PT2040512E - Dispositivo e processo para o aquecimento indutivo de uma peça a processar electricamente condutora - Google Patents

Description

ΡΕ2040512 1 DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO E PROCESSO PARA O AQUECIMENTO INDUTIVO DE UMA PEÇA A PROCESSAR ELECTRICAMENTE CONDUTORA" 0 invento diz respeito a um dispositivo e a um processo para o aquecimento indutivo de uma peça a processar electricamente condutora constituinte de um circuito fechado, em conformidade com o conceito genérico exposto nas reivindicações independentes. Por 'peça a processar constituinte de um circuito fechado' entende-se qualquer peça a processar que exiba centralmente uma abertura, por exemplo uma peça a processar anular ou ainda uma peça a processar elíptica, quadrada ou rectangular que exiba centralmente uma abertura que pode igualmente ser elíptica, quadrada ou rectangular. Em particular, a peça a processar pode consistir num componente em bruto de uma tampa dotada de uma abertura, tal como o utilizado na produção de uma tampa provida de uma película destacável.

No pedido de patente WO 2006/042426 AI são dados a conhecer um processo e um sistema para a produção de tampas providas de películas. 0 sistema conhecido exibe um dispositivo de transporte e diversas estações de processamento, além de uma estação de teste. O dispositivo de transporte conduz os componentes em bruto de tampas até às estações de processamento individuais ou até à estação de 2 ΡΕ2040512 teste. Numa primeira estação de processamento é produzido um componente em bruto de uma tampa dotada de uma abertura central na medida em que, mediante um processo de pun-cionamento, é executada uma abertura numa chapa circular. Na estação de processamento seguinte, o bordo interno do componente em bruto da tampa é dobrado para baixo. Na estação de processamento subsequente é colocada sobre a abertura centralmente exibida pelo componente em bruto da tampa uma película provida de uma lingueta ou argola, película essa que é depois fixada com recurso a uma selagem a quente. Para tal, o lado inferior da película foi revestido com uma camada de plástico, a qual foi recortada de uma faixa contínua larga de película mediante puncionamento, depois colocada sobre a abertura centralmente exibida pelo componente em bruto da tampa, abertura essa que também é designada vazio central, e pressionada, sob simultânea aplicação de calor, de encontro ao bordo da referida abertura de modo a, na sequência da fusão e do arrefecimento subsequente da camada de plástico, ficar ligada de forma estanque ao componente em bruto da tampa. Pode estar prevista a presença de uma estação de processamento adicional para efeito do referido arrefecimento. Em seguida, numa outra estação de processamento, a película é provida de uma impressão em relevo e o bordo que agora se encontra sob a película é revirado. Finalmente, na estação de teste, as tampas acabadas são sujeitas a um teste que inclui uma avaliação da estan-queidade da película aplicada sobre as mesmas.

Tal como se encontra descrito no pedido de pa- 3 ΡΕ2040512 tente WO 2006/053457 A2, o anel componente da tampa pode ser selado com a película, ou esta pode ser nele colada, na medida em que a colagem ou selagem é parcialmente executada numa primeira etapa e completada numa segunda etapa, destinando-se esta última etapa a reforçar na sua totalidade a ligação entre película e o componente em bruto da tampa. A colagem ou selagem processa-se por aplicação de calor. Pode ser obtida uma colagem ou selagem apenas parcial na medida em que esta colagem ou selagem só seja efectuada em zonas parciais predeterminadas e/ou não completamente levada a cabo em virtude de uma aplicação deficiente de calor. A temperatura utilizada durante a colagem ou selagem é de cerca de 200°C na primeira e/ou na segunda das etapas. É conhecida a produção de calor com recurso a um indutor numa peça a processar electricamente condutora, a qual se baseia no principio do aquecimento indutivo. Este indutor consiste tipicamente num núcleo magnético em forma de 'U', e portanto dotado de dois braços, em torno de cada um dos quais se encontra enrolada uma bobina electricamente condutora, à qual se encontra ligada uma fonte de corrente. Os braços do núcleo magnético em forma de 'U' envolvidos pelas bobinas constituem os pólos. O indutor constitui então um circuito magnético aberto. Para que se possa proceder ao aquecimento de uma peça a processar, os pólos são posicionados junto à superfície da peça a processar que se pretende aquecer. Quando se procede à alimentação com corrente alternada gera-se um campo alternado sob a acção do qual são produzidas correntes de Foucault de alta frequên- 4 ΡΕ2040512 cia à superfície da peça a processar, pelo que é gerado calor sob a forma de perdas por correntes de Foucault (o chamado efeito pelicular). Este efeito é utilizado, por exemplo, para o aquecimento da parede de uma lata (vd. o documento de patente uS 5 690 851 A). Também nos documentos de patente US 5 101 086 A e US 7 022 951 BI foram dados a conhecer indutores análogos. Quanto mais delgada for a parede de uma peça a processar, mais elevada tem de ser a frequência da fonte de corrente alternada e em consequência do campo alternado gerado, a fim de que às correntes de Foucault geradas na peça a processar seja oposta uma resistência eléctrica suficientemente elevada para que seja suficiente o calor resultante das perdas por correntes de Foucault.

