ES2261981T3 - Dispositivo de conexion para un elemento plano en varias capas equipado de elementos funcionales electricos y elemento plano. - Google Patents

Dispositivo de conexion para un elemento plano en varias capas equipado de elementos funcionales electricos y elemento plano.

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ES2261981T3 ES03769575T ES03769575T ES2261981T3 ES 2261981 T3 ES2261981 T3 ES 2261981T3 ES 03769575 T ES03769575 T ES 03769575T ES 03769575 T ES03769575 T ES 03769575T ES 2261981 T3 ES2261981 T3 ES 2261981T3
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Abstract

Elemento plano (1) calentador en varias capas y su dispositivo de conexión, comprendiendo el elemento plano un primer panel rígido (2) dotado de un revestimiento eléctricamente conductor (5) así como de un segundo panel rígido (4) unido de forma plana al lado del primer panel rígido, presentando este segundo panel rígido al menos un corte (11; 11¿) para la realización de una conexión eléctrica o un revestimiento eléctricamente conductores y comprendiendo el dispositivo de conexión una pieza de empaquetadura (12; 12D; 12S) que está fijada en dicho corte (11; 11¿) por un saliente (13; 13¿) cuyo borde está situado en el plano entre los dos paneles rígidos (2; 4) y/o engancha por detrás una conicidad contraria del corte, sirviendo de apoyo en sentido contrario la pieza de empaquetadura (12; 12D; 12S) para la fijación de al menos una pieza de conexión (15) unida eléctricamente al revestimiento eléctricamente conductor (5), caracterizado porque el elemento plano es transparente, el revestimientoeléctricamente conductor está constituido por una capa calentadora transparente y ha sido pasivado en la periferia del elemento plano, presentando esta capa calentadora para su alimentación eléctrica dos zonas de polaridad diferente que están dispuestas en la zona de corte (11; 11¿) y constituidas por dos electrodos planos (6) en forma de cinta dispuestos a los dos lados de una línea de separación (7) que aísla las dos zonas entre sí, y porque cada una de estas zonas está puesta en contacto eléctrico con una pieza de conexión (15) fijada en la pieza de empaquetadura.

Description

Dispositivo de conexión para un elemento plano en varias capas equipado de elementos funcionales eléctricos y elemento plano.
La invención se refiere a un dispositivo de conexión para un elemento plano en varias capas que comprende un primer panel rígido dotado de uno o varios elementos funcionales eléctricos, así como un segundo panel rígido unido en forma plana al lado del primer panel rígido dotado de los elementos funcionales, presentando éste último al menos un corte para la realización de una conexión eléctrica a los elementos funcionales.
La invención contempla también un elemento plano equipado de un dispositivo de conexión de este tipo.
Se sabe de manera general que se puede utilizar sistemas de capas delgadas eléctricamente conductores como resistencias calentadoras por aplicación de una tensión eléctrica. Existen numerosas aplicaciones de esta técnica tanto en el sector del automóvil como en el sector de la construcción.
En general, estos sistemas de capas depositadas sobre substratos planos, por ejemplo paneles de vidrio, comprenden al menos una capa metálica, por ejemplo de plata, así como (para los sistemas de capas transparentes) capas dieléctricas a los dos lados de la capa de plata, y eventualmente también de las capas de bloqueo de materiales diferentes, y entre éstas igualmente de las capas de recubrimiento para el refuerzo de la capacidad de resistencia mecánica de la estructura de la capa. En numerosos casos, se utiliza igualmente la propiedad de reflexión de la radiación infrarroja de sistemas de capas como aislamiento térmico.
El establecimiento de una densidad homogénea de corriente en estos sistemas de capas utilizados como capas calentadoras es problemática en la mayoría del tiempo. Se trata sobretodo de evitar que unos lugares estén localmente sobrecalentados por altas densidades de corriente, lo que se denomina "hot spots" (puntos calientes). Con esta finalidad y en numerosas aplicaciones, se dota a la capa calentadora de electrodos planos en forma de cinta. Están constituidos, por ejemplo, por cintas metálicas delgadas depositadas o de colores buenas conductoras de la electricidad, que se imprimen y eventualmente se cuecen, y permiten introducir y evacuar la corriente en una base tan amplia como se pueda. Sin embargo, en la mayoría de los casos, estas conexiones no satisfacen unas exigencias óptico-estéticas y por consiguiente deben ser enmascaradas. Como la mayoría de las veces están situadas en el borde del substrato, en numerosas aplicaciones, por ejemplo para los paneles de vehículos, se pueden realizar con un montaje reducido.
Por otra parte, en tales capas calentadoras, se sabe como actuar sobre los flujos y los repartos de la corriente gracias a finas líneas que dividen la capa calentadora en tramos o recorridos de corriente individuales, conectados eléctricamente en paralelo los unos respecto a los otros, y cuyas resistencias óhmicas son, si es posible, todas idénticas.
En la solicitud de patente alemana 102.08 552.8, se describe un elemento en forma de placa dotado de un revestimiento eléctricamente conductor ("capa calentadora") que adecuado para ser conectado eléctricamente a las tensiones de la red habitual en el campo doméstico. Esencialmente, está constituido por una estructura compuesta en varias capas que comprende un primer panel rígido con la capa calentadora depositada sobre él, así como una capa adherente y un segundo panel rígido. En la zona de conexión eléctrica de la capa calentadora, el segundo panel rígido está dotado de un taladro. En la zona de conexión eléctrica de la capa calentadora, el segundo panel rígido está dotado de un taladro. En la zona de este taladro, se sitúan dos zonas de polaridad diferente de la capa calentadora en estrecha proximidad. En cada una de estas zonas se prevé un electrodo aplicado sobre la capa calentadora y al cual está unida una alimentación de corriente por soldadura blanda. El flujo de corriente entre los dos bornes de conexión que pertenecen a la misma capa calentadora está guiado de la manera ya mencionada por división de la capa calentadora mediante líneas finas.
