ES2276337T3 - Elemento de placa con calefactor estratificado. - Google Patents

Abstract

Elemento en forma de placa (1) con al menos un panel rígido (2), en particular un panel de vidrio, que porta un revestimiento eléctricamente conductor (3) que calienta por aplicación de una tensión eléctrica por medio de conexiones (9, 10) así como una superficie parcial (5, 5T) eléctricamente conductora, aislada eléctricamente con respecto al revestimiento y provista de al menos una conexión eléctrica propia (5E), caracterizado porque la superficie parcial (5; 5T) está prevista para la conexión a un potencial de puesta a tierra.

Description

Elemento de placa con calefactor estratificado.

La invención se refiere a un elemento en forma de placa con un calentamiento en capa con las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Se conoce de manera general que se puede utilizar sistemas de capas delgadas eléctricamente conductoras como resistencias de calentamiento aplicándoles una tensión eléctrica. Existen múltiples aplicaciones de esta técnica tanto en la industria del automóvil como en la construcción.

Se utiliza a menudo para liberar paneles de vidrio de ventana o espejos del vaho o del hielo, a fin de que se pueda ver fácilmente a través de los mismos. Sin embargo, tales elementos de placa pueden ser instalados en muros cortina o en edificios en lugar de cuerpos de calefacción habituales o ser integrados en éstos. A tal efecto, deben ser realizados obligatoriamente en forma de ventanas, pero se pueden utilizar como espejos, superficies decorativas, etc. Dado el caso, es posible igualmente utilizar elementos de este tipo de placa de manera general para la producción de calor en superficie en aparatos eléctricos, por ejemplo en aparatos electrodomésticos, en los que su pequeño espesor y sus superficies lisas que se ensucian poco y muy fáciles de limpiar pueden ofrecer grandes ventajas.

En general, estos sistemas de capas depositadas en estratos planos, por ejemplo, paneles de vidrio, comprenden al menos una capa metálica, por ejemplo de plata, así como (en los sistemas de capas transparentes) unas capas dieléctricas sobre las dos caras de la capa de plata, eventualmente también unas capas de bloqueo en materiales muy diversos, a veces también unas capas de recubrimiento destinadas a aumentar la resistencia mecánica del estratificado. En numerosos casos, se explota también las propiedades de reflexión de la radiación infrarroja de estos sistemas de capas como aislamiento térmico.

La utilización de estos calentamientos en capas necesita tensiones eléctricas relativamente elevadas. En particular, en el borde del panel de vidrio en cuestión, dado el caso completamente revestido, es preciso prever un aislamiento eléctrico seguro.

Las características de origen se divulgan en el documento DE-A1-40 11 541 en forma de un panel de vidrio de alarma templado con calentamiento eléctrico. Con ayuda de una línea de separación trazada por un haz de láser, se separa eléctricamente una zona parcial de revestimiento eléctrico conductor calentador de este panel de vidrio de la zona de superficie principal del revestimiento. La zona parcial se utiliza como sensor para detectar la fractura del panel de vidrio templado en cuestión. Ésta puede ser montada en un panel de vidrio multicapa o también en un cristal aislante. Preferentemente se utiliza un sistema de capas que puede soportar una carga térmica importante y que puede ya haber sido impuesta en su superficie antes del templado del panel de vidrio.

Se divulgan igualmente unas características de origen en la solicitud de patente alemana 102 08 552.8, en la cual se describe un elemento de calefacción de este tipo de calentamiento en placa a utilizar con una tensión de red. Para el aislamiento del borde exterior del elemento en forma de placa, se separa eléctricamente una superficie parcial de la zona de superficie del revestimiento de alimentación eléctrica de calentamiento por al menos una línea de corte periférico y se neutraliza sin conexionado eléctrico.

La patente EEUU 3 892 947 describe un elemento en forma de placa de material frágil, provisto de un revestimiento de calentamiento, en el cual una cinta conductora destinada a la llegada de corriente se extiende a lo largo de casi todo el contorno exterior del elemento. Se contempla así el objetivo de cortar la llegada de corriente por una interrupción local de dicha cinta conductora en caso de rotura del elemento en forma de placa.

La invención tiene por objeto indicar una nueva utilización de la superficie parcial separada de un elemento en forma de placa con un calentamiento en capas de este tipo.

