ES2278157T3 - Elemento de panel con capa calefactora. - Google Patents

Abstract

Elemento de panel (1) con una luna de vidrio templada (2) que está provista de un revestimiento de superficie total (3), eléctricamente conductor y calentador por aplicación de una tensión eléctrica mediante unos electrodos (7), en el cual una zona parcial del revestimiento está separada eléctricamente por una línea de separación, caracterizado porque una zona superficial interior del revestimiento (3) está separada eléctricamente por dos o varias líneas de separación periféricas paralelas (4), en la proximidad de una región de borde exterior (5) del revestimiento (3) y porque los electrodos (7) están dispuestos en el interior de la zona superficial rodeada por la línea de separación (4), siendo regulada la resistencia eléctrica del revestimiento calentador (3) de manera que funcione con la tensión de la red eléctrica nacional, de tal manera que no se sobrepase una temperatura predeterminada durante la aplicación de esta tensión de red a los dos electrodos (7), y se lleven apartándolas de la luna de vidrio revestida (2) unas conexiones de los electrodos (7) sin contacto con la región del borde (5).

Description

Elemento de panel con capa calefactora.

La invención se refiere a un elemento de panel con una luna de vidrio templada que está provista de un revestimiento de superficie total, eléctricamente conductor y calentador por aplicación de una tensión eléctrica por unos electrodos, y en el cual una zona parcial del revestimiento está separada eléctricamente por una línea de separación. Unos revestimientos calentadores de este tipo aplicados al vidrio sirven, como regla general, para eliminar el vaho y el hielo en las lunas de vidrio usadas como lunas transparentes, a fin de que se pueda ver a través de las mismas sin dificultad.

Las características de base se divulgan en el documento DE-A1-40 11 541 en forma de una luna de vidrio de alarma templada con calentamiento eléctrico. Con ayuda de una línea de separación trazada por un rayo láser, se separa eléctricamente de la zona superficial principal del revestimiento una zona parcial del revestimiento calentador eléctricamente conductor de esta luna de vidrio. La zona parcial es utilizada como sensor para detectar una rotura de la luna de vidrio templado en cuestión. Ésta puede estar integrada en un panel de vidrio multihoja o en un elemento de acristalamiento aislante. Preferentemente, se emplea un sistema de capas que puede soportar una fuerte carga térmica y que puede ser dispuesto en la superficie de la luna de vidrio muy anteriormente al templado de la misma.

El documento DE-A1-36 44 297 presenta una pluralidad de ejemplos para dividir unos elementos calentadores de un parabrisas de vehículo. Así se puede realizar las divisiones por unas zonas no revestidas en superficie y/o por unos cortes dispuestos por vía mecánica o por un rayo láser. Sirven para establecer y conducir de manera adecuada un flujo de corriente por el interior de la cara revestida y deben garantizar una densidad de corriente tan uniforme como sea posible en las caras en cuestión.

El funcionamiento de estas capas calentadoras requiere unas tensiones eléctricas relativamente elevadas. Es preciso prever un aislamiento eléctrico seguro, en particular en el borde de la luna de vidrio en cuestión, eventualmente revestida en toda su superficie.

En otro elemento de panel (DE-B-2 113 876), el revestimiento calentador y eléctricamente conductor no se extiende hasta el borde del panel, de tal manera que se pueda pegar un cuadro de separación de un acristalamiento aislante directamente sobre la región del borde (no revestida) de la luna de vidrio sin precauciones particulares. Los conductores eléctricos de alimentación de los electrodos se llevan a través de los orificios hechos estancos en el cuadro de separación.

Se conoce que se puede producir por diferentes métodos unas zonas no revestidas en un substrato que por otras partes está revestido por entero. Con ayuda de máscaras colocadas durante la operación de revestimiento, el sustrato puede mantenerse libre de entrada en las zonas recubiertas. Para retirar un revestimiento en zonas parciales de un substrato, el revestimiento puede ser retirado de nuevo por abrasión mecánica, por vía química o por ejemplo mediante rayos láser.

En el elemento de panel conocido por el documento EP-A2-0 989 781 así como en la solución propuesta por el documento DE-U-299 23 417, el revestimiento que se extiende hasta el borde del elemento de vidrio es enmascarado por una capa aislante que lo recubre, de tal manera que no existe al menos enlace eléctricamente conductor hacia el cuadro de separación. Éste último puede estar constituido además por un material de alta resistencia eléctrica, por ejemplo plástico. Análogamente, se puede emplear eventualmente pegamentos de alta resistencia eléctrica. En estos modelos, los conductores de alimentación hacia los electrodos son conducidos entre la superficie revestida de la luna de vidrio y el cuadro de separación o a través de unos orificios en el cuadro de separación.

