3 adempie sole funzioni di riscaldamento ed il suo corpo realizza quindi un involucro di supporto e/o protezione per il dispositivo riscaldatore. In altre forme di attuazione, quale quella qui esemplificata, il componente 3 è concepito per svolgere una pluralità di funzioni, tra le quali quella di riscaldamento, ed integra a tale scopo un dispositivo in accordo all’ invenzione.

Riferendosi anche alle figure 2-5, in varie forme di attuazione il corpo del componente 3, indicato con 5, può definire almeno un passaggio - visibile parzialmente in figura 4, dove è indicato con 6 - attraverso il quale l’agente riducente è alimentabile al sistema 2: di preferenza, a tale scopo, al corpo 5 è associata un’apposita pompa, di concezione di per sé nota, avente una mandata in comunicazione di fluido con il passaggio 6.

In varie forme di attuazione il colpo 5 del componente 3 comprende una parete di fondo 7 ed una parete periferica 8 sostanzialmente tubolare. Nell’ esempio raffigurato, all’estremità della parete 8 opposta alla parete 7 è definita una flangia 8a sporgente verso l’esterno, facente parte del sistema di aggancio del componente 3 al serbatoio 1.

Sempre riferendosi all’esempio illustrato, la parete periferica 8 è sostanzialmente semi cilindrica (o, più precisamente, a forma di segmento cilindrico), ma in altre realizzazioni tale parete 8 può avere forma diversa, ad esempio sostanzialmente tubolare con sezione circolare, ellittica, poligonale, eccetera, oppure altra forma non necessariamente tubolare, particolarmente una forma con un profilo perimetrale chiuso.

Anche la parete di fondo 7 può avere varie forme, posto comunque che la sua funzione principale - quando essa è presente e/o foimata in un pezzo unico con la parete periferica 8 - è quella di contribuire a chiudere l’apertura del serbatoio 1; nell’esempio la parete 7 chiude ad un’estremità - qui l’estremità superiore - la parete periferica 8, e con ciò definendo una cavità 9 entro la quale possono all’ occorrenza essere allocati almeno in parte uno o più dispositivi funzionali del componente 3.

Più in generale, il corpo che integra un dispositivo riscaldatore in accordo ad una fonna preferenziale dell’invenzione comprende almeno una prima parete - qui esemplificata dalla parete periferica 8 - in cui sono integrati in misura prevalente uno o più elementi riscaldanti di un riscaldatore; in varie fonne di attuazione, tale corpo può includere anche una seconda parete - qui esemplificata dalla parete di fondo 7 - che è preferibilmente sostanzialmente perpendicolare alla prima parete, nella quale possono anche essere integrati parzialmente i suddetti elementi riscaldanti e/o dei relativi elementi di collegamento elettrico. In varie forme di attuazione dell’invenzione - una delle quali in seguito esemplificata - in luogo di un’unica parete che integra più elementi riscaldanti, il corpo del dispositivo riscaldatore comprende una pluralità di pareti distinte, in ciascuna delle quali è integrato in misura prevalente almeno un rispettivo elemento riscaldante del dispositivo. A seconda del tipo di applicazione, tali pareti distinte possono essere comunque disposte secondo una configurazione almeno approssimativamente ad anello o una disposizione radiale, oppure secondo altre configurazioni.

Di preferenza nella parete di fondo 7 è definito almeno in parte il passaggio 6 che consente il prelievo dell’agente riducente. In varie forme di attuazione, a tale scopo, al corpo 5 è associata la pompa precedentemente citata - indicata con 10 - preferibilmente disposta nella cavità 9. In varie foime di attuazione, al componente 3 possono anche essere associati uno o più ulteriori dispositivi funzionali, ad esempio per la rilevazione di caratteristiche del fluido contenuto nel serbatoio 1. In possibili forme di attuazione, al componente 3 sono associati mezzi sensori, quali ad esempio uno o più fia un sensore di livello, un sensore di temperatura, un sensore di pressione. Riferendosi al caso illustrato, nell’ambito della cavità 9 del corpo 5 sono alloggiati un sensore di pressione 11 e, almeno parzialmente, un sensore 12 per la rilevazione del livello del’agente riducente nel serbatoio 1. Il tipo di realizzazione della pompa 10 e dei sensori 11, 12, o di altri dispositivi funzionali, quale ad esempio un filtro, nonché le loro modalità di montaggio sul corpo 5, possono essere secondo qualsiasi tecnica nota. Non è inoltre escluso dall’ambito dell’invenzione il caso in cui il componente 3 sia provvisto - in aggiunta o in alternativa - di mezzi sensori diversi da quelli indicati, nonché di ulteriori componenti attivi del sistema 2. Atteso che l’agente riducente destinato ad essere contenuto nel serbatoio 1 è soggetto a congelamento, quando il serbatoio stesso si trova esposto a temperature basse, nel corpo 5 del componente 3 è incorporato un riscaldatore del dispositivo in accordo all’invenzione, indicato nel complesso con 13 nelle figure 2-5, in seguito descritto in dettaglio.

In termini generali, tale riscaldatore 13 comprende una pluralità di elementi riscaldanti 13a, costituiti da resistori a coefficiente di temperatura positivo (PTC). Riferendosi alla figura 6, ciascun elemento riscaldante comprende un primo elettrodo 14 ed un secondo elettrodo 15, nonché una massa di materiale 16 avente effetto PTC, disposto almeno in parte tra i due elettrodi 14 e 15. Gli elettrodi 14 e 15 sono preferibilmente di tipo laminare, o a piastra, o a griglia, o a pettine.

Di preferenza, nell’area compresa tra i due elettrodi 14 e 15 affacciati è interposta una parte prevalente del materiale ad effetto PTC 16. Come risulterà maggiormente chiaro in seguito, in varie forni e di attuazione, una parte minore o ridotta del materiale 16 si trova anche in corrispondenza delle facce opposte o esterne degli elettrodi 14 e 15, preferibilmente per adempiere funzioni di fissaggio e/o posizionamento degli elettrodi 14 e 15.

Il riscaldatore 13 include poi elementi conduttori comuni 17 e 18, ai quali gli elettrodi 14 e 15 sono collegati in parallelo, rispettivamente. In forme di attuazione preferite gli elettrodi 14 sono foimati in un pezzo unico con il relativo elemento conduttore comune 17, realizzando con ciò una prima lamina metallica sagomata 19, mentre gli elettrodi 15 sono formati in un pezzo unico con il relativo elemento conduttore comune 18, realizzando con ciò una seconda lamina metallica sagomata 20. Di preferenza, ciascuna delle lamine 19 e 20 definisce anche rispettive porzioni di collegamento, indicate con 21 e 22, rispettivamente, che si estendono tra il relativo elemento conduttore comune 17 o 18 ed i conispondenti elettrodi laminari 14 o 15.