Conforme a la invención, este problema se resuelve por las características de la reivindicación 1. las características de las reivindicaciones subordinadas presentan formas de realización ventajosas de este objeto.

Uniendo la superficie parcial a un potencial de puesta a tierra, se realiza una protección todavía más elevada, por su aislamiento eléctrico simple, con respecto al campo de calentamiento propiamente dicho. Esto puede revelarse interesante en particular cuando se utiliza el campo de calentamiento con unas tensiones relativamente elevadas (por ejemplo, una tensión de red nacional habitual de 110 ó 230 V).

La superficie parcial y el revestimiento calentador pueden ser realizados en principio independientemente entre sí con materiales conductores diferentes. Por ejemplo, seria posible realizar el revestimiento calentador de manera conocida en forma de un sistema transparente de capas, y la superficie parcial, por el contrario, con una tinta conductora impresa (por ejemplo, una pasta de serigrafía de alto contenido de plata), donde las dos deben estar separadas cuidadosamente la una de la otra por una alta resistencia eléctrica/galvánica. Igualmente, se podría prever una cinta conductora, del tipo conocido en la patente EEUU anteriormente citada, como conductor de protección en la proximidad del borde sobre el elemento en forma de placa o en el interior del mismo, no extendiéndose el revestimiento entonces hasta la zona de la superficie cubierta por la cinta conductora o respectivamente la superficie parcial, siendo posteriormente retirado de allí, o bien estando previsto un aislamiento apropiado entre el revestimiento continuo y la cinta conductora o respectivamente la superficie
parcial.

Preferentemente se realizará sin embargo la superficie parcial y el revestimiento calentador de manera homogénea, de forma conocida en sí misma, y se separará la superficie parcial posteriormente por una o varias líneas de separación. Por supuesto, el substrato revestido no es conductor él mismo.

Si se ha previsto al menos dos líneas de separación paralelas la una a la otra entre el revestimiento y la superficie parcial, puede ser ventajoso dividir la banda estrecha revestida subsistente entre éstas en varias partes aisladas las unas de las otras. Así, se evita un flujo de corriente a lo largo de esta banda estrecha. Como aislamiento, se puede utilizar de nuevo líneas cortas de separación transversales.

En todos los casos, la superficie parcial está, según la invención, conectada eléctricamente de manera unipolar a un conductor de protección puesto a tierra. Tales conductores de protección ("contacto de protección") son la norma conocida como tercer conductor en las redes eléctricas domésticas europeas.

Preferentemente, se preverá una superficie parcial puesta a tierra en cada arista libre del elemento en forma de placa a lo largo del borde exterior de éste. Para un elemento en forma de placa montado libremente, la superficie parcial se extenderá preferentemente alrededor de su contorno exterior.

Según una forma de realización ventajosa, se preverá una conexión eléctrica para la superficie parcial en la proximidad espacial de las uniones del revestimiento calentador. Esto permite una realización particularmente simple del conjunto de los contactos eléctricos exteriores del elemento en forma de placa.

Bien entendido, se puede, de manera en sí mismo conocida, prever en un elemento en forma de placa conforme a la invención varios caminos de corriente, dado el caso a conectar independientemente el uno del otro, para poder conectar o desconectar según necesidad por escalones la potencia de calentamiento.

La longitud y la anchura del camino de corriente o de los caminos de corriente así como la conductibilidad de superficie (en ohmios por unidad de superficie) del sistema de capas utilizado son determinantes para el consumo de potencia eléctrica y para la potencia de calentamiento del elemento en forma de placa. Según la tensión de servicio disponible o predeterminada, se puede regular y homogeneizar diferentes potencias de calentamiento en amplios límites por la disposición de los caminos de corriente. La temperatura máxima admisible dependerá igualmente del campo de utilización del elemento en forma de placa terminado. Por ejemplo, si no son posibles o no se contemplan contactos directos por parte del usuario, las temperaturas pueden ser entonces netamente superiores a 50ºC. Sin embargo, es preciso evitar naturalmente que unas capas adhesivas eventualmente pegadas sobre el panel de vidrio revestido, por ejemplo unas películas adhesivas de un panel de vidrio multicapa, resulten dañadas por las temperaturas alcanzadas en servicio normal.