No documento de patente US 4 740 663 A foi dada a conhecer uma unidade de aquecimento por indução com recurso à qual pode ser induzida energia eléctrica na periferia metálica de um suporte da película metálica de uma tampa de um recipiente por forma a que a tampa seja aquecida, ficando unida ao recipiente por acção do calor. A unidade de aquecimento por indução exibe um núcleo magnético com dois troços em forma de 'U' que se defrontam, no interior de um dos quais se encontra disposta uma bobina. A tampa é mantida sob aperto por intermédio dos braços que se defrontam de um lado do núcleo magnético, enquanto que entre os dois braços que se defrontam do outro lado do núcleo magnético existe uma folga ocupada por ar. Dispõe-se portanto de um circuito magnético fechado em que cada um dos dois pares 5 ΡΕ2040512 braços que se defrontam constitui um pólo. Na tampa localizada entre os braços de um dos lados é gerado um aquecimento parcial em resultado de correntes de Foucault e de perdas por inversão magnética. A tampa que liga entre si os dois braços de um pólo ou de um dos lados do núcleo magnético por assim dizer curto-circuita o campo magnético entre os dois pólos do circuito magnético.

Os dispositivos conhecidos para o aquecimento indutivo, também designados indutores, são alimentados com energia de alta frequência, sendo tipicamente requerido um indutor próprio adequadamente dimensionado para cada peça a processar de uma determinada dimensão. Materiais diversos também tornam frequentemente necessária a utilização de um indutor de outro tipo, tal como sucede por exemplo com peça a processar em alumínio relativamente a peça a processar fabricada a partir de uma liga de aço, uma vez que este material tem uma grande influência no acoplamento. Caso o indutor se destine a ser utilizado num sistema provido de um dispositivo de transporte pode acontecer, pelo menos quando se trata de dos indutores conhecidos, que as guias, que tipicamente são metálicas, entrem em interacção com um indutor disposto na proximidade da peça a processar, sendo igualmente aquecidas.

Subjazia ao presente invento a tarefa de disponi-bilizar um dispositivo e um processo para o aquecimento indutivo com recurso ao qual pudessem ser uniformemente aquecidas peças a processar electricamente condutoras constitu- 6 ΡΕ2040512 intes de circuitos fechados, centralmente dotados de uma abertura, fabricadas a partir dos mais diversos materiais e diversamente dimensionadas.

Por 'peça a processar constituinte de um circuito fechado' entende-se qualquer peça a processar que exiba centralmente uma abertura, ou seja, que exiba uma abertura completamente envolvida por um bordo, tal como, por exemplo, uma peça a processar anular ou ainda uma peça a processar elíptica, quadrada ou rectangular exibidora de uma abertura central cuja forma pode ser, por exemplo, circular, elíptica, quadrada ou rectangular. Peças a processar deste tipo são utilizadas como componentes em bruto de tampas no âmbito do fabrico de tampas providas de uma película, em particular uma película destacável, ou seja, uma película que exiba uma lingueta ou argola para efeito do seu destacamento, película essa que pode ter sido aplicada sobre o componente em bruto da tampa mediante selagem ou colagem, tal como descrito precedentemente. 0 objectivo do presente invento pôde ser alcançado por via de um dispositivo para o aquecimento indutivo com as características constantes da reivindicação 1 e de um processo para o aquecimento indutivo com as caracterís-ticas constantes da reivindicação 10. 0 dispositivo para o aquecimento indutivo de acordo com o presente invento também pode ser designado 'indutor'. O dispositivo para o aquecimento indutivo de 7 ΡΕ2040512 acordo com o presente invento inclui um núcleo magnético em forma de 'U', e portanto com dois braços, num dos quais foi montada, em particular de modo a envolvê-lo, uma bobina electricamente condutora que é conectável a uma fonte de corrente alternada. 0 dispositivo de acordo com o invento caracteriza-se por ser provido de uma culatra distanciada de pelo menos uma extremidade livre de um dos braços do núcleo magnético em forma de 'U', pelo que constitui um circuito magnético fechado que exibe pelo menos uma folga ocupada por ar. A altura de pelo menos uma folga ocupada por ar, de preferência de ambas as folgas ocupadas por ar, foi seleccionada de modo a que uma peça a processar electricamente condutora possa ser passada através da folga ocupada por ar sem sofrer qualquer contacto. Por 'núcleo magnético em forma de 'U'' entende-se também um núcleo magnético em forma de JC' . Em particular, o núcleo magnético pode consistir num núcleo de ferrite.