In accordo a forme di attuazione alternative gli elettrodi 14 e/o 15 sono realizzati individualmente, anche stampati o lavorati con tecnica o forma differente da quella esemplificata, e collegati tra loro tramite rispettivi conduttori elettrici comuni configurati come elementi aggiunti, quali conduttori metallici relativamente rigidi o del tipo definito “ bus bar ”. In tali attuazioni, i suddetti conduttori comuni aggiunti possono essere collegati meccanicamente ed elettricamente agli elettrodi tramite specifiche operazioni (ad esempio saldatura e/o rivettatura e/o fissaggio reciproco tramite deformazioni meccaniche di almeno una delle parti in questione). Sempre per il caso di elettrodi configurati come parti distinte rispetto ai relativi elementi conduttori comuni, questi ultimi possono essere realizzati con un materiale polimerico elettricamente conduttivo, ad esempio sovrastampato almeno in parte agli elettrodi stessi.

Riferendosi ora alle figure 7-8, un metodo preferenziale di ottenimento della lamina 19 prevede che la stessa venga sagomata - preferibilmente tramite tranciatura e/o deformazione - partendo da una lastra o bandella metallica (ad esempio in acciaio), onde ottenere un primo semilavorato sostanzialmente piano o bidimensionale, indicato con 25, il quale definisce gli elettrodi 14, il conduttore comune 17 e, se previste, le porzioni di collegamento 21. Nell’ ambito della forma sostanzialmente piana possono tuttavia essere previste delle zone o parti diversamente sagomate, quale ad esempio parti curve o piegate.

In varie forme di attuazione il semilavorato 25 definisce anche porzioni accessorie, quali una cornice o telaio periferico 26 che, come si vedrà, è utile ai fini della manipolazione in fase produttiva e/o del successivo posizionamento del semilavorato stesso in uno stampo. In attuazioni di questo tipo, come rappresentato nelle figure 7-8, il semilavorato 25 può anche includere porzioni di supporto 27 che collegano il telaio 26 ad almeno uno tra il conduttore comune 17 e gli elettrodi 14.

Di preferenza, durante la fase di tranciatura, gli elettrodi 14 vengono fonnati con una pluralità di sedi o passaggi 28, la cui funzione venà chiarita in seguito. Tali sedi o passaggi possono includere ad esempio fori passanti degli elettrodi, come nel caso esemplificato, oppure indentazioni nel profilo esterno degli elettrodi, o ancora cavità cieche.

Anche il conduttore comune 17 può essere tranciato in modo da presentare, ad una sua estremità, un foro o una porzione sagomata, onde definire un terminale di collegamento elettrico 17a. La forma di tale terminale 17a può essere diversa da quella illustrata, e non necessariamente provvista del foro suddetto.

In varie fonne di attuazione l’elemento conduttore comune 17 ha sviluppo sostanzialmente ad anello, preferibilmente ad anello aperto. Nel caso preferito illustrato, tale sviluppo è sostanzialmente ad arco di cerchio e, essendo ottenuto a partire da una lastra o bandella metallica, ha essenzialmente la forma di una a banda o striscia piatta. In attuazioni di questo tipo, le relative porzioni di collegamento 21 si estendono in direzione radiale dalTelemento conduttore 17. Più in generale, come si comprenderà in seguito, è preferibile che lo sviluppo in lunghezza dell’ elemento conduttore 17 abbia fonna sostanzialmente congruente o simile a quella della parete 8 del corpo 5.

Nelle figure 9-10 è invece illustrato un secondo semilavorato 29 sostanzialmente bidimensionale o piano, dal quale è ottenuta la lamina 20 di figura 6. Tale semilavorato 29 definisce gli elettrodi 15, il relativo conduttore comune 18 e, se previste, le porzioni di collegamento 22. Il semilavorato 29 è ottenuto di preferenza con modalità analoghe a quelle descritte perii semilavorato 25.

Anche il semilavorato 29 definisce quindi una rispettiva cornice o telaio periferico 30 con relativi fori di posizionamento 30a e, preferibilmente, porzioni di supporto 31 che collegano il telaio 30 al conduttore comune 18, ai quali sono a sua volta collegati gli elettrodi 15 (qui mediante le porzioni 22). Anche gli elettrodi 15 vengono preferibilmente formati con una pluralità di sedi o passaggi 32 - qui in fonna di fori passanti - e l’elemento conduttore comune 18 può essere tranciato in modo da presentare, ad una sua estremità, un foro o una porzione sagomata, onde definire un terminale di collegamento elettrico 18a. Di preferenza, l’estremità dell’elemento conduttore 18 che realizza il terminale 18a è in posizione opposta rispetto a quella del terminale 17a del conduttore 17 del semilavorato 25, in particolare per agevolare la connessione elettrica e/o evitare cortocircuiti elettrici tra i terminali 17a e 18a.

Di preferenza l’elemento conduttore comune 18 si sviluppa in lunghezza secondo una forma sostanzialmente simile a quella dell’elemento conduttore 17. Molto preferibilmente, come nel caso illustrato, le dimensioni perimetrali dell’elemento conduttore 18 sono inferiori a quelle dell’elemento conduttore 17, di modo che i due elementi conduttori 17 e 18 possano essere disposti sostanzialmente concentricamente e distanziati tra loro, con i relativi elettrodi 14, 15 in posizioni sostanzialmente affacciate e/o parallele tra loro. In attuazioni di questo tipo è preferibile che le porzioni di collegamento 22 abbiano uno sviluppo in lunghezza maggiore delle porzioni di collegamento 21 e, preferibilmente, presentino almeno una porzione generalmente ricurva o sagomata, come evidenziato in figura 11 , per le finalità che saranno evidenti in seguito.

Come si nota, nell’esempio illustrato, le porzioni di collegamento 21, 22 e gli elettrodi 14, 15 risultano distribuiti e distanziati tra loro lungo lo sviluppo dei relativi conduttori comuni 17, 18, preferibilmente in una disposizione sostanzialmente radiale. La posizione di tali elementi sui due semilavorati 25, 29 è tale per cui, sovrapponendo i semilavorati stessi in posizioni generalmente parallele tra loro, gli elettrodi 14 risultano sostanzialmente paralleli ed affacciati agli elettrodi 15, almeno per una loro parte predominante. I due semilavorati 25 e 29 possono quindi essere introdotti in uno stampo in tali posizioni parallele, onde sovrastampare ad essi il materiale ad effetto PTC 16 di figura 6; in particolare, i due semilavorati 25 e 29 sono posizionati nel citato stampo ad una distanza predefinita, che definisce lo spessore del materiale 16 stampato tra gli elettrodi 14 e 15.

In figura 12 è illustrato schematicamente uno stampo utilizzabile allo scopo, comprendente due parti di stampo 33 e 34 definenti almeno un’impronta 35 di sagoma corrispondente a quella di un rispettivo semilavorato. Come si nota, in forme di attuazione preferite, almeno un’impronta 35, o ciascuna impronta definisce pioli di posizionamento 35a per i telai 26 e 30 dei semilavorati 25 e 29, che sono all’uopo provvisti dei corrispondenti fori 26a e 30a di posizionamento.