Una forma de realización preferida del elemento en forma de placa prevé que el panel de vidrio rígido provisto del revestimiento sea pegado por detrás sobre la superficie revestida con otra placa eléctricamente no conductora o en todo caso aislada del revestimiento. En la región de las conexiones eléctricas, se puede prever en un perfeccionamiento ventajoso, un vaciado en uno de los paneles de vidrio rígidos a través del cual pueden ser conducidos los conductores de red necesarios.

Un elemento en forma de placa de este tipo se utiliza ventajosamente en los acristalamientos de ventanas, o en espejos, o en aparatos de calefacción, o incluso en aparatos electrodomésticos que necesitan una producción de calor en superficie.

Otros detalles ventajosos del objeto de la invención aparecerán por los dibujos de ejemplos de realización y por su descripción detallada que sigue.

En estos dibujos, que son representaciones esquemáticas no a escala,

la Figura 1 muestra una vista de un elemento en forma de placa con un revestimiento calentador y dividido pos unas líneas de separación;

la Figura 2 es una vista ampliada de la región de conexión del elemento en forma de placa según la Fig. 1; y

la Figura 3 representa un ejemplo simple de un circuito eléctrico del elemento en forma de placa.

Según la Figura 1, un elemento de placa 1 comprende un panel de vidrio templado 2, cuya cara principal -aquí la cara superior- está cubierta con un revestimiento eléctricamente conductor completo 3. El revestimiento 3 puede ser visualmente transparente, pero no debe serlo necesariamente. Preferentemente, se compone de un sistema de capas de alta resistencia térmica, con al menos una capa metálica, que se deposita antes del temple del panel de vidrio 2.

A lo largo del borde del panel de vidrio 2 se traza en la periferia en el revestimiento 3 al menos una fina línea de separación 4 a pequeña distancia -1 a 2 cm- de este borde. Se puede prever igualmente varias líneas de separación 4 paralelas a pequeña distancia la una de la otra. Una banda de borde exterior periférico 5 así formada, aquí sombreada en gris claro, está eléctricamente separada del resto mayor de la superficie revestida. Forma un aislamiento de borde del elemento den forma de placa que por una parte asegura un aislamiento eléctrico hacia el exterior, y por otra impide que se propague en la superficie una corrosión del revestimiento que aparece eventualmente en el borde exterior. En medio de dicha superficie, se ha previsto igualmente un campo 6 en forma de cinta, eléctricamente separado por unas líneas de separa-
ción.

Sin embargo, este campo no debe encontrarse absolutamente en el centro de la superficie revestida, sino que puede estar dispuesto en otro lugar que no sea el centro en relación con una disposición apropiada de las pistas conductoras activas del revestimiento 3. No debe ser ya en forma de cinta o rectilíneo, sino que podría también presentar una forma de superficie cualquiera o incluso un aspecto acodado o curvo.

Las líneas de separación mencionadas hasta ahora y a continuación forman unas interrupciones de alta resistencia eléctrica en el revestimiento, a través de las cuales no puede circular corriente alguna. La banda de borde exterior 5 está por tanto enteramente aislada en forma eléctrica con respecto al revestimiento.

Una derivación 5T de la banda de borde revestida 5 se extiende en un lugar sobre cierta distancia en la superficie del revestimiento 3. Está separada del revestimiento 3 por otras dos líneas de separación paralelas 7. Termina en una zona de conexión 8 (indicada por un círculo de trazo mixto), que está rodeada por el revestimiento 3. Las líneas de separación 7 se extienden separadamente o se reúnen en una línea dado el caso amplia más allá de la zona de conexión 8 hasta un campo separado 6. En caso de necesidad, se puede dividir una zona de capa neutra eventualmente encerrada entre las dos líneas de separación 7 en partes eléctricamente aisladas las unas de las otras.

No es absolutamente necesario llevar la derivación 5T en línea recta y en ángulo recto con respecto al borde de la placa. También se podría, en lugar de la banda representada aquí, prever una superficie mayor, por ejemplo un triángulo, cuya base se encuentre en la arista de la placa y cuyo vértice esté situado en la zona de conexión.

En la zona de conexión 8, se prevé a una y a otra parte de las líneas de separación 7 y de la derivación 5T, unos electrodos 9 y 10 que están cada uno en enlace eléctrico/galvánico con el revestimiento 3. Los electrodos deben estar unidos cada uno a un polo de una tensión eléctrica, de una manera no representada en detalle. En la solicitud de patente anterior 102 41 728.8, a la cual se hace referencia aquí, se describe un dispositivo de conexión adecuado.