En el documento DE-U1-201 07 908 se describe un dispositivo de conexión en el cual un panel de vidrio revestido de manera que sea eléctricamente conductor está dotado de elementos de mantenimiento que presentan la forma de herrajes de apriete que sirven al mismo tiempo de soportes a unos contactos eléctricos. Se aplican unas lengüetas elásticas integradas en los herrajes de apriete de manera eléctricamente conductora sobre el revestimiento del panel de vidrio y empujadas contra éste último.
En otro contexto, el documento DE-A1-199 58 879 describe un panel de vidrio aislante dotado de un panel de vidrio compuesto cuya capa adherente integra unos elementos funcionales (células solares). Se hace pasar cada uno de estos conductores de conexión eléctrica por un corte dispuesto en uno de los paneles del elemento compuesto, así como en el panel rígido opuesto del vidrio aislante, estando rodeada la zona de este paso en el espacio intermedio del vidrio aislante entre estos paneles de vidrio por un separador de forma anular. Igualmente, se puede hacer pasar los conductores por un bulón hueco de un soporte puntual que se utiliza para fijar el panel de vidrio aislante en una estructura subyacente.
En el campo de los herrajes y de las fijaciones de paneles de vidrio compuestos, se conoce (documentos DE-A1-39 08 983, DE-C2-43 25 024, DE-U1-87 01 693) la técnica que consiste en prever en el panel rígido unos cortes en los cuales se pueden insertar y fijar los elementos de fijación. Estos elementos de fijación pueden presentar salientes en collarín radial que se extienden en la capa adhesiva del elemento compuesto y que, cuando está terminado el conjunto, se encajan por detrás en el panel de vidrio. Sus cortes pueden presentar eventualmente una conicidad contraria. En este último caso, se ha descrito igualmente espigas de conicidad contraria para fijaciones de vidrio compuesto (DE-A1-38 11 249). La superficie del otro lado de estos paneles de vidrio compuestos queda en cada ocasión enteramente intacta. Las fuentes mencionadas en último lugar no se preocupan de dispositivos de conexión eléctrica.
Finalmente, se conoce a partir del documento DE-U1-78 01 989 un espejo en láminas provisto de un elemento de calentamiento bajo la forma de una red de conductores serigrafiados formando elementos lineales de calentamiento que está alimentado eléctricamente por un dispositivo de conexión insertado en un orificio de uno de los paneles y que coopera mecánicamente con este orificio para su mantenimiento, teniendo este dispositivo dos contactos conectados a los dos polos de la red de conductores serigrafiados.
El objeto de la invención es mejorar todavía un dispositivo de conexión del tipo indicado al inicio y crear un elemento plano calentador que esté equipado con el mismo.
Según la invención, se alcanza este objeto por la reivindicación 1. Este elemento calentador tiene la ventaja de ser transparente. Además, se observa que, de manera inesperada, con un dispositivo de conexión de este tipo, la disposición de las dos zonas de puesta en contacto eléctrico al nivel del revestimiento eléctricamente conductor del tipo de capa calentadora, que presenta sin embargo una resistencia óhmica considerablemente más elevada que con revestimientos serigráficos que forman elementos lineales de calentamiento, no engendra lugares de sobrecalentamiento eléctrico. Por otra parte, se equipa un elemento plano con elementos funcionales eléctricos incorporados entre dos placas rígidas y al menos un dispositivo de conexión según la invención. Las características de las reivindicaciones dependientes dan desarrollos ventajosos de estos objetos.
Según la invención, se coloca en el corte de uno de los paneles rígidos una pieza de empaquetadura que sirve como apoyo contrario para la fijación de al menos un elemento de conexión unido eléctricamente al elemento funcional. Esta pieza de empaquetadura posee o forma un saliente (radial) que está anclado en correspondencia geométrica en el corte.
Como elementos funcionales eléctricos, se contempla sobretodo elementos calentadores, en particular capas calentadoras, pero igualmente elementos solares, sensores, que son incorporados cada vez en una estructura en varias capas y deben ser puestos en contacto eléctrico con el exterior. Para la estructura descrita aquí del dispositivo de conexión o de la pieza de empaquetadura, la función de los elementos que es preciso conectar es de una importancia secundaria.
Los elementos funcionales pueden ser dispuestos según el caso tanto sobre el panel rígido con el corte como sobre el panel rígido que se encuentra frente al mismo. Además, se puede contemplar realizaciones en las cuales los dos paneles estén provistos de elementos funcionales eléctricos, por ejemplo electrodos para elementos de iluminación electroluminiscentes o células solares, y estén equipados de uno o varios elementos de conexión según la invención.
El borde del corte puede enganchar por detrás dicho saliente de la pieza de empaquetadura en el plano situado entre los dos paneles rígidos (plano de la capa adhesiva). Se fijará entonces esta pieza de empaquetadura en el corte antes de la fabricación del conjunto de panel de vidrio de tal manera que se pueda incorporar el saliente en la capa adhesiva. El espesor del saliente será entonces inferior al espesor de la capa adhesiva.
El saliente puede encajarse igualmente en una capa posterior o un chaflán del corte, situado dentro del elemento compuesto. Se puede realizar eso de manera conocida en sí misma por una empaquetadura en varias piezas cuyas piezas individuales se colocan juntas en el corte propiamente dicho. Como pieza de empaquetadura, sin embargo, se puede utilizar también una espiga de conicidad contraria apropiada que no forme dicho saliente más que cuando se le ha hecho pasar por el corte y haya sido apretada en el mismo. Se pueden instalar las dos variantes ventajosamente después de la fabricación del conjunto del panel de vidrio.
