ES2275056T3 - Dispositivo de pantalla. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de pantalla que comprende unos medios de pantalla (3) que se pueden conmutar entre una primera posición de funcionamiento y una segunda posición de funcionamiento, unos medios de soporte (2, 2A) para soportar dichos medios de pantalla (3) y unos medios de accionamiento (4), que funcionan para provocar la conmutación de los medios de pantalla (3) entre la primera posición de funcionamiento y la segunda posición de funcionamiento, estando dicho dispositivo caracterizado porque dichos medios de pantalla comprenden un tejido (3) que define una pluralidad de mallas (3C) concebidas para adoptar una configuración retraída y una configuración estirada, y porque dichos medios de accionamiento (4), que comprenden por lo menos un elemento de accionamiento realizado en un material activo, están conectados de forma operativa a dicho tejido (3), y se accionan para provocar el paso de dichas mallas (3C) de la configuración retraída a la configuración estirada, y viceversa.

Description

Dispositivo de pantalla.

La presente invención se refiere a un dispositivo de pantalla que comprende unos medios de pantalla conmutables, unos medios de soporte para soportar dichos medios de pantalla y unos medios de accionamiento, que funcionan para provocar el paso de los medios de pantalla de una posición de descanso a una posición de funcionamiento, y viceversa.

Los dispositivos del tipo indicado se utilizan por ejemplo para evitar o atenuar el paso de flujos de aire o rayos de luz y normalmente comprenden un marco fijo y un panel móvil, soportado por el marco fijo y que se puede desplazar entre una posición cerrada y una posición abierta.

El objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo de pantalla del tipo mencionado anteriormente, que se pueda aplicar en una gama de campos extremadamente amplia, y que resulte sencillo de fabricar y presente unos costes reducidos.

Con la intención de conseguir el objetivo anterior, el objeto de la presente invención es un dispositivo de pantalla del tipo mencionado anteriormente, caracterizado porque los medios de pantalla comprenden un tejido que define una pluralidad de mallas que pueden asumir una configuración retraída y una configuración estirada, y porque los medios de accionamiento, que comprenden por lo menos un elemento accionador realizado en un material activo, están conectados al tejido de manera operativa y se accionan para provocar el paso de dichas mallas de la configuración retraída a la configuración estirada, y viceversa.

De este modo, cuando las mallas del tejido se encuentran en la configuración retraída, el tejido intercepta o atenúa el paso de aire o de luz a través del dispositivo. Al contrario, cuando las mallas se encuentran en la configuración estirada, se permite o facilita el paso de aire o de luz.

De acuerdo con una forma de realización preferida, el tejido es de tipo elástico, y el material activo es, por ejemplo, una aleación con memoria de forma (SMA).

Los accionadores SMA son conocidos por sí mismos y ya han encontrado una amplia gama de aplicaciones en diferentes campos técnicos. En general, utilizan por lo menos un elemento formado por una aleación de metal SMA, que puede cambiar su configuración una vez que se ha excedido una temperatura de transición predeterminada.

En otras formas de realización posibles, el material activo utilizado para obtener los medios de accionamiento del dispositivo pueden ser un polímero con memoria de forma (SMP) o un polímero electroactivo (EAP).

De acuerdo con la invención, el elemento accionador preferentemente presenta la forma de una hebra, cosida directamente o entretejida en el tejido y ajustada a una estructura de soporte que mantiene el tejido en su posición. Dicho tejido tejido realizado en un polímero con memoria de forma y un hilo usual se conoce en la técnica (véase por ejemplo el documento EP-A-0 364 869).

El elemento accionador se puede conectar a los medios de suministro eléctrico, que lo calientan gracias al efecto Joule por encima de su propia temperatura de transición, siendo posible que dichos medios de suministro eléctrico se accionen por medios de control según la señal emitida por un detector de temperatura.

De forma alternativa, el elemento de accionamiento realizado en material activo detecta directamente la temperatura del aire y se activa directamente a un valor de transición que se puede ajustar en el transcurso de la preparación del propio material.

Gracias a las características especificadas anteriormente, el dispositivo de pantalla según la invención se puede realizar con medios extremadamente sencillos y que presentan un coste reducido.