De acordo com uma forma de execução preferida do dispositivo de acordo com o invento, em cada um dos braços do núcleo magnético em forma de 'U' foi montada uma bobina electricamente condutora. As bobinas são conectáveis a uma fonte de corrente alternada e os enrolamentos têm sentidos opostos. Além disso a culatra encontra-se distanciada das extremidades livres de ambos os braços do núcleo magnético em forma de 'U', pelo que constitui um circuito magnético fechado que exibe duas folgas ocupadas por ar. A superfície ou secção transversal de pelo menos 8 ΡΕ2040512 aquele dos braços a que está associada a pelo menos única folga ocupada por ar através da qual pode ser passada a peça a processar electricamente condutora foi preferencialmente configurada de modo a caber na abertura centralmente exibida pela peça a processar electricamente condutora. Consegue-se deste modo que a peça a processar fique posicionada na folga ocupada por ar de modo a que sobressaia multilateralmente da mesma, ou seja, envolva a folga ocupada por ar. Deste modo, durante o aquecimento indutivo, a peça a processar encontra-se no exterior da folga ocupada por ar e portanto no exterior de uma zona em que a intensidade do campo magnético é elevada. 0 processo de acordo com o invento caracteriza-se por, na folga ocupada por ar de um dispositivo de acordo com o presente invento, ser introduzida uma peça a processar electricamente condutora constituinte de um circuito fechado de modo a que a peça a processar envolva a folga ocupada por ar, a que uma abertura centralmente exibida pela peça a processar fique situada, pelo menos parcialmente, na folga ocupada por ar e a que as bobinas integrantes do dispositivo de acordo com o presente invento sejam alimentadas com uma corrente alternada, ou seja, sejam conectadas a uma fonte de corente alternada. A enumeração das etapas do processo de acordo com o invento não pretende constituir uma sequência cronológica, pelo que as bobinas podem ser alimentadas com uma corrente alternada mesmo antes de a peça a processar ter sido introduzida na folga ocupada por ar. 9 ΡΕ2040512

No modo de produção, o dispositivo de acordo com o invento funciona de preferência em continuo, pelo que as bobinas componentes do dispositivo do invento são permanentemente alimentadas com corrente alternada. Deste modo podem ser evitados um controlo dificil e um retardamento da resposta do dispositivo de acordo com o invento. Quando da sua introdução na folga ocupada por ar, a peça a processar ou os vértices da mesma ficam então pelo menos parcialmente sob a acção do campo alternado existente na folga ocupada por ar, facto que é, contudo, negligenciável se os ciclos forem correspondentemente breves. 0 processo de acordo com o invento e o dispositivo de acordo com o invento podem ser muito vantajosamente utilizados para o aquecimento de peças a processar que sejam planas, entendendo-se por 'peça a processar plana' qualquer peça cuja espessura seja diminuta. 0 dispositivo de acordo com o invento e o processo de acordo com o invento são vantajosamente adequados para o aquecimento de uma peça a processar que envolva a folga ocupada por ar de modo a situar-se a uma distância considerável da mesma. A fonte de corrente alternada também pode ser designada 'gerador'. Utiliza-se de preferência uma fonte de corrente alternada de baixa frequência e por conseguinte pouco dispendiosa. A utilização de uma frequência baixa tem ainda a vantagem de permitir diminuir as perdas da bobina e utilizar cabos de ligação de maior comprimento. 0 facto de poder ser utilizada uma frequência de funcionamento mais 10 ΡΕ2040512 baixa é possibilitado em particular pelo facto de o processo de acordo com o invento e o dispositivo de acordo com o invento não terem essencialmente por base o efeito peli-cular. O facto de o dispositivo de acordo com o invento poder ser utilizado com uma frequência de funcionamento relativamente mais baixa, preferencialmente compreendida entre 18 e 40 quilohertz, permite que o dispositivo seja posicionado a uma maior distância da fonte de tensão alternada, por exemplo a 20 metros da mesma sem para tal recorrer a um transformador.