De manera particularmente preferida, se puede utilizar la pieza de empaquetadura como base para un punto de recogida del conjunto de las funciones de interfaz eléctrica del elemento plano.
A continuación forma la base de los contactos de conexión eléctrica propiamente dichos que son configurados preferentemente como contactos de resorte. Para la aplicación prevista principalmente en un elemento calentador plano cuyas tensiones de trabajo sean relativamente elevadas, no deben transferir más que una corriente débil (alterna); igualmente, los elementos calentadores utilizados en edificios no están expuestos, como regla general, a ninguna vibración. Así, no es preciso esperar problemas de corrosión que en otros campos (construcción de vehículos) pueden tener efectos de deterioro del contacto por altas resistencias de transferencia. Además, en caso de necesidad, se puede sellar herméticamente la zona del contacto de tal manera que la humedad o las incrustaciones no puedan penetrar.
En caso de necesidad, sin embargo, se pueden realizar también los contactos eléctricos con los elementos funcionales o sus electrodos por soldadura blanda o no ser protegidos más que en forma de suplemento. Se conoce técnicas de soldadura blanda que permiten fundir de manera segura estos emplazamientos de soldadura sin contacto directo con la fuente de calor (soldadura por inducción o soldadura por láser), y que pueden ser utilizadas incluso a través del panel de vidrio revestido sin destruir el revestimiento.
La pieza de empaquetadura puede servir de base para un enchufe de conexión por el cual se puede unir eléctricamente un conductor de conexión a los elementos funcionales. Pero es evidente que se puede prever igualmente un conductor de conexión fija que se hace salir de una cápsula de conexión fijada en la pieza de empaquetadura y que presenta eventualmente un enchufe en su extremo.
En otra variante preferida, se prevé al menos un órgano de conmutación para la puesta en marcha y la parada de los elementos funcionales en la zona de la pieza de empaquetadura. En la utilización como "elemento calentador plano", este órgano de conmutación puede ser controlado, en otra variante ventajosa, por al menos una sonda de temperatura que detecta la temperatura efectiva de la capa calentadora en la zona de conexión. Como en esta zona de la alimentación local de potencia eléctrica podrían aparecer las densidades de corriente más altas, se dispondrá en la misma al menos una sonda de temperatura.
Estas sondas de temperatura igualmente pueden hacerse incluso como limitadores de corriente (por ejemplo, conductores fríos cuya resistencia eléctrica/óhmica aumenta cuando la temperatura aumenta), lo que permite suprimir dicho órgano de conmutación si se prevé una línea característica apropiada. Eventualmente, se puede prever todavía una protección eléctrica que proteja eléctricamente el elemento funcional en cuestión.
En otra variante ventajosa todavía, la pieza de empaquetadura puede formar igualmente la base de un dispositivo de evaluación o de recepción de las señales de control por las cuales un elemento funcional/elemento calentador de superficie pueden ser solicitados individualmente por un mando a distancia y ser conectados y desconectados. En el caso de un calentamiento, estas señales de control son creadas, por ejemplo, con ayuda de termostatos de ambiente y sondas de temperatura. Se pueden transmitir por conductores especiales o por los conductores de alimentación ya previstos como conductores principales. En este último caso, se superpone impulsos de control codificados a la tensión de alimentación o de la red y se pueden limitar electrónicamente en el dispositivo de conexión del elemento calentador de superficie en cuestión. Preferentemente sin embargo, las señales de control se transmiten sin hilos, por radio, infrarrojos, etc., y en la zona del dispositivo de conexión se preverá un receptor y un descodificador apropiados además de los órganos de conmutación o de control conectados aguas arriba.
De manera complementaria, se puede utilizar la pieza de empaquetadura como base para una limitación de temperatura regulable manualmente que permite, con una prioridad con respecto a la sonda interna de temperatura eventualmente prevista, definir una potencia eléctrica máxima consumida y por tanto la temperatura efectiva máxima del elemento calentador plano, por debajo de la temperatura máxima absoluta predeterminada en fábrica del elemento calentador plano en cuestión.
En un modo de realización particularmente preferido, se miniaturizará todo cuanto sea posible el conjunto de los componentes necesarios (por ejemplo, bajo la forma de un chip o de un microprocesador) y se les reunirá en una cápsula o una caja de conexión que se pueden fijar con un montaje reducido en dicha pieza de empaquetadura. Para la unión, se puede prever tornillos. Sin embargo, se podrá también prever un broche elástico (liberable) si se puede obtener así la estanqueidad necesaria de la zona de contacto. Eventualmente, se podría prever también una unión pegada entre la pieza de empaquetadura y la caja de conexión.
Al mismo tiempo que la fijación de dicha caja de conexión, se puede unir igualmente los contactos elásticos (de resorte) a los elementos funcionales. Esto presenta la ventaja, por una parte, de no sobrepasar una presión de prueba predefinida de los contactos, y por otra parte, que en caso de liberación y de retiradas posteriores de eventuales de la caja de conexión para fines de mantenimiento o de reparación, de desactivar igualmente los elementos funcionales desconectándolos de la corriente o eléctricamente.
El conjunto de los elementos activos del dispositivo de conexión, eventualmente después de la adaptación apropiada del nivel de tensión, pueden ser alimentados eléctricamente por una tensión de funcionamiento eventualmente aplicada tal cual a los elementos funcionales. Sin embargo, también se les podría alimentar de manera autónoma con ayuda de baterías que se colocarán en la caja de conexión.