A partir de la descripción siguiente se pondrán de manifiesto otras características y ventajas de la invención, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, que se proporcionan meramente a título de ejemplo no limitativo, y en los que:

- la Figura 1 es una vista frontal esquemática de un dispositivo de pantalla según la invención, en una primera condición de funcionamiento;

- la Figura 2 es una vista de un detalle de la Figura 1, a una escala ampliada;

- la Figura 3 es una vista frontal esquemática del dispositivo de pantalla según la invención en una segunda condición de funcionamiento; y

- la Figura 4 es una vista de un detalle de la Figura 2, a una escala ampliada.

En las Figuras 1 y 2, la referencia numérica 1 designa en su totalidad la estructura de un dispositivo de pantalla realizado según la presente invención, que está concebido para interceptar o atenuar el paso de un rayo de luz.

En el caso que se proporciona a título de ejemplo, el dispositivo 1 comprende un marco fijo, que consiste en un marco cuadrilátero, designado con el número de referencia 2. Dicho marco 2 puede estar realizado con elementos de perfilería metálica unidos entre sí, o incluso con una única pieza de material plástico.

Con el número de referencia 3 se designa, en su totalidad, una pantalla cuadrilátera; en el caso que se proporciona a título de ejemplo, dicha pantalla 3 está fijada, a lo largo de los lados que delimitan el perímetro respectivo, a los bordes interiores del marco 2 por medios de fijación ya conocidos, ilustrados sólo de forma esquemática y designados con la referencia 2A.

De acuerdo con la invención, la pantalla 3 dispuesta en el marco 2 está realizada en un tejido de mallas que están concebidas para estirarse cuando dicho tejido se ve sometido a tensión.

Con este objetivo, en la forma de realización preferida de la invención, la pantalla 3 está realizada en un tejido elástico o que se pueda estirar. Los tejidos del tipo indicado son conocidos y no precisan descripción alguna en el presente documento. Así, con esta perspectiva, se enfatiza que el tejido que forma la pantalla 3 se realice en cualquier material elástico adecuado para este propósito.

En la Figura 2 se puede apreciar un detalle ampliado del tejido que forma la pantalla 3, realizado entretejiendo o sobreponiendo una serie de hebras de trama, designadas con la referencia 3A, con una serie de hebras de urdimbre, designadas con la referencia 3B, para obtener las mallas 3C. En la condición de funcionamiento ilustrada en la Figura 1, las mallas 3C se encuentran en la condición retraída, de manera que intercepten o, en cualquier caso, atenúen el paso del rayo de luz o del flujo de aire.

Según otro aspecto importante de la presente invención, la fuerza capaz de tensar la pantalla 3, y, así, estirar las mallas 3C del tejido con el que está realizada, se produce gracias a medios de accionamiento realizados en un material activo.

En una forma de realización preferida, el material activo utilizado es una aleación con memoria de forma. Tal como se ha mencionado anteriormente, dichos materiales metálicos tienen la capacidad de volver a adoptar su configuración inicial si se deforman y se someten después a un tratamiento térmico adecuado. En particular, las aleaciones con memoria de forma experimentan una transformación de fase cristalina cuando están realizadas para pasar de su configuración más rígida a una temperatura elevada (austenita) a la configuración caracterizada por menor energía y temperatura (martensita). Cuando se lleva un elemento SMA a una temperatura baja, éste adopta una configuración del tipo martensítico, con un límite de deformación bajo, y se deforma fácilmente. Después del calentamiento, la aleación adopta otra estructura cristalina, del tipo austenítico, y así, vuelve a adoptar su configuración y forma iniciales.

La temperatura a la que la aleación "retorna" a su forma primitiva se puede modificar variando la composición o por medio de los tratamientos de calor adecuados.

Las aleaciones de mayor interés que presentan la propiedad de "memoria de forma" son las que recuperan la deformación hasta una extensión considerable, o las que generan una fuerza considerable durante la fase de transición, como por ejemplo las aleaciones Ni-Ti, Ni-Ti-Cu, Cu-Al-Zn, y Cu-Al-Ni.

En el caso ilustrado en las figuras, los medios de accionamiento de memoria del dispositivo 1 están configurados en forma de una hebra continua, designada en su totalidad con el número de referencia
4.