Como se ve mejor en la Figura 2, se ha previsto en la derivación 5T otro electrodo 5E. Se utiliza para unir la derivación 5T y el conjunto de la banda de borde a un conductor de protección. La conexión necesaria a este efecto se sitúa igualmente en la zona de conexión 8 y puede alojarse sin dificultad en el dispositivo de conexión anteriormente mencionado, mediante ligeras modificaciones.

La Figura 3 muestra un ejemplo de circuito simbólico de un elemento en forma de placa conforme a la invención. Los electrodos 5E, 9 y 10 se han indicado como puntos de conexión. El electrodo 5E unido a la banda de borde 5 está conectado al potencial de tierra. Los dos electrodos 9 y 10 unidos al revestimiento 3 -representado como una resistencia de calentamiento- están unidos a una fuente de tensión apropiada 12. Para completar, se ha representado un interruptor 13 para conectar o respectivamente desconectar la corriente de calentamiento, así como un órgano de regulación 14 para regular la potencia de calentamiento.

De manera en sí misma conocida, los electrodos se fabrican preferentemente con una tinta buena conductora de la electricidad, resistente al calor, y apta para la impresión de serigrafía. Preferentemente, esta tinta o esta pasta de serigrafía presenta un muy alto contenido de plata. Los electrodos 9, 10 y 5E se imprimen preferentemente antes del temple del panel de vidrio 2 y se cuecen durante el calentamiento necesario para el temple térmico. Si se emplea un substrato de material plástico para el elemento en forma de placa, no es posible naturalmente una cocción, o en todo caso moderadamente.

En este caso es indiferente que los electrodos 9, 10 y 5E sean aplicados sobre el revestimiento 3 ya depositado o que sólo se deposite el revestimiento 3 una vez los electrodos hayan sido formados, por ejemplo impresos, sobre el panel de vidrio.

Para determinar un aspecto definido de la corriente de calentamiento a través de la superficie del revestimiento 3, éste está totalmente dividido de manera conocida en sí misma, por un conjunto de otras líneas de separación 11 en una serie de caminos de corriente paralelos, que se extienden entre los dos electrodos 9 y 10 y que también están montados eléctricamente en paralelo.

En un elemento calentador real en forma de placa, se toma todavía otras medidas para homogeneizar la potencia de calentamiento de estas pistas. Estas medidas no forman parte sin embargo del objeto de la presente invención; por el contrario, se referirá a este efecto en la solicitud de patente anterior 102 59 110.5 que describe medidas posibles.

Unos elementos en forma de placa del tipo ilustrado en las Figuras 1 y 2 son convenientes, por ejemplo para un montaje en unos acristalamientos aislantes, en los cuales, el marco de separación correspondiente debe ser pegado simplemente en la banda del borde 5. La puesta a tierra de esta banda de borde, descrita aquí, asegura además una puesta a tierra segura de un marco de separación, en este caso metálico, utilizado.

De la misma forma, se puede suspender unos elementos de este tipo directamente delante de un muro o ser integrados en éste, sin se provistos previamente de una abertura posterior, si se garantiza de otra manera que la tensión eléctrica de servicio no supone ningún riesgo para los usuarios. Finalmente, pueden ser integrados sin problemas en paneles de vidrio multicapa, en los cuales se debe disponer la cara revestida calentadora activa en el interior del compuesto y utilizar una capa adhesiva apropiada para las temperaturas de servicio.

Las conexiones exteriores del elemento en forma de placa pueden ser llevadas fuera de un compuesto de este tipo o fuera de un acristalamiento aislante de este tipo en principio por una de las caras de extremo, por ejemplo bajo la forma de pistas conductoras impresas o de conexiones por bandas planas. Si la zona de conexión se sitúa, sin embargo en la superficie del elemento de placa, se puede prever también en uno de los paneles de vidrio rígidos ensamblados un vaciado destinado al paso de las conexiones exteriores. En el caso de un elemento de acristalamiento aislante, es preciso entonces cuidar además una estanqueidad del espacio intermedio del acristalamiento en la región de este vaciado, por ejemplo por un marco de separación anular conocido en sí mismo.