Con le due parti di stampo 33 e 34 in posizione chiusa, come visibile in figura 13, i due semilavorati 25 e 29 risultano in posizioni generalmente parallele, senza alcun contatto tra di loro. Le parti di stampo 33 e 34 - eventualmente con l’ausilio di altre parti di stampo o carrelli o tasselli non raffigurati - definiscono sedi in cui deve essere iniettato il materiale ad effetto PTC 16 degli elementi riscaldanti, proteggendo le parti che non devono invece essere sovrastampate con tale materiale, quali ad esempio gli elementi conduttori 17, 18, almeno parte delle porzioni di collegamento 21, 22, i telai 26, 30 e le porzioni di supporto 27, 31.

Nello stampo 33-34 viene quindi iniettato il materiale ad effetto PTC 16, che è preferibilmente un materiale a base plastica o polimerica, preferibilmente includente almeno due differenti polimeri, molto preferibilmente polimeri tra loro non miscibili.

Va rilevato che alcuni noti polimeri ad effetto PTC subiscono, in prossimità della loro temperatura di fusione, una significativa espansione dimensionale, anche superiore al 10% in volume, causando un incremento localizzato di resistività. La fusione del polimero durante il riscaldamento indotto tramite alimentazione elettrica comporta tuttavia la perdita di prestazioni meccaniche del materiale, a causa del decadimento del relativo modulo elastico, e questo ne limita notevolmente l’impiego. Tali materiali sono inoltre soggetti a problemi di contattazione elettrica, in quanto di norma i polimeri ad effetto PTC non hanno una buona adesione sui metalli e questo comporta una delaminazione o distacco, con variazione delle prestazioni elettriche e termiche. Tali problematiche si avvertono maggiormente nel caso di elettrodi di forma essenzialmente laminare, dove la maggior dilatazione del polimero ad effetto PTC rispetto al metallo degli elettrodi tende a detenninare una sorta di scorrimento tra le superfici degli elettrodi metallici e del polimero interposto, con conseguente distacco tra le parti e/o formazione di spazi in aria elettricamente e termicamente isolanti. I suddetti rischi di delaminazione o distacco sono accentuati nel caso di componenti o riscaldatori per veicoli, i quali possono essere soggetti a condizioni ambientali estreme, con notevoli escursioni tenniche.

Per tali ragioni, in accordo ad un aspetto autonomamente inventivo, il materiale a base plastica 16 comprende una miscela di polimeri incompatibili o immiscibili tra di loro, preferibilmente almeno due polimeri tra loro immiscibili, combinati in modo da ottenere un composito co-continuo, quale una struttura tridimensionale dove i vari polimeri si intersecano sviluppandosi in tutte le direzioni. Tale miscela è definita in modo che almeno uno dei polimeri del composito non fonda durante il riscaldamento indotto tramite alimentazione elettrica degli elementi 13a, conseguentemente garantendo una adeguata resistenza meccanica del materiale a effetto PTC 16, anche nel caso l’altro o uno degli altri polimeri del composito arrivi alla fusione durante il riscaldamento indotto dall’alimentazione elettrica.

In varie forme di attuazione, al fine di aumentare l’adesione del materiale 16 al metallo che realizza gli elettrodi 14 e 15, la miscela comprende almeno un polimero ionomero, quale un copolimero termoplastico a base etilene, con monomeri graffati alla catena polimerica contenenti gruppi carbossilici parzialmente neutralizzati da ioni metallici (ad esempio di sodio o zinco), particolarmente con quantità di gmppi ionici inferiore al 10% molare su base polietilene, quali ad esempio ionomeri classe “ Surlyn” ™ della Dupont ™. In tal modo, i gruppi carbossilici del materiale resistivo creano dei legami a ponte ionico sia tra le catene di pohmero del materiale 16 che tra gli ioni metallici presenti sulla superficie degli elettrodi 14 e 15, in particolare rispetto a ioni dovuti a ossidazione superficiale degli elettrodi 14, 15, migliorando l’adesione del polimero resistivo 16 con il metallo di tali elettrodi.

Uno schema dei legami a ponte ionico tra la catena dello ionomero e gli ossidi naturalmente presenti sulla superficie metallica è il seguente (“Me” indica il metallo della lamina, che può essere ad esempio Cu e/o Al):

In alternativa i gmppi carbossilici (acidi) non neutralizzati da ioni metallici possono attaccare il metallo con un meccanismo di attacco idrogeno del tipo seguente In forme di attuazione preferite la composizione del materiale ad effetto PTC 16 comprende un polipropilene PP in una percentuale compresa tra 39% e 44.5%, uno ionomero in una percentuale compresa tra il 40% ed il 44.5% ed un additivo conduttivo o un carbon black in una percentuale compresa tra 11% e 20%.

Di preferenza, lo stampo 33-34 è configurato in modo tale per cui il materiale iniettato si insinui unicamente o prevalentemente negli spazi definiti tra gli elettrodi 14 e 15 disposti paralleli ed affacciati, ed eventualmente nei passaggi o fori 28, 32, quando previsti.

Dopo la solidificazione del materiale resistivo iniettato, lo stampo 33-34 viene aperto e viene estratto un terzo semilavorato, visibile nelle figure 14-15, indicato con 36, che è costituito dai due semilavorati 25 e 29 sovrapposti e con le rispettive parti del materiale ad effetto PTC 16 che si estendono ciascuna tra le superfici affacciate delle varie coppie di elettrodi 14-15, per realizzare gli elementi riscaldanti 13a. Di preferenza, in tale terzo semilavorato 36, ancora sostanzialmente piano, gli elementi conduttori comuni 17 e 18 si estendono secondo rispettivi piani di giacitura paralleli.

Sempre di preferenza, almeno uno degli elementi conduttori 17 e 18, qui l’elemento conduttore 18 di dimensioni minori, è provvisto di elementi di collegamento generalmente ricurvi 22 (vedere figura 11): tale soluzione consente di evitare che nel semilavorato 36 tali porzioni 22 giungano a contatto con l’elemento conduttore 17 durante successive operazioni di piegatura in seguito descritte.

Nel terzo semilavorato 36 risultano quindi ora definiti gli elementi riscaldanti 13a, ciascuno comprensivo di due elettrodi 14 e 15, tra i quali è interposta la rispettiva massa di materiale ad effetto PTC 16.

In seguito il semilavorato 36 viene deformato, onde conferire al medesimo una sagoma differente, sostanzialmente tridimensionale. In particolare, la deformazione avviene piegando gli elementi riscaldanti 13a relativamente agli elementi conduttori comuni 17, 18, in modo che i primi vengano ad assumere una posizione generalmente eretta relativamente ai secondi, come si vede nelle figure 16-18. In varie forme di attuazione, almeno uno degli elementi conduttori comuni 17, 18 giace secondo un piano che è generalmente angolato, particolarmente sostanzialmente perpendicolare, ad un piano di giacitura degli elementi riscaldanti 13a. Preferibilmente gli elementi riscaldanti 13a vengono piegati a 90° o in posizione sostanzialmente ortogonale rispetto al piano originario del semilavorato 36 (o dei semilavorati 25 e 29).