La hebra 4 está ajustada al marco 2, en primeros puntos designados con la referencia 5, y al tejido que conforma la pantalla 3 en segundos puntos, designados con la referencia 6; con este objetivo, tal como se puede apreciar en las figuras, la hebra 4 presenta un desarrollo en zig-zag entre el marco 2 y la pantalla 3. Los medios para fijar la hebra SMA 4 al marco 2 pueden ser de cualquier tipo conocido. Por otra parte, la hebra 4 se puede coser o entretejer en los puntos 6 del tejido 3.

Se prevén dos conductores eléctricos designados con el número de referencia 7, provistos para provocar el flujo de una corriente eléctrica a través de la hebra 4, y así, calentarla gracias al efecto Joule. Los conductores 7 están conectados a medios de suministro eléctrico 8, de un tipo ya conocido.

Después del calentamiento provocado por el paso de la corriente eléctrica, la hebra con memoria de forma 4 excede su propia temperatura de transición y adopta una configuración de longitud reducida, tal como se ilustra en la Figura 3.

De este modo, en dicha condición, la hebra 4 somete la pantalla 3 a una fuerza tensora en los puntos de fijación 6, de manera que acerca estos últimos a los puntos de fijación 5.

Como consecuencia, en la zona delimitada por los puntos de unión 6, el tejido de la pantalla 3 experimenta un estiramiento, con las hebras de trama 3A y las hebras de urdimbre 3B alejándose entre sí, gracias a la elasticidad del material que las forma. De este modo se lleva a cabo un aumento en el tamaño de las mallas 3C, tal como se puede apreciar inmediatamente de una comparación entre las Figuras 2 y 4. En esta configuración estirada de las mallas 3C, evidentemente se permite o facilita el paso de la luz o el aire a través del dispositivo, en comparación con la condición de funcionamiento de la Figura 1.

Los medios de suministro eléctrico 8 son del tipo conmutable, de manera que se puede calentar la hebra 4 cuando se desee, para llevar el dispositivo 1 a la condición de funcionamiento ilustrada en la Figura 3. El retorno a la condición de descanso representado en la Figura 1 se consigue posteriormente interrumpiendo el suministro eléctrico a los medios 8. De este modo, descenderá la temperatura de la propia hebra hasta que caiga por debajo de la temperatura de transición de la aleación con memoria de forma, con el posterior retorno de la hebra 4 a su configuración alargada, de manera que las mallas 3C del tejido elástico se volverán a cerrar, tal como se puede apreciar en la Figura 2.

El material con memoria de forma utilizado para realizar los medios de accionamiento previstos según la invención podría ser de un tipo no metálico y, en particular, podría estar realizado en un polímero con memoria de forma o SMP. Tal como ya se conoce, dichos polímeros pueden modificar su rigidez y su forma según la temperatura a la que están expuestos y pasar rápidamente, si se calientan, de un estado vidrioso a un estado elástico altamente deformable y, a continuación, retornar con la misma rapidez, cuando se enfrían, a su forma y dureza original. Además, de forma similar a las aleaciones metálicas, gracias a su "memoria" los SPM pueden volver a adoptar su forma original una cantidad de veces infinita si se les vuelve a llevar más allá de su temperatura crítica. En la aplicación según la invención, el tejido elástico se montará bajo tensión sobre el marco 2, y la hebra 4 realizada en SPM se dispondrá de modo que supere, en la condición "rígida", la elasticidad del tejido, con el fin de mantener las mallas 3C en la posición que se representa en la Figura 2. Cuando se alcanza la temperatura de transición, ésta llevará a cabo la transición de la hebra 4 realizada en SMP a la condición "deformable" respectiva, con la consecuente posibilidad de que el tejido se estire, de manera que lleve las mallas 3C a la condición que se representa en la Figura 4. La activación de la hebra 4, cuando ésta está realizada en SMP, se obtendrá directamente como resultado de la temperatura medioambiental a la que se expone dicha hebra.