Los electrodos son a su vez opacos (como consecuencia de su alto contenido de materiales conductores como la plata y de su espesor sensiblemente más fuerte en comparación con el del propio revestimiento), en este caso, sin embargo son visibles por el lado no revestido del panel de vidrio 2. Desde entonces están enmascarados a la vista, pero pueden formar también unos elementos decorativos, por ejemplo -a diferencia de la forma semicircular simple mostrada en los dibujos- formar un logo plano de firma o de fabricante. Además, se puede obtener igualmente ciertos efectos de colores coloreando la pasta de serigrafía conductora empleada preferentemente para fabricar los electrodos.

Claims (17)

1. Elemento en forma de placa (1) con al menos un panel rígido (2), en particular un panel de vidrio, que porta un revestimiento eléctricamente conductor (3) que calienta por aplicación de una tensión eléctrica por medio de conexiones (9, 10) así como una superficie parcial (5, 5T) eléctricamente conductora, aislada eléctricamente con respecto al revestimiento y provista de al menos una conexión eléctrica propia (5E), caracterizado porque la superficie parcial (5; 5T) está prevista para la conexión a un potencial de puesta a tierra.

2. Elemento en forma de placa según la reivindicación 1, en el cual la superficie parcial (5) depositada sobre el panel de vidrio rígido (2) con el revestimiento (3) está separada del revestimiento (3) con ayuda de al menos una línea de separación (4).

3. Elemento en forma de placa según la reivindicación 2, caracterizado porque se prevé al menos dos líneas de separación (4) paralelas la una a la otra, y porque la zona neutra o libre de potencial (5) encerrada entre éstas, está dividida en partes eléctricamente aisladas las unas de las otras.

4. Elemento en forma de placa según la reivindicación 1, en el cual la superficie parcial (5, 5T) se realiza separadamente del revestimiento (3), en particular de otro material, y es depositada sobre la superficie del panel de vidrio.

5. Elemento en forma de placa según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la superficie parcial (5) se encuentra sobre el borde exterior del panel de vidrio (2), extendiéndose en particular en forma de marco alrededor de la superficie calentadora.

6. Elemento en forma de placa según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el revestimiento calentador (3) es regulado en funcionamiento con la tensión de la red nacional y porque la superficie parcial (5, 5T) está prevista para la conexión a un conductor de protección puesto a tierra, en particular un conductor de protección de la tensión de la red puesto a tierra.

7. Elemento en forma de placa según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el revestimiento (3) está formado por un sistema estratificado de alta resistencia térmica, depositado sobre su superficie antes del temple del panel de vidrio (2).

8. Elemento en forma de placa según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque unas conexiones para la llegada de la tensión eléctrica de calentamiento en el revestimiento (3) y una conexión unida a la superficie parcial (5) se reúnen localmente en una zona de conexión (8).

9. Elemento en forma de placa según la reivindicación 1 u 8, caracterizado porque al menos un electrodo plano (5E, 9, 10) está asociado a cada conexión para la puesta en contacto eléctrico de la superficie parcial (5) y del revestimiento (3).

10. Elemento en forma de placa según la reivindicación 9, caracterizado porque los electrodos (5E, 9, 10) se realizan antes o después del depósito del revestimiento calentador (3) por aplicación y preferentemente cocción de una pasta de serigrafía eléctricamente conductora.

11. Elemento en forma de placa según la reivindicación 1 u 8, caracterizado porque se pega por detrás otra placa sobre la cara revestida del panel de vidrio rígido (2).

12. Elemento en forma de placa según la reivindicación 1 u 8, caracterizado porque se pega un marco de separación de un acristalamiento aislante en la zona de borde revestido del panel de vidrio (2), por el cual otro panel de vidrio rígido se ensambla sólidamente al panel de vidrio (2) que porta el revestimiento.

13. Elemento en forma de placa según una de las reivindicaciones 11 o 12, caracterizado porque está previsto al menos un vaciado en una de las placas rígidas ensambladas entre sí, para introducir las conexiones eléctricas exteriores del elemento en forma de placa.

14. Elemento en forma de placa según las reivindicaciones 8 y 13, caracterizado porque el vaciado está previsto en disposición espacial con la zona de conexión (8).

15. Elemento en forma de placa según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos la zona de conexión (8) está oculta a la vista mediante una máscara.

16. Elemento en forma de placa según la reivindicación 9, caracterizado porque los electrodos planos forman elementos decorativos visibles.

17. Elemento en forma de placa según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se utiliza en acristalamiento de ventanas, o en espejos, o en aparatos electrodomésticos que necesitan una producción de calor en superficie.