Riferendosi all’esempio illustrato, ai fini dell’operazione di deformazione risulta preferibile che le porzioni di collegamento 22 del semilavorato 29 siano più lunghe di quelle dell’elemento 25. Questo in considerazione del fatto che, nel caso esemplificato, l’elemento conduttore comune 18 del semilavorato 29 ha raggio minore rispetto all’elemento conduttore comune 17 dell’altro semilavorato 15: la maggior lunghezza degli elementi di collegamento 22 fa si che, a seguito della suddetta deformazione, gli elettrodi 15 risultino sostanzialmente paralleli agli elettrodi 14 in assenza di sollecitazioni meccaniche. Si consideri inoltre che, piegando contemporaneamente le porzioni 21 e 22 degli elettrodi 14 e 15 sovrastampati, la porzione 22 più esterna al punto o raggio di curvatura tende ad avvicinarsi all’elemento conduttore 17: pertanto, considerando la disposizione ancora sostanzialmente piana dei semilavorati 25, 29, la forma sagomata delle porzioni 22 consente di definire una distanza iniziale relativamente elevata, tra le stesse porzioni 22 del conduttore 18 rispetto al conduttore 17. A seguito della piegatura, tale distanza diminuisce, ma risulta comunque tale da garantire un corretto isolamento elettrico. I conduttori comuni potrebbero anche avere un profilo circolare o chiuso e/o potrebbero avere sostanzialmente lo stesso raggio ed essere sostanzialmente sovrapposti, con disposizione sfalsata dei tenninali di collegamento 17a e 18a.

Come si evince, a seguito della defonnazione, gli elementi riscaldanti 13a risultano disposti sostanzialmente verticalmente, in una sequenza approssimativamente curva o ad anello aperto, o più in generale, una sequenza che ha andamento congruente con lo sviluppo perimetrale della parete periferica 8 del corpo 5 entro la quale il riscaldatore 13 deve essere almeno in parte integrato. Come già accennato, la forma della parete 8 del corpo 5 non deve essere necessariamente cilindrica o parzialmente cilindrica. La medesima potrebbe essere ellittica o poligonale ed in tali attuazioni gli elementi conduttori comuni 17 e 18 avranno fonna corrispondente, o comunque tale per cui, dopo l’operazione di piegatura del semilavorato 36, la sagoma complessiva data dall’insieme degli elementi riscaldanti 13a sia simile a quella di almeno parte della suddetta parete periferica 8.

In varie forme di attuazione, nelle quali i semilavorati 25 e 29 comprendono il rispettivo telaio 26, 30 e le porzioni di supporto 27, 31, dopo l’operazione di piegatura dal semilavorato 36, ovvero dei semilavorati 25, 29 uniti tra loro dal materiale ad effetto PTC 16, vengono rimosse le parti accessorie, rappresentate da tali telai e/o porzioni di supporto. A seguito di tale operazione, eseguibili ad esempio tramite tranciatura, risulta fonnato il riscaldatore 13, che si presenta sostanzialmente come visibile nelle figure 19-21, costituito dalle sole lamine metalliche sagomate 19 e 20 (vedere figura 6) con il materiale resistivo 16 interposto trai relativi elettrodi 14 e 15.

Il riscaldatore 13 viene quindi posto in un ulteriore stampo, impiegato per formare il corpo 5 del componente 3, che qui realizza anche il corpo del dispositivo riscaldatore. Un tale stampo, rappresentato schematicamente in figura 22, comprende almeno due parti di stampo 37, 38, ed eventualmente altre parti mobili o carrelli o tasselli, non raffigurati. Almeno una parte di stampo comprende un’impronta 39, particolarmente atta ad accoppiarsi con almeno parte del profilo del riscaldatore 13, preferibilmente per supportare o posizionare il riscaldatore stesso nello stampo e/o per coprire zone su cui non deve essere iniettato il materiale plastico.

Di preferenza, le due parti principali dello stampo presentano ciascuno un’impronta, atte a definire corrispondenti porzioni del profilo interno ed esterno del corpo 5, rispettivamente, e segnatamente un’impronta femmina, nella parte di stampo qui indicata con 37, atta a definire sostanzialmente il profilo esterno del corpo 5, ed un’impronta maschio, nella parte di stampo qui indicata con 38, atta a definire sostanzialmente il profilo interno del corpo 5.

Dopo la chiusura delle due parti 37 e 38, con all’interno il riscaldatore 13, nello stampo viene iniettato un materiale plastico, quale un polimero chimicamente resistente all’agente riducente o ad altro fluido, preferibilmente un materiale termoplastico, destinato a formare almeno in parte il corpo 5, preferibilmente l’intero corpo 5.

In figura 23 lo stampo 37-38 è rappresentato in condizione chiusa e parzialmente sezionato, con visibile parte del corpo 5 già formato, integrante il riscaldatore 13. Lo stampo 37-38 è configurato in modo tale per cui gli elementi riscaldanti del riscaldatore 13 risultino almeno parzialmente annegati nel materiale plastico destinato a realizzare la parete periferica 8 sostanzialmente tubolare del corpo 5, con tale materiale che quindi ricopre almeno parzialmente gli elementi riscaldanti. Dopo un tempo di attesa di solidificazione del materiale plastico iniettato, dallo stampo 37-38 può essere estratto il corpo 5, sovrastampato al riscaldatore 13.

Il coipo 5 cosi ottenuto si presenta sostanzialmente come visibile in figura 24 (si noti che in tale figura è stata omessa la rappresentazione di alcuni componenti funzionali o elementi della parete di fondo 7, per esigenze di maggiore chiarezza.

Come si nota (si veda anche figura 2), a seguito dell’operazione di sovrastampaggio, gli elementi riscaldanti 13a (ovvero i relativi elettrodi 14 e 15) risultano distribuiti e distanziati tra loro lungo la direzione perimetrale della parete 8 del corpo 5, qui corrispondente alla sua parte sostanzialmente semicilindrica.

Con una tale configurazione la faccia esterna degli elettrodi 15 è rivolta verso il lato esterno della parete 8, mentre la faccia esterna degli elettrodi 14 è rivolta verso il lato interno della parete 8, confi materiale ad effetto PTC 16 che si estende invece tra le facce interne degli elettrodi stessi. Nell’esempio illustrato gli elementi riscaldanti 13a risultano disposti angolati tra loro ed angolarmente distanziati lungo la direzione perimetrale della parete periferica 8.

Di fatto, quindi, il corpo 5 risulta formato con il materiale plastico, particolarmente di tipo elettricamente isolante e preferibilmente di tipo termicamente conduttivo, sovrastampato alle due lamine sagomate 19 e 20 di cui alla figura 6, con il materiale ad effetto PTC 16 interposto tra di esse. Il suddetto materiale plastico è preferibilmente additivato con particelle o una carica termoconduttiva, quale una grafite al 35% in peso, al fine di ottenere una buona conduzione termica e/o una efficacie dissipazione del calore prodotto dal riscaldatore 13 verso l’ambiente esterno, ovvero verso un liquido o altro fluido da riscaldare.

Preferibilmente il materiale del corpo 5 o di almeno una parte di corpo che riveste almeno in parte il riscaldatore 13 è composto da un PPgMA (polipropilene PP copolimero graffato aldeide maleica).