Quando as bobinas são ligadas a uma fonte de tensão alternada verifica-se uma alteração da intensidade do campo magnético no circuito magnético composto pelo núcleo magnético em forma de 'U', pela culatra e pelas bobinas, o que tem como consequência uma alteração da densidade de fluxo magnético. Esta alteração na densidade de fluxo induz na peça a processar uma tensão de indução que obedece à lei de indução apresentada adiante, sendo essencialmente independente das dimensões da referida peça, e em particular, no caso de uma peça anular, do diâmetro da mesma:

Uind = = ~{bW dt dt · em que Uind representa a tensão induzida, <J>magn representa o fluxo magnético, t representa o tempo, B representa a den- 11 ΡΕ2040512 sidade de fluxo, A representa, enquanto constante, a área da superfície atravessada pelo campo magnético e envolvida pela peça a processar e f representa a área enquanto variável. Quanto ao fluxo magnético <Pmagnr supõe-se que varia no tempo t. Na equação apresentada já foi tido em conta no factor fluxo magnético o número de voltas ou espiras das bobinas. A resistência eléctrica, que também pode ser designada 'impedância' ou 'resistência à corrente alternada', da peça a processar electricamente condutora constituinte de um circuito fechado é superior a zero, pelo que é induzida uma tensão. Caso a referida peça tenha a forma de anel, a resistência eléctrica também pode ser designada 'impedância anular'. A resistência eléctrica não nula tem como consequência uma corrente eléctrica na peça a processar, a qual origina um aquecimento homogéneo da mesma. Vantajosamente, a produção de calor no dispositivo de acordo com o invento pelo processo de acordo com o invento não resulta no essencial de efeitos peliculares verificados à superfície da peça a processar, nem de perdas por inversão magnética.

Com recurso ao dispositivo de acordo com o invento e do processo de acordo com o invento podem ser uniformemente aquecidas peças a processar diversamente dimensionadas que envolvam a folga ocupada por ar, independentemente, no essencial, da distância entre o dispositivo ou a respectiva folga ocupada por ar e a peça a processar, 12 ΡΕ2040512 caso esta envolva a referida folga. 0 mesmo dispositivo de acordo com o invento pode ser utilizado com peças diferentemente dimensionadas. A geometria do dispositivo de acordo com o invento ou do campo magnético alternado não tem de ser adaptada à peça a processar desde que esta última envolva a folga ocupada por ar integrante do dispositivo. 0 dispositivo de acordo com o invento pode ser utilizado por exemplo para aquecer um componente em bruto de uma tampa dotada de uma abertura central, em particular no âmbito de uma instalação para a produção de tampas providas de películas. Uma tal instalação exibe tipicamente um sistema de transporte ou guiamento, destinado ao transporte e guiamento dos componentes em bruto de tampas, e diversas estações de processamento destinadas ao processamento dos componentes em bruto de tampas (vd. WO 2006/042426, descrita acima), e foi configurada como linha de produção.

Em conformidade, o processo de acordo com o invento pode ser utilizado para o aquecimento de um componente em bruto de uma tampa que exiba uma abertura central, em particular no âmbito de uma instalação para a produção de tampas providas de películas. Uma vez que, se não for tida em conta a forma e a dimensão da abertura central da peça a processar, o dispositivo de acordo com o invento pode ser configurado de modo essencialmente independente da forma e da dimensão da peça a processar, o referido dispositivo pode ser configurado de modo a, do ponto de vista técnico do espaço disponível para a sua instalação, não entrar em con- 13 ΡΕ2040512 flito com o dispositivo de transporte ou com as estações de processamento de uma instalação para a produção de tampas providas de películas. Uma vez que o dispositivo de acordo com o invento constitui um circuito magnético fechado que exibe duas folgas ocupadas por ar, o que tem como consequência um desenvolvimento em circuito essencialmente fechado da acção do campo magnético, as emissões de interferência podem ser minimizadas, ficando o dispositivo de transporte sujeito apenas a um campo magnético muito fraco, pelo que o seu aquecimento pode ser evitado ou, na prática, negligenciado.