En la zona de la conexión, se puede prever igualmente con un pequeño montaje indicaciones de funcionamiento que permitan verificar si los elementos funcionales están conectados, activados o listos para funcionar ("stand by" - en espera). Cuando se trata de un elemento plano transparente, estas indicaciones pueden ser señales luminosas cuya luz atraviese el elemento plano. Es evidente que entonces no estarán recubiertas por máscaras opacas o similares, o que se preverán ventanas de observación apropiadas en una máscara de este tipo.
En todas las diferencias del dispositivo de conexión aquí descrito con relación a los elementos de fijación puntual habitualmente utilizados para placas (de vidrio), se puede igualmente imaginar utilizar un punto de conexión que presente igualmente las características de conexión aquí descritas como puntos de fijación para el elemento plano cuando se puede adaptar mejor el elemento plano a las condiciones impuestas sobre el plano eléctrico y que sea posible su montaje en una estructura subyacente. Ésta última puede presentar, por ejemplo, dispositivos de suspensión del o de los elementos planos que corresponden a los soportes contrarios apropiados previstos en la caja de conexión que estará configurada de manera que presente una estabilidad apropiada. Si no, el elemento plano será fijado en su posición de montaje con ayuda de otros medios apropiados que encajen, por ejemplo su borde (por ejemplo, marcos, pinzas de retención), o estar igualmente integrado a canto en una pared o una fachada de ventana.
Se puede instalar el dispositivo de conexión según la invención de manera ventajosa prácticamente en cualquier lugar de la superficie del elemento plano, tanto si es en las proximidades del borde como en la zona central. Es evidente que, en caso de necesidad, se pueden prever varios de estos dispositivos de conexión en el mismo elemento plano, por ejemplo, si se deben conectar varios campos de calentamiento o módulos de células solares aptos para funcionar independientemente.
Durante la colocación del dispositivo de conexión de un elemento calentador plano, la exigencia de una densidad de corriente tan homogénea como sea posible en la capa calentadora a alimentar sigue siendo un parámetro esencial, lo que puede originar ciertas restricciones en la elección del emplazamiento del dispositivo de conexión.
Otros detalles y ventajas del objeto de la invención surgen del diseño de ejemplos de realización de un dispositivo de conexión de un elemento calentador plano y de su descripción detallada que sigue.
En unas representaciones simplificadas y no a escala:
La figura 1 representa una vista global en perspectiva de un elemento calentador plano con un dispositivo de conexión según la invención;
La figura 2 representa una vista de la zona de la conexión con una pieza de empaquetadura insertada para la fijación del dispositivo de conexión;
La figura 3 representa una vista en corte de un primer modo de realización del dispositivo de conexión, según la línea III-III de la figura 1;
La figura 4 representa una vista en corte, que corresponde a la de la figura 3, de un segundo modo de realización del dispositivo de conexión según la invención; y
La figura 5 representa otra vista en corte, correspondiente a la figura 3, de un tercer modo de realización del dispositivo de conexión según la invención.
Según la figura 1, se realiza un elemento calentador plano 1 bajo la forma de un conjunto de panel de vidrio dotado de un primer panel rígido 2, de una capa intermedia 3 y de un segundo panel rígido 4. El primer panel rígido 2 es preferentemente un panel de vidrio pretensado térmicamente que está dotado en toda su superficie vuelta hacia la capa intermedia 3 de una capa calentadora 5 configurada como revestimiento eléctricamente conductor. La capa calentadora 5 está constituida por una composición y/o una sucesión de capas que es conveniente para un funcionamiento como capa calentadora plana y que puede ser sometida a solicitaciones térmicas de manera suficiente para el pretensado del panel. Se han descrito sistemas de capas apropiados numerosas veces en el estado de la técnica, de manera que no es preciso entrar más en sus detalles. Se pueden fabricar con una transmisión elevada de la luz visible y por tanto de manera que sean transparentes.
Disposiciones adecuadas garantizan que dicho revestimiento 5 sea pasivado en la periferia, a lo largo del borde del elemento calentador plano 1, es decir, que no exista ni contacto eléctricamente conductor hacia su superficie exterior o frontal ni el riesgo de un ataque corrosivo por el exterior sobre el material en capas. Por ejemplo, se puede prever en el revestimiento 5 a una pequeña distancia del borde exterior del elemento calentador plano 1, una línea de separación periférica continua que cumpla estas dos misiones. Como variante, se puede igualmente, de manera conocida, liberar completamente material en capas o retirar ulteriormente una estrecha banda periférica a lo largo del borde del elemento calentador plano 1. En todo caso, se crea con la ayuda del material sintético adhesivo termoplástico que forma la capa intermedia 3 (por ejemplo, polivinilbutiral (PVB) o vinilacetato de etileno (VA) un cierre hermético del intersticio del borde. Se comprende que se debe seleccionar el material de la capa intermedia de manera que sea bien compatible con el material del revestimiento 5.
En la figura 1, se puede ver los componentes esenciales de la alimentación eléctrica de la capa calentadora 5, es decir, inicialmente dos electrodos planos 6 en forma de cinta que están dispuestos a los dos lados de una línea de separación 7 que aísla, el uno respecto al otro, los dos polos de la capa calentadora 5. El desarrollo del recorrido de la corriente entre los dos electrodos está predeterminado por las líneas estructurales dispuestas en la capa calentadora y resulta sin problema del diseño. Una caja de conexión 8 dotada de un cable de conexión 9 (que sólo se ha representado en parte) está fijada en el lugar del contacto eléctrico entre la capa calentadora 5 y el par de electrodos 6 en el segundo panel rígido. De manera particularmente ventajosa, el conjunto de los dispositivos e interfaces eléctricas están reunidos localmente en un emplazamiento del elemento calentador plano 1.