Il PPgMA presenta una formula di struttura

L’adesione al metallo deriva o da un’attrazione ionica ha gli atomi di ossigeno e gli ioni metallici presenti in superficie (ioni dell’ossido superficiale), oppure da un reazione di salificazione favorita dahe alte temperature di stampaggio sempre con l’ossido superficiale come schematizzato nella figura che segue (l’immagine è schematica e “Me” indica un generico metallo che può variare da Fe, Cu e Al).

La resina termoplastica può essere sostituta da un materiale tennoindurente a base epossidica. La minore viscosità di un polimero termoindurente consente una migliore erogazione della resina che può essere dispensata su uno spessore inferiore. Dopo il processo di curing si creano dei legami chimici ha le catene epossidiche favorite dalla rottura della struttura molecolare tipica di queste resine, ovvero un ossido di etilene (raffigurato sotto) inserito in una catena polimerica contenente anche anelli benzenici con peso molare indicativo intorno a 1000 [Da] conho un peso molare dei termoplastici tipici che è >100000 [Da],

Di preferenza, la resina epossidica utilizzabile in sostituzione dei pohmeri termoplastici ha al suo interno delle cariche che la rendono termo conduttiva, con coefficiente di trasmissione del calore fino a 3 W/mK.

La presenza di gruppi polari causa una buona adesione a ponte ionico sugli ossidi naturalmente presenti sulla superficie metallica, analogamente a quanto visto per il PPgMA. La polimerizzazione completa avviene naturalmente in 24 ore (gelificazione in 2/4 ore) a temperatura ambiente con un accelerazione a 2-4 ore per riscaldamento tennico (60-80°C).

Dalla figura 24, e dai relativi dettagli delle figure 25-26, si nota come, in fonne di attuazione preferite, gli elementi riscaldanti 13a del riscaldatore 13 sono annegati in misura prevalente nel materiale plastico sovrastampato che realizza una prima parete del corpo 5, qui rappresentata dalla parete periferica 8. In forme di attuazione preferite, come quella rappresentata, gli elementi riscaldanti 13a sono parzialmente annegati anche nel materiale plastico sovrastampato che realizza una seconda parete del corpo 5, qui rappresentata dalla parete di fondo 7. Di preferenza, almeno uno dei due elementi conduttori comuni 17 e 18, preferibilmente entrambi, è annegato almeno in parte in materiale plastico sovrastampato che realizza la suddetta seconda parete o parete di fondo 7. In fonne di attuazione non rappresentate, peraltro, gli elementi conduttori, o almeno uno di essi, potrebbero essere annegati nel materiale che forma la parete 8. In linea di principio, inoltre, gli elementi riscaldanti 13a potrebbero anche essere annegati unicamente nel materiale che forma la parete 8.

In varie forme di attuazione gli elementi riscaldanti 13a non sono completamente coperti dal materiale plastico sovrastampato, particolarmente in corrispondenza di almeno un’estremità della parete 8, come nel caso esemplificato. Se richiesto dall’ applicazione, tali zone non coperte dal materiale sovrastampato possono essere coperte o protette in altro modo, ad esempio tramite una resina, elementi di tenuta o un coperchio. Lo stampo 37-38 è ovviamente predisposto a tale scopo. Tale caratteristica è preferibile a fini di agevolare lo stampaggio e/o la compensazione di eventuali variazioni dimensionali del corpo 5 quando il riscaldatore 13 è attivo.

In varie forme di attuazione gli elementi conduttori comuni 17 e 18 hanno ciascuno una rispettiva porzione non coperta dal materiale plastico sovrastampato. Tale porzione, preferibilmente una porzione di estremità, è destinata a realizzare i terminali di collegamento del dispositivo riscaldatore, già in precedenza indicati con 17a e 17b, eventualmente sagomati per realizzare almeno parte dei terminali di un connettore elettrico. Come si evince ad esempio in figura 2, tali tenninali 17a e 17b sono di preferenza accessibili alfintemo della cavità 9 del corpo 9, preferibilmente sostanzialmente in corrispondenza della sua parete di fondo 7.

Come in precedenza spiegato, di preferenza, gli elettrodi 14 e 15 hanno uno o più sedi o passaggi, come i fori 28 e 32, rispettivamente. In varie forme di attuazione, almeno alcuni di tali passaggi o fori, a seguito dell’operazione di sovrastampaggio del materiale plastico destinato a realizzare il corpo 5, vengono occupati da parte di tale materiale, onde migliorare l’ancoraggio meccanico del dispositivo riscaldatore 13 al corpo 5.

E’ anche preferibile che nel materiale ad effetto PTC 16 stampato tra due elettrodi 14 e 15 siano definite cavità sostanzialmente assialmente allineate a rispettivi passaggi o fori 28 o 32. Queste cavità - alcune delle quali indicate con 16a nelle figure 6, 18 e 19, possono essere in parte definite da forni azioni cave negli elettrodi 14, 15 e/o nel materiale resistivo 16 e sono destinate ad essere occupate da rispettive parti del materiale plastico sovrastampato del corpo 5, particolarmente ai fini un posizionamento e/o fissaggio del riscaldatore 13 rispetto al corpo 5. Si noti che, nel caso preferenziale illustrato, almeno una parte del materiale resistivo 16 delle formazioni cave che definiscono in patte le cavità 16a - qui formazioni sostanzialmente cilindriche - è impegnata nei fori 28, 32 degli elettrodi 14, 15, e ciò contribuisce a garantire il fissaggio e/o il mantenimento della corretta posizione relativa tra le parti. Per la formazione di queste cavità 16a e/o delle relative formazioni cave, le relative parti di stampo 33, 34 (figure 12-13) sono all’uopo contorniate, ad esempio dotate di relativi pioli 35b (si veda figura 12).

La caratteristica in questione si nota anche nelle figure 25e 26, dove il materiale plastico che occupa alcune una delle cavità 16a (una sola indicata per ciascun figura) è indicato con 8], Si noti che i passaggi o fori 28 o 32 di un elettrodo - e quindi le relative cavità 16a del materiale 16 - sono preferibilmente allineati assialmente ad una regione chiusa dell’altro elettrodo.

In forme di attuazione preferite, peraltro, almeno un elettrodo 14 ha un passaggio o foro passante 28 assialmente allineato ad un passaggio o foro passante 32 del corrispondente elettrodo 15. In tal modo, parte del materiale ad effetto PTC 16 occupa tali fori allineati dei due elettrodi laminari o a piastra. Questa caratteristica contribuisce a migliorare la solidità dei singoli elementi riscaldanti 13 a, particolarmente durante le manipolazioni del semilavorato 36 o del dispositivo di riscaldamento 13. Di preferenza, une parte del materiale resistivo sporge oltre questi due fori allineati, verso i lati esterni dell’elemento riscaldante 13a, e ad essa viene conferita una sagoma avente dimensioni perimetrali maggiori di quelle dei passaggi o fori. Nelle figure tali porzioni sporgenti sagomate del materiale resistivo hanno forma sostanzialmente a disco e sono indicate con 16b ad esempio nelle figure 6, 14, 17, 20 e 25. Dalle figure 17 e 20 si può ben intuire come le porzioni di materiale sporgente 16b sui lati esterni di un elemento riscaldante 13a contribuisca a mantenere impaccati tra loro gli elettrodi 14, 15 ed il materiale resistivo 16. Anche in tale caso le impronte 35 delle parti di stampo 33-34 sono opportunamente conformate per la definizione della forma di tali porzioni sporgenti 16b (si veda la figura 12, dove con 35c sono indicate alcune parti di impronta destinate a conferire la fonna a disco alle porzioni sporgenti 16b del materiale 16).