Quando da produção de tampas providas de películas, um componente em bruto de uma tampa é aquecido no âmbito de um processo de pré-aquecimento, vantajosamente com recurso ao dispositivo de acordo com o invento e ao processo de acordo com o invento, antes de ser selado com uma película ou de esta ser nele colada. Ao pré-aquecimento segue-se a aplicação mediante selagem ou colagem de uma película sobre a peça a processar de modo a que a abertura central por ela exibida fique fechada, sendo preferencialmente realizadas uma etapa de selagem ou colagem prévia a que se segue a etapa principal de selagem ou colagem (vd. WO 2006/053457 A2) . Quando do pré-aquecimento mediante aquecimento indutivo no âmbito de uma instalação para a produção de tampas providas de películas que inclua um dispositivo de transporte podem ser uniformemente aquecidas até cerca de 80°C em poucas centenas de milisegundos, e na ausência de qualquer contacto com as mesmas, peças a processar, por 14 ΡΕ2040512 exemplo anulares ou em forma de rectângulo dotado de uma abertura central, fabricadas numa liga de aço ou em alumínio. A selagem/colagem — tanto a selagem/colagem prévia como a selagem/colagem principal — são realizadas subsequentemente, a 200°C. O pré-aquecimento indutivo permite aumentar a qualidade da selagem/colagem subsequente, podendo a taxa de produção ser aumentada, caso o material constituinte da película o permita, uma vez que o pré-aquecimento adicional tem como consequência uma alimentação em energia mais eficiente. É recomendável, numa instalação deste tipo para a produção de tampas providas de películas com recurso ao dispositivo de acorco com o invento e ao processo de acordo com o invento, proceder ao isolamento do ambiente envolvente da peça a processar, em particular do dispositivo de transporte, por exemplo na medida em que se opta por um tapete rolante ou uma cinta transportadora em material sintético .

Outras formas vantajosas de execução do invento poderão ser depreendidas da leitura das reivindicações dependentes e em particular dos exemplos de execução descritos em seguida com recurso aos desenhos anexos. Nestes são mostrados: Na

Figura 1 encontra-se representado um corte esquemático de um dispositivo de acordo com o invento com uma peça a processar; e na 15 ΡΕ2040512

Figura 2 encontra-se representado um corte transversal através do dispositivo de acordo com o invento representado na Figura 1 e da peça a processar na posição de processamento.

Nas figuras, números de referência idênticos designam componentes estrutural ou funcionalmente idênticos.

Nas Figuras 1 e 2 encontra-se representado um dispositivo de acordo com o invento 1 no qual foi introduzida uma peça a processar electricamente condutora 2, por exemplo com a forma de um anel. A peça a processar 2 pode, evidentemente, exibir uma forma diferente, por exemplo a de rectângulo dotado de uma abertura central. 0 dispositivo 1 inclui um núcleo magnético 3 em forma de 'U'. Por 'núcleo magnético em forma de 'U' enten-de-se também un núcleo magnético em forma de 'C'. 0 núcleo magnético 3 pode incluir o material ο N87. 0 material constituinte do núcleo magnético 3 é de preferência ο N87. Em cada um dos braços 4 do núcleo magnético 3 foi montada uma bobina 5, sendo os enrolamentos das bobinas em sentidos opostos. Esta situação foi simbolizada no que respeita às bobinas 5 representadas Figura 1 com recurso a cruzes e pontos, tendo-se que um ponto simboliza uma corrente que atravessa uma bobina 5 no sentido que parte do plano de observação, e está orientada para fora, no sentido do observador, e uma cruz simboliza uma corrente que flui para dentro do plano de observação, afastando-se do observador. 16 ΡΕ2040512