En otra forma de realización posible, el material utilizado para realizar los medios de accionamiento de la pantalla 3 podría ser un polímero electroactivo o EAP, es decir, un material polímero que pueda experimentar deformación si se le aplica un campo eléctrico, siendo dicho material polímero seleccionado, en particular, entre:

-

polímeros electrostrictivos, es decir, polímeros que, cuando se someten a campos eléctricos, reaccionan con una reducción en la dimensión paralela al campo, y un estiramiento en una dirección normal del mismo;

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compuestos ion-polímero-metal (IPMC), es decir, polímeros con terminaciones que puedan ionizarse en líquidos polares (uno de los IPMC utilizados más ampliamente es NAFION® producido por DuPont, que se utiliza como "músculo artificial");

-

polímeros conductores, es decir, polímeros que cambian a medida que varía su ionización, consecuentemente, se pueden utilizar sus propiedades mecánicas y sus dimensiones, ventajosamente, ambas como elementos sensibles y como accionadores mecánicos.

En la aplicación según la invención, la activación de la hebra 4, cuando ésta está realizada en un polímero electroactivo, se consigue aplicándole un campo eléctrico adecuado.

Obviamente, las posibilidades de aplicación del dispositivo de pantalla según la invención son numerosas.

Tal como ya se ha explicado, el dispositivo 1 se puede utilizar para interceptar/atenuar o permitir el paso de luz, por ejemplo para realizar cortinas o similar para estructuras de edificios o vehículos automóviles.

Del mismo modo, el dispositivo 1 se puede utilizar para controlar la aireación o ventilación de ciertos entornos. De hecho, resulta evidente que en el caso de la condición representada en la Figura 3, se facilita un flujo de aire u otra forma de aire a través del dispositivo 1, en comparación con la condición representada en la Figura 1. Con esta perspectiva, por ejemplo, los medios de suministro eléctricos 8 se pueden accionar según la señal emitida por un detector de temperatura.

Además, la invención se puede utilizar ventajosamente para realizar filtros con una sección transversal variable.

En una forma de realización posible, se puede disponer la hebra 4 para detectar directamente la temperatura del aire, de manera que se active por dicha temperatura a un valor de transición, que se puede regular en la etapa de preparación del SMA o del polímero activo utilizado. De este modo, por ejemplo, se podría activar la hebra 4 por el aire del interior de un entorno cerrado cuando se alcanzasen temperaturas interiores muy elevadas (como en el caso de un vehículo automóvil aparcado en el sol), de manera que se reduzca el efecto "invernadero".

La previsión de un tejido con una gran cantidad de aberturas pasantes que pueden aumentar su tamaño, de forma similar a lo que ocurre en la piel natural con la abertura de los poros, permite igualmente la obtención de paneles para la difusión fina de aire en vehículos automóviles, de manera que se incremente la comodidad del usuario y se reduzca la posibilidad de perjudicar a la salud provocados por los sistemas tradicionales de transporte directo de aire actuales en el interior del compartimiento de pasajeros. Con esta perspectiva, el dispositivo según la invención se puede utilizar como un elemento con una transpirabilidad controlable y modulable, que resulta particularmente adecuado para la difusión de aire en el compartimiento de pasajeros de un vehículo automóvil a través del salpicadero, los asientos, el techo y los paneles de las puertas.

Obviamente, sin perjuicio para el principio de la invención, los detalles de construcción y las formas de realización pueden variar ampliamente con respecto a lo que se ha descrito e ilustrado en el presente documento únicamente a título de ejemplo, sin por ello apartarse del alcance de la presente invención.

Obviamente, el tejido que forma la pantalla 3 puede estar realizado con hebras sobrepuestas o entretejidas.

Las funciones del marco 2 se podrían llevar a cabo por cualquier estructura en una posición fija con respecto a la pantalla 3, por ejemplo, una estructura realizada con paredes que delimiten un paso o ventana por la que se pretende controlar el paso de luz o de aire. En este caso, el tejido que forma la pantalla 3 preferentemente estará provisto con borde de fijación propio.

Los medios de accionamiento del dispositivo según la invención podrían consistir en una cantidad de elementos realizados en material activo que sean distintos entre sí y no necesariamente en forma de hebra. Por lo tanto, en este caso, los medios de accionamiento se pueden accionar de forma selectiva, para controlar la condición de funcionamiento de diferentes zonas de la pantalla 3.