Gli elettrodi 14 e 15 possono anche prevede fori assialmente allineati per consenta e il passaggio del materiale di sovrastampatura del colpo 5, onde accrescere ulteriormente l’ancoraggio del dispositivo riscaldatore 13 al corpo 5. A tale scopo, lo stampo 33-34 sarà confonnato in modo tale per cui in corrispondenza di tali due fori allineati anche il materiale resistivo 16 definisca una cavità passante. Tale caratteristica è rilevabile in figura 26, dove con 82è indicata una parte del materiale plastico del corpo 5 che si estende tra due fori allineati degli elettrodi 14 e 15.

In fonne di attuazione preferite, nella parete periferica 8 del corpo 5 sono definite una o più cavità, preferibilmente aperte in un verso assiale e/o radiale, distribuite e distanziate tra loro lungo la direzione perimetrale della parete stessa, dove in ciascuna di tali cavità si affaccia o sporge almeno in parte un bordo laterale di almeno un elemento riscaldante 13a. Le cavità in questione sono indicate nelle figure con 8b e possono risultare utili per la compensazione di eventuali variazioni dimensionali del riscaldatore 13 durante la sua attivazione e/o del corpo 5, quando il medesimo viene riscaldato dal riscaldatore 13.

Nell’esempio illustrato alcune di queste cavità sono conformate in modo da avere in partì opposte i bordi laterali di due diversi elementi riscaldanti 13a. Sono poi previste due cavità 8a di estremità, che ricevono il bordo laterale esterno degli ultimi due elementi riscaldanti 13a del dispositivo 13. Lo stampo 37-38 impiegato per la realizzazione del corpo 5 è naturalmente opportunamente confonnato allo scopo; preferibilmente lo stampo 38 è conformato in modo da sfiliti are le porzioni di stampo 39 che realizzano tali cavità 8a e 8b anche per supportare gli elementi riscaldanti 13a durante la fase di stampaggio o sovrastampatura del corpo 5.

Nell’esempio di figura 22, ad esempio, l’impronta maschio 39 presenta allo scopo porzioni 39a destinate a definire il profilo interno delle cavità 8b, tali porzioni definendo preferibilmente gole 39b per il posizionamento dei bordi laterali degli elementi riscaldanti 13a.

Nelle figure 27 e 28 è illustrata a mero scopo esemplificativo una variante di dispositivo riscaldatore in accordo all’invenzione, ora indicato nel complesso con 3. In tale figura sono utilizzati i medesimi numeri di riferimento delle figure precedenti, per indicare elementi tecnicamente equivalenti a quelli già sopra descritti.

Il corpo 5 del dispositivo 3 non presenta in questo caso una parete periferica continua, ma una serie di prime pareti 8 distinte, qui di forma sostanzialmente parallelepipeda, che si elevano da una seconda parete comune 7, qui avente foima sostanzialmente a disco o piatta, tali forme non essendo peraltro imperative. Il corpo 5 può essere realizzato con un materiale termoplastico, preferibilmente buon conduttore di calore, ed eventualmente caricato a tale scopo, similmente a quanto già in precedenza descritto.

In questa realizzazione, nel materiale plastico stampato che realizza ciascuna delle pareti 8 è almeno parzialmente integrato un elemento riscaldante 13a, ottenuto secondo le modalità in precedenza descritte. Nel caso esemplificato, ciascuna parete 8 è provvista di un elemento riscaldante, ma in configurazioni non rappresentate in ciascuna parete può essere integrato diverso numero di elementi riscaldanti. Sempre riferendosi all’esempio illustrato, le pareti 8 sono disposte sostanzialmente ortogonali tra loro, comunque secondo una configurazione approssimativamente anulare: è tuttavia evidente che le stesse pareti potrebbero essere orientate in modo diverso a seconda del tipo di applicazione, ad esempio con due o più pareti disposte parallele tra lo loro, oppure in posizioni sfalsate, o ancora allineate in una direzione longitudinale, eccetera. Le pareti 8 potrebbero anche essere collegate tra loro, a formare un’unica parete tubolare, o anche essere almeno in parte sostanzialmente parallele alla parete di fondo 7.

Anche in forme di attuazione di questo tipo gli elementi riscaldanti 13a e/o gli elementi conduttori comuni - qui non visibili - possono essere integrati almeno in parte nella parete 7 e collegati ai relativi elettrodi tramite porzioni di collegamento 21 e 22 (figura 28).

La forma degli elettrodi 14 e 15 del dispositivo delle figure 27-28 è diversa da quelle delle forme di attuazione precedentemente descritte. Anche in questo caso, peraltro, gli elettrodi 14, 15 hanno configurazione generalmente a lamina o a piastra e presentano rispettivi passaggi 28, 32 per il materiale ad effetto PCT 16, per le finalità precedentemente descritte. Nel caso esemplificato, i passaggi 28, 32 sono definiti da indentazioni o riseghe del profilo periferico degli elettrodi, ma in varianti di attuazione tali passaggi potrebbero comprendere dei fori passanti, alcuni dei quali eventualmente suscettibili di ricevere anche parte del materiale sovrastampato del corpo 5, similmente a quanto in precedenza descritto.

Si apprezzerà che il dispositivo 3 delle figure 27-28 si presta all’occorrenza anche ad un impiego simile a quello descritto con riferimento alle figure 1 -2, per sole funzioni di riscaldamento del fluido contenuto in un serbatoio.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche della presente invenzione, cosi come chiari risultano i suoi vantaggi, Il corpo del componente di serbatoio in accordo alfinvenzione è di semplice realizzazione, tramite un’operazione di stampaggio di materia plastica con la quale nel corpo stesso viene integrato il dispositivo riscaldatore. Quest’ultimo è parimenti di semplice realizzazione, in quanto ottenibile tramite elementari operazioni di tranciatura e defonnazione di lamine metalliche e successivo stampaggio del materiale elettricamente resistivo. La confonnazione preferita del dispositivo riscaldatore, che ne consente l’integrazione prevalente nella parete periferica del corpo plastico del componente, assicura una diffusa distribuzione del calore, quando si rende necessario il decongelamento del contenuto del serbatoio. Il dispositivo riscaldatore risulta di costruzione intrinsecamente stabile ed altrettanto stabile è il suo ancoraggio nel materiale del corpo del componente, consentendo al contempo il recupero di eventuali deformazioni dimensionali del corpo stesso dovute a variazioni di temperatura. Il materiale ad effetto PTC utilizzato, a base plastica o polimerica stampabile facilita la realizzazione del dispositivo, garantendo al contempo una buona adesione e/o un buon contatto elettrico e/o termica rispetto ai relativi elettrodi, che fungono da elementi metallici di connessione elettrica e di dissipazione termica.