A diferencia de la representación de la figura 1, los electrodos pueden naturalmente presentar otras formas que las de una cinta (por ejemplo, un semicírculo). Además, se puede comenzar líneas estructurales en la zona de la capa calentadora que está recubierta por los electrodos, de manera que se ponga en contacto el electrodo con varios recorridos de corriente conectados eléctricamente en paralelo. Una configuración de este tipo o estructuración de la capa calentadora al lado de su zona de conexión puede ser necesaria sobretodo cuando no fuera posible la alimentación de corriente en la proximidad del borde, a diferencia de lo que se ha representado.
En la figura 2, se puede ver la zona de las conexiones eléctricas del elemento calentador plano en una vista en planta en la cual se ha omitido representar la caja de conexión. El panel 4, que puede ser igualmente realizado de vidrio (eventualmente pretensado) o de material sintético, presenta un taladro 11 en el cual se ha insertado fijamente una pieza de empaquetadura 12 en forma de casquillo. Su perímetro exterior está adaptado de la manera más exacta posible al diámetro o al perímetro del taladro 11. Por un saliente en collarín desbordante 13, configurado aquí como un resalto anular, esta pieza de empaquetadura 12 se engancha detrás del borde del taladro 11 en el plano de la capa intermedia 3. El espacio interior libre de la pieza de empaquetadura 12 libera de manera visible la capa calentadora 5, los dos electrodos 6 y la línea de separación 7. Las superficies están representadas por campos rectangulares grises sobre los cuales pueden colocarse los contactos de la conexión eléctrica.
La pieza de empaquetadura 12 puede comprender elementos conformados que sirven para fijar y para impedir que gire el dispositivo de conexión. En este ejemplo de realización, son picos formados en la pared de su taladro y dotados de taladros en los cuales se pueden atornillar tornillos. A diferencia de la representación, estos elementos conformados pueden ser dispuestos de manera no simétrica para permitir la inserción en posición correcta de otros componentes.
La figura 3 representa detalles más avanzados de un ejemplo de estructura del dispositivo de conexión eléctrica según la invención, en corte, estando dotadas las piezas idénticas de otra referencia numérica que en las figuras 1 y 2. Se puede ver la estructura en varias capas del elemento calentador plano. Se ha presentado una parte del espesor del panel rígido 2, y una doble línea en cadeneta que atraviesa el panel rígido 4 indica igualmente que su espesor se ha representado reducido. Es evidente que estos dos paneles rígidos pueden ser netamente más espesor que la capa intermedia 3. En la zona de los electrodos 6 y de la caja de conexión 8 (que aquí sólo se ha representado parcialmente), se ha retirado su material para permitir un acceso sin obstáculo a los electrodos 6. Esta eliminación de material debe ser dimensionada antes del enlace de los dos paneles rígidos por fusión de la capa intermedia 3, de tal manera que el material adhesivo no pueda avanzar hasta los electrodos.
En la presente representación, se ha mostrado el diámetro del taladro 11 más pequeño con respecto al espesor del panel 4; se comprende que se dimensiona el taladro con una anchura suficiente para el tipo de dispositivo de conexión previsto cada vez.
No es necesario un enmascaramiento óptico de la zona de conexión para su funcionamiento, y únicamente cumple una misión estética. En el estado montado, el panel 2, y por tanto el lado del elemento calentador plano no vuelto hacia el dispositivo de conexión, formará su lado visible. Se ha previsto, sólo a título de ejemplo, en la zona de conexión de los electrodos 6 una capa opaca 10 entre la capa calentadora 5 y la superficie de vidrio para enmascarar esta zona respecto al exterior. Si es necesario, también se puede obtener evidentemente el mismo efecto con otros medios, por ejemplo por tintura del panel rígido 2 en la masa, aplicación de una decoración en su superficie exterior y/o diseño de la propia capa calentadora como espejo, por ejemplo omitiendo una capa antirreflectante en su lado próximo al substrato.
Por otra parte, se puede utilizar los electrodos propiamente dichos como electrodos decorativos dándoles un aspecto ópticamente atractivo. Entonces se podrá prescindir de la capa opaca 10.
Como ya se ha podido ver en la figura 2, se fija la pieza de empaquetadura 12 en forma de casquillo en un taladro 11 del segundo panel rígido 4. Su longitud axial corresponde sensiblemente al espesor del panel rígido 4 (algunos milímetros) y penetra todavía en el plano de la capa intermedia 3. Su saliente 13 que desborda en collarín radial hacia el exterior, se encaja detrás del borde del taladro 11, de manera que la pieza de empaquetadura 12 se mantiene en correspondencia de forma y no puede ser extraída del mismo.
Tal como se ha hecho observar anteriormente, se debe insertar esta pieza de empaquetadura en el taladro 11 antes del enlace de los dos paneles rígidos 2 y 4. Sólo se fija definitivamente después de la fusión de la capa intermedia termoplástica 3. En el dibujo, se puede ver que el saliente 13 está todavía superpuesto al material de la capa intermedia.