Cada uma das bobinas 5 é constituída por um enrolamento de um condutor eléctrico de alta frequência composto por múltiplos filamentos individualmente isolados e conjuntamente torcidos, dito "fio litz", condutor esse cuja composição predeterminada inclui pelo menos 500 filamentos individuais e com particular preferência 1000 filamentos individuais. Cada bobina exibe de preferência 14 voltas ou espiras. O dispositivo 1 inclui ainda uma culatra 6 (não representada na Figura 2) disposta a uma distância tal das extremidades livres (a que não serão atribuídos números de referência nas figuras) dos braços 4 do núcleo magnético 3 em forma de 'U' que entre aquela e estas fiquem constituídas folgas 7 ocupadas por ar. A altura de uma folga 7 ocupada por ar é seleccionada de modo a que a peça a processar 2 possa ser passada através da folga 7, sendo por conseguinte posicionável na vertical entre o núcleo magnético 3 e a culatra 6. As folgas 7 ocupadas por ar exibem de preferência alturas de 6,5 milímetros. O dispositivo 1 de acordo com o invento constitui deste modo um circuito magnético fechado que inclui duas folgas 7 ocupadas por ar. A culatra 6 possui de preferência a forma de um '1'. No entanto, também pode possuir uma forma em 'U', o que abrange também a possibilidade de a sua forma ser em JC'. Numa sua forma de execução (não representada) em forma de 'U', as extremidades livres dos braços da culatra 6 defrontam as extremidades livres dos braços 4 do núcleo mag- 17 ΡΕ2040512 nético 3, estando os braços da culatra 6 separados das extremidades livres dos braços 4 do núcleo magnético 3 por uma distância correspondente à folga 7 ocupada por ar. Em particular, e caso o dispositivo só disponha de uma folga 7 ocupada por ar, a culatra 6 também pode exibir uma forma em ‘ L ' . 0 núcleo magnético 3 e as bobinas 5 são integrados numa massa de moldação electricamente isolante por forma a ficarem mecânica e quimicamente protegidas. Em particular, a massa de moldação utilizada é termicamente condutora, exibindo de preferência uma condutibilidade térmica mínima de 0,6 W/(m*K) . O núcleo magnético 3 pode ser provido de um sistema de arrefecimento, em particular de um sistema de arrefecimento por meio de água (não representado) a fim de aumentar o seu rendimento.

Caso as bobinas 5 sejam ligadas a uma fonte de corrente alternada ou a um gerador (não representados) ge-ra-se no dispositivo 1 de acordo com o invento um campo magnético 8. Cada um dos braços 4 em torno do qual se encontra enrolada uma bobina 5 constitui um pólo do circuito magnético, variando a polaridade de cada um dos pólos em função da polaridade da corrente alternada. Na Figura 1 foram indicadas a título exemplificativo linhas de campo 8 correspondentes ao campo magnético alternado. O interior e a vizinhança das folgas 7 ocupadas por ar constituem zonas 18 ΡΕ2040512 9 em que a intensidade do campo magnético é elevada. A peça a processar 2 é conduzida ou transportada através da folga 7 ocupada por ar e posicionada de modo a que a abertura 10 por ela exibida centralmente se situe pelo menos parcialmente no âmbito da folga 7 ocupada por ar e a que a peça a processar 2 propriamente dita envolva a folga 7 ocupada por ar, isto é, fique sitada no exterior da mesma. Nesta situação, uma parte 11 da peça a processar fica situada no exterior do dispositivo 1, enquanto que uma outra parte 12 da peça a processar fica posicionada segundo a direcção horizontal entre os dois pólos constituídos cada um por um braço 4 envolvido por uma bobina 5 e segundo a direcção vertical entre as folgas 7 ocupadas por ar situadas entre o núcleo magnético 3 e a culatra 6. Esta outra parte 12 da peça a processar situa-se portanto numa zona em que é baixa a intensidade do campo entre os dois pólos do núcleo magnético 3. A peça a processar 2 envolve então o campo alternado no interior do núcleo magnético 3 e da culatra 6, campo alternado esse que, tal como foi precedentemente descrito, induz na peça a processar 2 uma tensão essencialmente independente das dimensões da abertura 10 centralmente exibida pela peça a processar 2.