Finalmente, se deberá señalar que la hebra 4 o los medios de accionamiento realizados en material activo de otra forma, que sustituya la hebra, no deben necesariamente estar ajustados entre la pantalla 3 y la estructura que los soporta, siendo posible que los medios de accionamiento se integren únicamente en el tejido y en su posible borde de fijación.

El tejido utilizado con el objetivo de poner en práctica la invención pueden estar realizados en su totalidad con fibras de material activo (SMA, SMP o EAP) intercaladas entre sí de manera que formen un tejido que pueda variar su propia "porosidad" después de la aplicación de un estímulo externo que, tal como se ha explicado anteriormente, puede ser de un tipo eléctrico o térmico en el caso de elementos SMA, únicamente térmico en el caso de elementos SMP, o únicamente eléctrico en el caso de fibras activas EAP.

Claims (18)

1. Dispositivo de pantalla que comprende unos medios de pantalla (3) que se pueden conmutar entre una primera posición de funcionamiento y una segunda posición de funcionamiento, unos medios de soporte (2, 2A) para soportar dichos medios de pantalla (3) y unos medios de accionamiento (4), que funcionan para provocar la conmutación de los medios de pantalla (3) entre la primera posición de funcionamiento y la segunda posición de funcionamiento, estando dicho dispositivo caracterizado porque dichos medios de pantalla comprenden un tejido (3) que define una pluralidad de mallas (3C) concebidas para adoptar una configuración retraída y una configuración estirada, y porque dichos medios de accionamiento (4), que comprenden por lo menos un elemento de accionamiento realizado en un material activo, están conectados de forma operativa a dicho tejido (3), y se accionan para provocar el paso de dichas mallas (3C) de la configuración retraída a la configuración estirada, y viceversa.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el tejido (3) es elástico o se puede estirar.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho material activo (4) se selecciona entre el grupo que consiste en aleaciones con memoria de forma, polímeros con memoria de forma, y polímeros electroactivos.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho elemento accionador (4) está integrado por lo menos en parte en dicho tejido (3).

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho elemento accionador (4) está en forma de una hebra, cosida directamente, entretejida en dicho tejido (3) y ajustada de cualquier modo por más de un punto en dicho tejido (3).

6. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque dichos medios de pantalla (3) están realizados en fibras de material activo, que forman por lo menos en parte tanto dicho tejido (3) como dicho elemento accionador (4).

7. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho elemento accionador (4) está ajustado entre dicho tejido (3) y dichos medios de
soporte (2).

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque dichos medios de soporte (2) comprenden un marco cuadrilátero.

9. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho elemento accionador (4) está conectado a unos medios de suministro eléctrico (7, 8) que lo calientan gracias al efecto Joule por encima de su temperatura de transición.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque dichos medios de suministro eléctrico (7, 8) se controlan según las señales emitidas por un detector de temperatura.

11. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho elemento accionador (4) está dispuesto para su activación según una temperatura a la que se expone el propio elemento accionador.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque dicho elemento accionador (4) detecta directamente dicha temperatura y se activa por medio de esta última a un valor de transición preestablecido.

13. Utilización de un dispositivo según una o más de las reivindicaciones anteriores, con el objetivo de la fabricación de una ventana para aireación o ventilación, con el fin de evitar/atenuar o permitir/facilitar el paso de un flujo de aire selectivamente.

14. Utilización de un dispositivo según una o más de las reivindicaciones 1 a 12, con el objetivo de la fabricación de una pantalla para evitar/atenuar o permitir/facilitar el paso de un rayo de luz selectiva-
mente.

15. Utilización de un dispositivo según una o más de las reivindicaciones 1 a 12, con el objetivo de la fabricación de un filtro con una sección transversal variable.

16. Utilización de un dispositivo según una o más de las reivindicaciones 1 a 12, con el objetivo de la fabricación de un elemento para la difusión de aire en el compartimiento del pasajero de un vehículo automóvil, en particular integrado en un salpicadero, un asiento, un techo o un panel de puerta.

17. Estructura de edificio, caracterizada porque comprende uno o más dispositivos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

18. Vehículo automóvil, caracterizado porque comprende uno o más dispositivos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.