E’ chiaro che numerose varianti sono possibili per la persona esperta del ramo al modulo descritto come esempio, senza per questo uscire dagli ambiti dell’invenzione cosi come definita dalle rivendicazioni che seguono.

Nelle forme di attuazione in precedenza esemplificate, il corpo 5 del componente di serbatoio 13 presenta una parete periferica ed una parete di fondo formate integralmente in un unico pezzo. Tuttavia, in accordo a possibili vallanti di attuazione, il componente in questione include la sola parete periferica 8, nel materiale plastico della quale è annegato almeno parzialmente il dispositivo riscaldatore 3, ed a tale componente è poi associata a tenuta una parete di fondo 8tipo la parete 7), eventualmente predisposta per il montaggio di uno o più componenti funzionali, quali la pompa ed i sensori in precedenza citati.

Si segnala infine che il componente descritto potrebbe essere parte integrante del corpo di un serbatoio. Riferendosi ad esempio alla figura 1, il corpo la del serbatoio 1 potrebbe essere formato ad esempio in due semigusci uniti a tenuta fia loro, con il semiguscio inferiore che presenta un passaggio definito da una parete tubolare, simile alla parete tubolare in precedenza indicata con 8, nella quale un dispositivo riscaldatore in accordo alTinvenzione può essere integrato con le modalità in precedenza descritte. Nel caso in cui tale parte tubolare non sia definita integralmente con una propria parete di fondo (come la parete 7), i terminali di collegamento (17a, 178) del dispositivo riscaldatore potrebbero essere orientati in modo da sporgere all’esterno della parete tubolare, a seguito dell’operazione di sovrastampaggio del corpo plastico.