Para que a intensidade do campo magnético entre os pólos do núcleo magnético 3 seja a menor possível e que no exterior da folga 7 ocupada por ar se produzam na pior das hipóteses emissões de interferência negligenciáveis, as folgas 7 ocupadas por ar são executadas de modo a exibirem 19 ΡΕ2040512 a menor altura possível, em particular uma altura de 6,5 milímetros. Em conformidade, o dispositivo de acordo com o invento é particularmente adequado para peças a processar 2 planas, ou seja, peças a processar 2 com uma extensão vertical diminuta. Uma peça a processar 2 delgada também é considerada uma peça a processar plana. 0 dispositivo 1 de acordo com o invento e a peça a processar 2 correspondem basicamente a um transformador com uma folga ocupada por ar extremamente larga em que o dispositivo 1 representa o enrolamento primário e a peça a processar 2 representa um enrolamento secundário curto-cir-cuitado do transformador. A fonte de corrente alternada ou o gerador que alimentam as bobinas 5 gera preferencialmente uma corrente de baixa intensidade compreendida entre 18 e 40 quilohertz, podendo a fonte de corrente alternada ou o gerador integrar um circuito oscilante ligado. A corrente produzida pela fonte de corrente alternada ou pelo gerador tem de preferência um valor quadrático médio (valor efectivo) compreendido entre cerca de 10 e cerca de 15 Ampère. Caso não esteja inserida no dispositivo 1 nenhuma peça a processar 2, pelo que o mesmo se encontra a funcionar em vazio, verifica-se uma diminuição da frequência de ressonância do dispositivo 1, que se encontra preferencialmente ligado a uma fonte de corrente alternada capacitiva, sendo automaticamente diminuída a carga do sistema composto pelo dispositivo 1 e pela fonte de corrente alternada não representada. 20 ΡΕ2040512

De acordo com uma outra forma não representada de execução do invento, este pode incluir, além de um primeiro núcleo magnético 3 em forma de 'U', um segundo núcleo magnético em forma de 'U', passando as bobinas 5 atribuídas aos braços 4 do primeiro núcleo magnético 3 em forma de 'U' a estar igualmente atribuídas ao segundo núcleo magnético em forma de 'U'. Por conseguinte, nesta forma de execução, as bobinas 5 envolvem os braços de ambos os núcleos magnéticos em forma de 'U'. O segundo núcleo magnético em forma de 'U' possui de preferência as mesmas dimensões que o primeiro núcleo magnético em forma de 'U' previsto na forma de execução do dispositivo 1 de acordo com o invento descrita com recurso às Figuras 1 e 2. Ao segundo núcleo magnético em forma de 'U' também foi atribuída uma culatra, em forma de ‘ I' ou em forma de 'U', estando esta segunda culatra disposta ao lado da primeira culatra 6 prevista na forma de execução do dispositivo 1 de acordo com o invento descrita com recurso às Figuras 1 e 2, pelo que, neste caso, se obtêm folgas ocupadas por ar com uma secção transversal maior do que no caso de um dispositivo 1 de acordo com o presente invento provido de um único núcleo magnético 3 e de uma única culatra 6. Como é evidente, a primeira culatra 6 pode ter sido configurada com uma largura tal que lhe permita sobrepor-se a ambos os núcleos magnéticos ou, conjuntamente com eles, dar forma a folgas de ar.

Com esta forma de execução não representada do dispositivo de acordo com o invento podem ser aquecidas peças a processar com um diâtero elevado e/ou peças a pro- 21 ΡΕ2040512 cessar cujo material constituinte exiba uma resistência especifica diminuta ou que incluam um tal material. Também neste caso se parte do principio de que as peças a processar exibem centralmente uma abertura que se situa pelo menos parcialmente no âmbito de uma folga ocupada por ar (a qual, no caso desta forma de execução, é mais alargada) e envolvida pela peça a processar propriamente dita. A potência calorífica disponível é, no caso desta forma de execução, superior à da forma de execução do dispositivo 1 de acordo com o invento descrito com recurso às Figuras 1 e 2 em virtude da presença dos dois núcleos magnéticos colocados um ao lado do outro e envolvidos pelas mesmas duas bobinas. 0 número de voltas ou espiras de cada bobina necessárias pode, neste caso, ser reduzido de um factor V2, pelo que, em vez das 14 voltas/espiras exibidas pela forma de execução do dispositivo 1 de acordo com o invento descrito com recurso às Figuras 1 e 2, se necessita apenas de 9 ou 10 por bobina. A diminuição do número de voltas/espiras necessárias permite vantajosamente reduzir o desperdício de cobre (as bobinas incluem tipicamente cobre enquanto material constituinte), além de a sobrecarga do núcleo magnético em resultado de efeitos de saturação poder ser consideravelmente diminuída, pelo que o dispositivo de acordo com o invento se caracteriza por perdas de calor menores. Dado serem menores as perdas no núclso magnético torna-se 22 ΡΕ2040512 possível trabalhar com campos magnéticos alternados de maior intensidade.