La pieza de empaquetadura 12 forma la base de la caja de conexión 8. Dos líneas verticales de cadeneta designan un enlace atornillado entre las dos partes. Se fija un bloque de soporte 14 por la caja de conexión 8 en el taladro de la pieza de empaquetadura 12, de donde parten dos contactos de resorte 15 que se extienden hasta los electrodos 6 y que se apoyan de manera eléctricamente conductora sobre éstos. Una sonda de temperatura 16 indicada simbólicamente se mantiene igualmente con ayuda del bloque de contacto 14 y de la pieza de empaquetadura 12 en contacto con la superficie revestida del panel rígido 2. Sirve para detectar la temperatura efectiva en la zona de contacto de los electrodos 6. El bloque de soporte 14 se inserta en la posición correcta, eventualmente forzado por unos elementos conformados apropiados, en la pieza de empaquetadura 12, de manera que los contactos de resorte 15 entran en contacto con el electrodo cada vez que se ha previsto, y se inmoviliza a continuación. El bloque de soporte puede formar una primera unidad fija con la caja de conexión 8 y ser fijado a la vez que ésta última en la pieza de empaquetadura 12.
Aunque en la utilización prevista en un elemento calentador plano 1, los contactos de resorte 15 satisfacen las exigencias de un enlace eléctrico seguro y duradero, en caso de necesidad podrían ser soldados, en particular gracias a un preestañado apropiado, pudiendo aportarse el calor necesario sin contacto, por ejemplo a través del panel revestido 2.
Los símbolos de conmutación de un conmutador 17 y de un transistor 18 representan el equipo eléctrico o electrónico del bloque de soporte 14 o de la caja de conexión 8 y pueden representar cada vez una serie de elementos correspondientes. Igualmente, se atribuye otras misiones de control y de conmutación a esta zona del dispositivo de conexión además de la aportación de la tensión eléctrica de alimentación a los electrodos 6 por los cables de conexión 9.
Un elemento de conmutación debe evaluar los valores medidos por la sonda de temperatura 16 y eventualmente desconectar, al menos temporalmente, la aportación de corriente a la capa calentadora si la temperatura efectiva sobrepasara un umbral admisible. Sin embargo, se puede prever igualmente un elemento de conmutación que asegure la protección contra excesos de temperatura y que limite de manera conocida por sí misma la potencia eléctrica consumida a unos valores admisibles.
Al menos un conmutador, que puede presentar una configuración electrónica o electromecánica, gestiona la aportación de corriente a la capa calentadora. Este conmutador puede ser conectado fundamentalmente de manera manual y ser controlado localmente por unos sensores, por ejemplo la sonda de temperatura 16, o por un dispositivo de mando a distancia. Como ya se ha indicado, éste último puede formar parte de una regulación automática de la temperatura de un local (instalación de climatización, etc.) pero igualmente puede ser facultativa y fundamentalmente controlado a mano.
Si se transmiten las señales de control de manera inalámbrica, se deberá prever un receptor así como un descodificador y otros medios de conmutación (por ejemplo amplificadores) en la caja de conexión 8 o en el bloque de soporte 14. Si las señales de control se transmiten por conductores, habría que prever unos órganos de evaluación apropiados para tal fin, en particular en el caso de que se transmitan señales de control por los conductores de conexión a la red, presentes de todas formas (cable 9), y se deben filtrar in situ.
Aquí no se ha representado elementos de indicación del estado de funcionamiento del elemento calentador plano 1. En una variante preferida, se puede configurar éstos últimos en forma de señales luminosas (diodos luminiscentes) y ser dispuestos, por ejemplo, en la zona de la línea de separación 7 entre los contactos de resorte 15 y al lado de la sonda de temperatura 16 de manera que puedan ser visibles por el lado exterior del panel rígido 2. Igualmente, pueden ser alimentados eléctricamente mediante el bloque de soporte 14 y controlados por dichos medios de conmutación 17, 18.
Después de la fabricación y la verificación del funcionamiento del dispositivo de conexión, si fuera necesario, se puede todavía hacer la transición entre la superficie del panel y la caja de conexión 8 estanca por una junta de estanqueidad 19. A diferencia de lo que se ha representado, evidentemente se puede también disponer esta junta de estanqueidad directamente entre el lado inferior de la caja de conexión 8 y la superficie del panel.
La figura 4 representa, en una vista en corte que corresponde a la de la figura 3, una variante de una pieza de empaquetadura que aquí se utiliza en un taladro con conicidad en sentido contrario 11' del segundo panel rígido 4. Cuando se ha representado en ella los mismos componentes que en la figura 2, éstos últimos reciben las mismas referencias numéricas y ya no se explican. La pieza de empaquetadura está realizada en dos piezas, con una espiga con conicidad en sentido contrario 12D y un tornillo de casquillo 12S. Ya se conoce los casquillos de este tipo con conicidad contraria en numerosas aplicaciones en el vidrio. La realización de taladros 11' con conicidad contraria o en hueco en paneles de vidrio es igualmente una técnica madura.
Se puede insertar la espiga 12D con conicidad contraria por el exterior en el taladro 11' después de la realización del conjunto. Entonces se atornilla el tornillo de casquillo 12S que se puede realizar de metal o de un material sintético de alta resistencia. Unas líneas verticales a lo largo de su porte exterior indican su rosca exterior de terraja. Durante el atornillado se establece la deformación indicada de la espiga 12D con conicidad en sentido contrario en un saliente 13' que desborda radialmente en collarín. Se ve que este saliente llena el chaflán con conicidad contraria del taladro 11' en correspondencia geométrica hasta que su extracción axial resulta imposible. Igualmente, el tornillo de casquillo 12S es inmovilizado radial y axialmente en el taladro por encaje de su rosca exterior en la espiga.
La penetración eventual de la espiga 12D con conicidad contraria en el plano de la capa intermedia no puede conducir más que a tensiones locales excesivas que podrían tener por efecto una exfoliación local o incluso la rotura de un panel. En caso de duda, se retirará el material de la capa intermedia en el caso de que no sea suficientemente deformable en la zona del taladro 11' en la distancia indicada, y por tanto sensiblemente hasta su borde, de tal manera que la espiga pueda dilatarse libremente en el plano de la capa intermedia.