I semilavorati 25 e 29 possono essere tranciati come parti tra loro distinte, oppure tranciati da una stessa lastra a formare un unico elemento, ad esempio con la parte 29 che è collegata alla parte 25 tramite ponticelli metallici, destinati ad essere eliminati in seguito. In una realizzazione di questo tipo, ad esempio, dopo la tranciatura in un pezzo unico, la parte 29 viene ripiegata sulla parte 25 per essere inserita in opportuno stampo 33, 34 per lo stampaggio del materiale 16, onde ottenere il semilavorato 36; in seguito vengono eliminate le parti accessorie che non servono.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo riscaldatore che comprende un corpo di supporto (5) ed un una pluralità di elementi riscaldanti (13a) nel colpo di supporto (5), in cui ciascun elemento riscaldante (13a) include un primo elettrodo (14), un secondo elettrodo (15) ed un materiale avente effetto PTC (16) disposto almeno in parte tra i due elettrodi ( 14, 15), in cui i primi elettrodi (14), rispettivamente i secondi elettrodi (15), sono disposti distanziati nel corpo di supporto (5), con i primi elettrodi (14) generalmente paralleli ed affacciati ai secondi elettrodi (15), in cui i primi elettrodi (14) sono collegati ad un primo elemento conduttore elettrico comune (17) ed i secondi elettrodi (15) sono collegati ad un secondo elemento conduttore elettrico comune (18), in cui il materiale avente effetto PTC (16) comprende immateriale a base plastica o polimerica stampato o sovrastampato almeno in parte tra superfici affacciate dei primi e secondi elettrodi (14, 15), ed il cui il corpo di supporto (5) è formato almeno in parte con un materiale plastico sovrastampato almeno in parte alla prima lamina sagomata (19), alla seconda lamina sagomata (20) ed al materiale avente effetto PTC (16).
2. 2. Il dispositivo riscaldatore secondo la rivendicazione 1 , in cui i primi elettrodi (14) sono formati da una prima lamina metallica sagomata (19), preferibilmente in un pezzo unico con il primo elemento conduttore comune (17), ed i secondi elettrodi (15) sono formati da una seconda lamina metallica sagomata (20) , preferibilmente in un pezzo unico con il secondo elemento conduttore comune (18).
3. 3. Il dispositivo riscaldatore secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui i primi elettrodi (14), rispettivamente i secondi elettrodi (15), sono distribuiti secondo una configurazione generalmente ad anello, particolarmente lungo una direzione perimetrale di una parete anulare (8) del corpo di supporto (5).
4. 4. Il componente secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui - almeno uno tra un primo elettrodo (14) ed un secondo elettrodo (15) ha un’apertura (28, 32) attraverso la quale si estende parte del materiale plastico sovrastampato (Si; 82) del corpo di supporto (5), dove preferibilmente il materiale avente effetto PTC (16) definisce almeno una cavità (16a) sostanzialmente assialmente allineata al foro passante (28, 32) e dove parte del materiale plastico sovr astampato (81;82) occupa tale cavità (16a), e/o - almeno un primo elettrodo (14) ha un’apertura (28) sostanzialmente allineata ad un’apertura (32) di un corrispondente secondo elettrodo (15), in modo tale per cui parte del materiale avente effetto PTC (16) occupa i due fori sostanzialmente allineati (28, 32) dei due elettrodi (14, 15).
5. 5, Il dispositivo riscaldatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui - gli elementi riscaldanti (13a) sono annegati in misura prevalente in materiale plastico sovrastampato che realizza una prima parete (8) del corpo di supporto (5), particolarmente una parete periferica e/o generalmente tubolare; e/o - il corpo di supporto (5) ha una prima parete (8) ed una seconda parete (7) tra loro generalmente ortogonali, e gli elementi riscaldanti (13a) sono annegati in parte in materiale plastico sovrastampato che realizza la seconda parete (7) del corpo di supporto (5), e/o - il coipo di supporto (5) ha una parete di fondo (7) ed almeno uno tra il primo elemento conduttore comune (17) ed il secondo elemento conduttore comune (18) è annegato almeno in parte in materiale plastico sovrastampato che realizza la parete di fondo (7) del corpo di supporto (5).
6. 6, Il dispositivo riscaldatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo ed il secondo elemento conduttore comune (17, 18) hanno ciascuno una rispettiva porzione non coperta dal materiale plastico sovrastampato, onde realizzare terminali di collegamento (17a, 17b) del dispositivo riscaldatore (13), detta porzione essendo in particolare una porzione di estremità del primo elemento conduttore comune (17) e del secondo elemento conduttore comune (18), rispettivamente.
7. 7, Il dispositivo riscaldatore secondo la rivendicazione 5, in cui nella prima parete (8) del corpo di supporto (5) sono definite una o più cavità (8b), preferibilmente aperte in un verso assiale e/o radiale e/o distribuite e distanziate tra loro, particolarmente lungo una direzione perimetrale della prima parete (8), ed in cui almeno un bordo laterale di almeno un elemento riscaldante (13a) si affaccia o sporge almeno in parte in una detta cavità (8b).
8. 8. Il dispositivo riscaldatore secondo la rivendicazione 5, in cui la prima parete (8) del corpo di supporto (8) ha forma almeno approssimativamente cilindrica o con profilo perimetrale chiuso, i primi ed i secondi elettrodi (14, 15) sono sostanzialmente piani e gli elementi riscaldanti (13a) sono disposti angolati tra loro ed angolarmente distanziati tra loro lungo una direzione perimetrale della prima parete (8).
9. 9. Il dispositivo riscaldatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui almeno uno tra il primo ed il secondo elemento conduttore comune (17, 18) è configurato sostanzialmente a banda o striscia piatta e la corrispondente prima o seconda lamina sagomata (19, 20) definisce porzioni di collegamento (21, 22) che si estendono tra fiele mento conduttore comune (17, 18) ed i corrispondenti elettrodi (14, 15), le porzioni di collegamento (22) di almeno una tra la prima lamina sagomata (19) e la seconda lamina sagomata (20) avendo preferibilmente una configurazione almeno in parte ricurva o sagomata.
10. 10. Il dispositivo riscaldatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui - il primo elemento conduttore comune (17) giace secondo un rispettivo piano che è sostanzialmente parallelo ad un piano di giacitura del secondo elemento conduttore comune (18); e/o - almeno uno tra il primo ed il secondo elemento conduttore comune (17, 18) giace secondo un piano che è generalmente angolato, particolarmente sostanzialmente perpendicolare, ad un piano di giacitura di un rispettivo elettrodo (14, 15).
11. 11. Il dispositivo riscaldatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui almeno uno tra il primo elemento conduttore comune (17) ed il secondo elemento conduttore comune (18) ha uno sviluppo generalmente curvo, preferibilmente sostanzialmente ad arco o cerchio, e da esso si dipartono in direzione sostanzialmente radiale porzioni di collegamento (21, 22) ai rispettivi elettrodi (14. 15), dove in particolare il primo elemento conduttore comune (17) ed il secondo elemento conduttore comune (18) si sviluppano secondo rispettivi archi o cerchi, preferibilmente aventi raggio diverso tra loro, e sono disposti sostanzialmente concentrici, in modo tale per cui i primi elettrodi a (14) sono sostanzialmente paralleli ai secondi elettrodi (15).
12. 12. Il dispositivo riscaldatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo di supporto (5) appartiene ad un componente (1) di un autoveicolo, particolarmente di un serbatoio di autoveicolo e/o di un sistema per il trattamento dei gas di scarico di un motore a combustione interna.
13. 13. Un sistema di scarico di un motore a combustione interna comprendente un sistema di iniezione di un additivo liquido riducente (2) alimentato da un serbatoio (1), in cui il serbatoio (1) comprende un componente di serbatoio (3) che include un dispositivo riscaldatore secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 12.
14. 14. Un dispositivo riscaldatore che comprende uno o più elementi riscaldanti (13a), in cui ciascun elemento riscaldante (13a) include un primo elettrodo (14), un secondo elettrodo (15) ed un materiale avente effetto PTC (16) disposto almeno in parte tra i due elettrodi (14, 15), in cui il materiale avente effetto PTC è un materiale stampabile a base plastica o polimerica che comprende una miscela di polimeri incompatibili o immiscibili tra di loro, preferibilmente almeno due polimeri tra loro ùnmiscibili, combinati in modo da ottenere un composito co-continuo, in cui almeno uno dei polimeri della miscela ha una temperatura di fusione non raggiungibile a seguito del riscaldamento indotto tramite alùnentazione elettrica del dispositivo riscaldatore (3) dove preferibilmente la miscela comprende almeno un pohmero ionomero, quale un copolhnero tennoplastico a base etilene con monomeri graffati alla catena polimerica contenenti gruppi carbossilici parzialmente neutralizzati da ioni metallici, la miscela molto preferibilmente comprendendo un polipropilene in una percentuale conpresa tra 39% e 44.5%, uno ionomero in una percentuale compresa tra il 40% ed il 44.5% ed un additivo conduttivo o un carbon black in una percentuale compresa tra 11 % e 20%.
15. 15. Un dispositivo riscaldatore secondo la rivendicazione 14 ed avente una o più delle caratteristiche secondo una o più delle rivendicazioni 1-13.
16. 16. Un metodo per realizzare un dispositivo riscaldatore avente un corpo di supporto (5) ed un una pluralità di elementi riscaldanti (13a) nel corpo di supporto (5), il metodo comprendendo: i) tranciare da lastra metallica un primo semilavorato (25) sostanzialmente piano definente in un pezzo unico almeno un primo elemento conduttore comune (17) avente uno sviluppo in lunghezza, preferibilmente uno sviluppo almeno in parte curvo o anulare, una pluralità di primi elettrodi (14) e prùne porzioni di collegamento (21) che si estendono tra il primo elemento conduttore comune (17) ed i primi elettrodi (14), le prime porzioni di collegamento (21) essendo distribuite lungo lo sviluppo del primo elemento conduttore comune (17), ii) tranciare da lastra metallica un secondo semilavorato (29) sostanzialmente piano definente in un pezzo unico almeno un secondo elemento conduttore comune (18) avente uno sviluppo in lunghezza, preferibilmente uno sviluppo almeno in parte curvo o anulare, una pluralità di secondi elettrodi (15), e seconde porzioni di collegamento (22) che si estendono tra il secondo elemento conduttore comune (18) ed i secondi elettrodi (15), le seconde porzioni di collegamento (22) essendo distribuite lungo lo sviluppo del secondo elemento conduttore comune (18), rii) disporre il primo ed il secondo semilavorato (25, 29) in un primo stampo (33, 34) in posizioni generalmente parallele ha loro, in modo tale per cui i primi elettrodi (14) siano affacciati ai secondi elettrodi (15), iv) iniettare nel primo stampo (33, 34) un materiale a base plastica o polimerica avente effetto PTC (16) per ottenere un terzo semilavorato (36), il primo stampo (33, 34) essendo configurato in modo tale per cui rispettive parti del materiale avente effetto PTC (16) si estendano almeno in parte ha superfici affacciate dei primi e dei secondi elettrodi (14, 15); v) attendere la sohdific azione del materiale avente effetto PTC (16) ed estrarre il terzo semilavorato (36) dal primo stampo (33, 34), con i primi elettrodi (14), i secondi eletrodi (15) e le rispetive parti del materiale avente effeto PTC (16) che formano rispetivi elementi riscaldanti (13a) del dispositivo riscaldatore (13), vi) definire una forma del dispositivo riscaldatore (13), eventualmente deformando il terzo semilavorato (36) in modo che gli elementi riscaldanti (13a) assumano una posizione generalmente ereta o sostanzialmente ortogonale relativamente agli elementi condutori comuni (17, 18), distanziati tra loro lungo lo sviluppo degli elementi condutori comuni (17, 18), vii) disporre il dispositivo riscaldatore (13) in un secondo stampo (37, 38), eventualmente dopo rimozione di parti accessorie (26, 27, 30, 31) del terzo semilavorato (25, 29), viri) iniettare nel secondo stampo (37, 38) un materiale plastico per fonnare il corpo di supporto (5), il secondo stampo (37, 38) essendo configurato in modo tale per cui gli elementi riscaldanti (13a) del dispositivo riscaldatore (13) risultino almeno parzialmente annegati nel materiale plastico destinato a realizzare il corpo di supporto (5), e ix) attendere la solidificazione del materiale plastico ed e strane dal secondo stampo (37, 38) il colpo di supporto (5) sovrastampato al dispositivo riscaldatore (13).