Lisboa, 21 de Outubro de 2010

Claims (12)

1. ΡΕ2040512 1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para o aquecimento indutivo de uma peça a processar (2) electricamente condutora constituinte de um circuito fechado, o qual é composto por um núcleo magnético (3) em forma de 'U', e portanto dotado de dois braços (4), em pelo menos um dos quais foi montada uma bobina (5) electricamente condutora que é conectável a uma fonte de corrente alternada, caracterizado por nele ter sido prevista a presença de uma culatra (6) disposta de modo a ficar distanciada de pelo menos uma extremidade livre de um braço (4) do núcleo magnético (3) em forma de 'U', pelo que fica estabelecido um circuito magnético fechado que exibe pelo menos uma folga (7) ocupada por ar, sendo a altura da folga ocupada por ar (7) seleccionada de modo a que a peça a processar (2) electricamente condutora possa ser passada através da folga ocupada por ar (7) sem sofrer qualquer contacto.
2. 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por em cada um dos braços (4) do núcleo magnético (3) em forma de 'U' ter sido montada pelo menos uma bobina (5) electricamente condutora que é conectável a uma fonte de corrente alternada, sendo opostos os sentidos de enrolamento de bobinas correspondentes a braços diferentes, e por a culatra (6) se encontrar disposta de modo a ficar distanciada das extremidades livres de ambos os braços (4) do núcleo magnético (3) em forma de 'U', pelo que fica 2 ΡΕ2040512 estabelecido um circuito magnético fechado que exibe duas folgas (7) ocupadas por ar.
3. 3. Dispositivo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por a superfície do braço a que está associada a pelo menos única folga (7) ocupada por ar através da qual é feita passar a peça a processar (2) electri-camente condutora ter sido configurada de modo a caber na abertura centralmente exibida pela peça a proccessar (2) electricamente condutora.
4. 4. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a culatra (6) ter sido configurada em forma de 'U' ou de Ί'.
5. 5. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a pelo menos única bobina (5) ser composta por melo menos um condutor eléc-trico dito "fio litz".
6. 6. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o núcleo magnético (3) em forma de 'U' e a pelo menos única bobina (5) terem sido incorporadas numa massa de moldação electricamente isolante e, em particular, termicamente condutora.
7. 7. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o núcleo magnético (3) em forma de 'U' ser provido de um sistema de arrefe- 3 ΡΕ2040512 cimento, em particular de um sistema de arrefecimento mediante água.
8. 8. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por nele ter sido prevista, além da de um núcleo magnético (3) em forma de 'U', a presença de um outro núcleo magnético em forma de 'U', passando as bobinas 5 atribuídas aos braços 4 do núcleo magnético 3 em forma de '11' a estar igualmente atribuídas ao outro núcleo magnético em forma de 'U'.
9. 9. Utilização do dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes para o aquecimento de um componente em bruto de uma tampa que exibe centralmente uma abertura, em particular no ânbito de uma instalação para a produção de tampas providas de uma película.
10. 10. Processo para o aquecimento indutivo de uma peça a processar (2) electricamente condutora constituinte de um circuito fechado com recurso a um dispositivo (1) de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por incluir as seguintes etapas: - a introdução da peça a processar (2) na folga (7) ocupada por ar sem que a primeira sofra qualquer contacto e de modo a que a peça a processar (2) envolva a folga (7) ocupada por ar e a que uma abertura (10) centralmente exibida pela peça a processar (2) fique pelo menos parcialmente situada na folga (7) ocupada por ar e - a alimentação das bobinas (5) componentes do 4 ΡΕ2040512 dispositivo (1) com uma corrente alternada.
11. 11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o mesmo ser utilizado para o aquecimento de um componente em bruto de uma tampa, o qual exibe uma abertura central.
12. 12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o componente em bruto de uma tampa ser aquecido antes de ser selado com ou de nele ser colada uma película. Lisboa, 21 de Outubro de 2010