El tornillo de casquillo propiamente dicho sólo puede ser atornillado igualmente hasta una profundidad predeterminada para no entrar en contacto con los electrodos en el fondo del taladro 11' o dañar éstos últimos o la capa calentadora 5. Por otra parte, no puede tocar los resortes de contacto 15.
Al contrario de una fijación de vidrio portante, en la presente aplicación, no es preciso esperar que actúen fuerzas elevadas, de manera que la fuerza de apriete de la espiga no debe ser particularmente elevada. Sin embargo, puede ser necesario realizar igualmente el panel 4 de vidrio pretensado, y en este caso se deberá disponer el taladro 11' antes del pretensado.
En una variante particularmente ventajosa, se puede reunir la caja de conexión 8 y el tornillo de casquillo 12S en una entidad fija. Se podría utilizar entonces la cápsula de la caja de conexión como palanca para atornillar a mano el tornillo de casquillo, formando entonces el lado inferior de la caja de conexión que se coloca sobre el lado superior del panel 4 al borde del taladro 11' un tope de profundidad.
En esta unidad, se puede fijar el bloque de soporte en una posición correcta con los resortes de contacto y eventualmente la sonda de temperatura.
Mientras que en las figuras 3 y 4 la pieza de empaquetadura se une prácticamente a canto con la superficie principal del panel rígido 4, la caja de conexión se desborda ligeramente por encima de esta superficie. Como este lado del elemento calentador plano 1 no está vuelto la mayor parte del tiempo hacia el observador/usuario en estado montado, se sitúa eventualmente de cara a una pared o se integra en ésta última, la visibilidad del dispositivo de conexión sobre la máscara (o eventualmente sobre los electrodos opacos configurados como elementos de decoración) queda por una parte limitada, y por otra parte se excluyen en la práctica riesgos por manipulación no autorizada o por inadvertencia del dispositivo de conexión. Si se prevé un pomo para el accionamiento de un órgano de control del dispositivo de conexión, se dispondrá éste último naturalmente en forma preferente en lugares bien accesibles, por ejemplo, en las proximidades del borde del elemento calentador plano.
Aunque a propósito de la figura 4 no se haya hablado más que de una espiga con conicidad contraria para la aplicación "taladro con conicidad contraria" en el segundo panel 4, en caso de necesidad, en particular si el espesor del panel 4 es bastante limitado, por ejemplo inferior a 5 mm, se pueden usar con esta finalidad como pieza de empaquetadura otros componentes apropiados, del tipo ya indicado y similares al de la pieza de empaquetadura 12 de la figura 2.
La realización según la figura 5 combina un dispositivo de conexión según la invención con un elemento de placa, en el cual los elementos funcionales eléctricos a conectar se encuentran en el segundo panel rígido 4 provisto del taladro 11. Contrariamente a las variantes descritas anteriormente, no se ha previsto ningún contacto directo entre los contactos de resorte 15 y los electrodos planos 6 de la capa calentadora 5. El saliente 13 de la pieza de empaquetadura 12 sirve por el contrario para mantener en contacto los puentes de conexión 20 con los electrodos planos 6, después de que la pieza de empaquetadura 12 se haya insertado y fijado en el taladro 11 del panel rígido 4. Como se puede apretar la pieza de empaquetadura con la caja de conexión 8 y puesto que el saliente 13 está estirado con una pretensión contra los electrodos planos 6, este punto de contacto no es particularmente crítico. Las superficies de los puentes de conexión que se ponen en contacto con los electrodos planos se pueden hacer rugosas o provistas de puntas a fin de permitir una ligera penetración de los puentes de conexión en los electrodos planos. Sin embargo, como ya se mencionó anteriormente, también se puede aquí realizar una soldadura por aportación de calor, con un preestañado de los puentes de conexión y/o de los electrodos planos.
Los extremos de los puentes de conexión 20 opuestos a los electrodos planos 6 penetran en el espacio interno de la pieza de empaquetadura 12. Forman en este lugar, de manera equivalente a los electrodos planos de las aplicaciones precedentes, caras de apoyo para los contactos de resorte 15 de manera que después del montaje, éstas se conecten eléctricamente de manera segura por el desvío de un puente de conexión respectivo 20 a los electrodos planos 6 respectivos, propiamente dichos.
Los puentes de conexión 20 están preferentemente integrados de forma fija en la pieza de empaquetadura 12, a fin de configurar tan simplemente como sea posible el montaje del dispositivo de conexión. Por ejemplo, se puede obtener éste por moldeo por encima de los puntos de conexión 20 (delgadas cintas de chapa) con el material de plástico de la pieza de empaquetadura 12 al proceder a su conformación.
Se reconoce de nuevo la línea de separación 7 entre los dos polos de la capa calentadora 5 y la capa opaca 10, sobre la cual se deposita la capa calentadora en cada caso en la región de contacto. Como complemento, se prevé aquí todavía otra capa opaca 10, sobre el lado plano del panel rígido 2 que se encuentra en el interior del elemento compuesto, la cual cubre ópticamente la región de contacto y puede estar realizada además en forma de elemento decorativo. A elección, en función de las necesidades, se puede igualmente omitir una de las dos capas opacas o las dos, porque éstas no son significativas para el funcionamiento del dispositivo de conexión o del elemento de placa.
Aunque la capa adhesiva 3 es continua en la región de contacto en esta ilustración, también puede ser provista igualmente en esta variante de un corte de manera análoga a las figuras 3 y 4, según necesidades.
En la figura 5, ciertamente no se ha ilustrado ninguna sonda de temperatura, pero se comprenderá que se puede prever igualmente en esta variante de realización un elemento de detección apropiado para la detección de la temperatura efectiva en la región de conexión. Se podría contemplar, por ejemplo, realizar una sonda térmica suplementaria de manera similar a los puentes de conexión 20 ilustrados aquí y ponerla en contacto con la capa calentadora o un electrodo plano.
Cuando se utiliza este dispositivo de conexión para elementos funcionales eléctricos de otros tipos, por ejemplo, para células solares en capas delgadas o sondas de impacto o de precipitación, tal como se ha indicado al comienzo, su estructura fundamental no se modifica con respecto a la de los ejemplos de realización aquí representados. Apartándose de los dibujos, se puede prever eventualmente un único contacto o una pluralidad de contactos en cada corte.

Claims (17)

1. Elemento plano (1) calentador en varias capas y su dispositivo de conexión, comprendiendo el elemento plano un primer panel rígido (2) dotado de un revestimiento eléctricamente conductor (5) así como de un segundo panel rígido (4) unido de forma plana al lado del primer panel rígido, presentando este segundo panel rígido al menos un corte (11; 11') para la realización de una conexión eléctrica o un revestimiento eléctricamente conductores y comprendiendo el dispositivo de conexión una pieza de empaquetadura (12; 12D; 12S) que está fijada en dicho corte (11; 11') por un saliente (13; 13') cuyo borde está situado en el plano entre los dos paneles rígidos (2; 4) y/o engancha por detrás una conicidad contraria del corte, sirviendo de apoyo en sentido contrario la pieza de empaquetadura (12; 12D; 12S) para la fijación de al menos una pieza de conexión (15) unida eléctricamente al revestimiento eléctricamente conductor (5), caracterizado porque el elemento plano es transparente, el revestimiento eléctricamente conductor está constituido por una capa calentadora transparente y ha sido pasivado en la periferia del elemento plano, presentando esta capa calentadora para su alimentación eléctrica dos zonas de polaridad diferente que están dispuestas en la zona de corte (11; 11') y constituidas por dos electrodos planos (6) en forma de cinta dispuestos a los dos lados de una línea de separación (7) que aísla las dos zonas entre sí, y porque cada una de estas zonas está puesta en contacto eléctrico con una pieza de conexión (15) fijada en la pieza de empaquetadura.
2. Elemento plano y su dispositivo de conexión según la reivindicación 1, caracterizado porque el corte (11) está previsto en el panel rígido de la capa calentadora o en el otro panel rígido.
3. Elemento plano y su dispositivo de conexión según la reivindicación 1, ó 2 ó 3, caracterizado porque cada pieza de conexión comprende al menos un contacto de resorte (15) puesto en contacto eléctrico con la capa calentadora.
4. Elemento plano y su dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la pieza de empaquetadura (12) está configurada en forma de casquillo y se inserta en el corte (11), enganchando su saliente (13) por detrás el borde del corte en el plano de la capa intermedia (3).
5. Elemento plano y su dispositivo de conexión según la reivindicación 1, caracterizado porque el saliente (13) de la pieza de empaquetadura (12) está provisto de al menos un medio de contacto (20), que está previsto para la realización de una conexión eléctrica entre al menos una pieza de conexión (15) y la capa calentadora.
6. Elemento plano y su dispositivo de conexión según la reivindicación 5, caracterizado porque se realiza un medio de contacto como puente de conexión (20) que presenta, en el espacio interno de la pieza de empaquetadura (12) en forma de casquillo, una superficie de contacto para una pieza de conexión (15) y en una cara del saliente (13) una superficie de contacto para la conexión a la capa calentadora.
7. Elemento plano y su dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la pieza de empaquetadura comprende una espiga con conicidad contraria (12D) que se fija en el corte (11') por medio de un tornillo (12S).
8. Elemento plano y su dispositivo de conexión según la reivindicación 9, caracterizado porque el tornillo está configurado como un tornillo de casquillo (12S) con rosca exterior, formando su espacio interior un alojamiento para otros componentes del dispositivo de conexión.
9. Elemento plano y su dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está dotado de medios para la fijación o la suspensión del elemento plano en una estructura subyacente, en particular en la pared de un edificio.
10. Elemento plano y su dispositivo de conexión según la reivindicación 7, caracterizado por al menos una sonda de temperatura (16) para la detección de la temperatura efectiva de la capa calentadora (5).
11. Elemento plano y su dispositivo de conexión según la reivindicación 10, caracterizado por un elemento de conmutación (17, 18) apto para ser controlado por la sonda de temperatura (16), para interrumpir o reducir la corriente de calentamiento en el caso de que sobrepase un umbral de temperatura determinado.
12. Elemento plano y su dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por un dispositivo de regulación accionado a mano para la introducción de un umbral de temperatura de la capa calentadora.
13. Elemento plano y su dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por un receptor de señales de control transmitidas sin contacto y por un dispositivo de conmutación (17, 18) apto para ser controlado por el receptor, para la conexión y la desconexión mandada a distancia de la capa calentadora.
14. Elemento plano y su dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por al menos un elemento de indicación, en particular una señal luminosa, del estado de funcionamiento de la capa calentadora.
15. Elemento plano y su dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por una caja de conexión (8) en forma de cápsula para asegurar la cobertura respecto al exterior.
16. Elemento plano y su dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones precedentes, una placa de la cual es un panel de vidrio (2).
17. Elemento plano y su dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos en la zona de corte o del dispositivo de conexión, se prevé una máscara en el lado no vuelto hacia el corte.
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