El documento DE-A1-196 44004 describe una luna de vidrio multihoja para automóviles, cuyas hojas comprenden una película de polímero, que a su vez está provista de un revestimiento eléctricamente conductor, térmicamente aislante pero sin embargo sensible a la corrosión. Una estrecha banda de borde del revestimiento en la película se separa de zona superficial principal del revestimiento con ayuda de una línea de separación, a fin de evitar la propagación de influencias corrosivas que parten del borde de la película hasta en el campo de visión de la luna de vidrio. La línea de separación es tallada de manera visualmente imperceptible en el revestimiento con ayuda de un rayo láser. El rayo láser es regulado de tal manera que no sea absorbido más que por la materia del revestimiento y que no destruya ésta más que en una zona estrechamente limitada de manera local por el calor desprendido, mientras que la película de soporte propiamente dicha queda intacta.

La invención tiene por objeto presentar un elemento de panel mejorado todavía con una capa calentadora, que conviene igualmente pero no únicamente como elemento de panel calentador autónomo sin tener la función de una luna de vidrio de ventana.

En conformidad con la invención, este objetivo se alcanza por las características de la reivindicación 1. Las características de las reivindicaciones secundarias proponen perfeccionamientos ventajosos de este objeto.

Separando el campo calentador propiamente dicho de una región de borde del revestimiento con ayuda de al menos una línea de separación periférica, se asegura inicialmente un aislamiento eléctrico seguro del borde del elemento de panel. En caso de funcionamiento con tensiones relativamente elevadas, se puede prever también dos o varias líneas de separación periféricas paralelas. Esto permite en principio el funcionamiento de un elemento de panel calentador de este tipo a la tensión de la red nacional respectiva (por ejemplo, 110 ó 230 V).

Bien entendido, de una manera conocida en sí misma se puede prever también en un elemento de panel conforme a la invención varios caminos de corriente, a conectar dado el caso independientemente el uno del otro, para poder conectar o desconectar la potencia de calentamiento en escalones según las necesidades.

La longitud y la anchura del camino de corriente o de los caminos de corriente así como la conductividad superficial (en ohmios por unidad de superficie) del sistema de capas utilizado son determinantes para la potencia eléctrica absorbida y la potencia de calentamiento del elemento de panel. Según la tensión de servicio respectivamente disponible o predeterminada, se puede regular dentro de amplios límites potencias de calentamiento diferentes por el diseño del camino de corriente, para los cuales la temperatura máxima admisible dependerá igualmente del campo de utilización del elemento de panel terminado. Por ejemplo, si no son posibles contactos directos por parte del usuario o no son aceptables, las temperaturas pueden situarse entonces netamente por encima de 50ºC. Sin embargo, es preciso naturalmente evitar que capas de cola que se adhieren al panel de vidrio a revestir, por ejemplo capas de cola de un panel de vidrio multihoja, se deterioren por las temperaturas alcanzadas en funcionamiento normal.

Tales elementos de panel pueden ser instalados en edificios o sobre los mismos, en muros o ser integrados en éstos, en lugar de los cuerpos calentadores habituales. A tal efecto, no deben ser obligatoriamente realizados en forma de ventana, sino que pueden tener forma de espejos, superficies decorativas, etc. Dado el caso, es igualmente posible utilizar tales elementos de paneles de manera general para la producción superficial de calor en aparatos técnicos, por ejemplo aparatos domésticos, en los que su pequeña altura total y su superficie lisa muy fácil de limpiar pueden presentar grandes ventajas.

Si, incluso en una aplicación del elemento de panel como elemento calentador plano sin función de ventana, el flujo de corriente no debe ser obligatoriamente repartido de manera uniforme por todas partes, es ventajoso sin embargo regularlo de esta manera al menos aproximadamente a fin de evitar sobrecalentamientos locales y degradaciones del revestimiento calentador. Sin embargo, con sistemas de capas depositadas por procedimientos modernos, se puede extender en un espesor muy regular de la capa total, pero no es posible, a la inversa, realizar unos espesores voluntariamente diferentes del revestimiento, y por consiguiente resistencias de superficie diferentes, en una zona determinada de un substrato.

Durante la fabricación de elementos de paneles calentadores sin función de ventana, se puede, dado el caso, prescindir de un tratamiento antirreflejo de la capa conductora propiamente dicha, que se compone por ejemplo de plata o de otro metal conductor, lo cual permite por una parte simplificar la alimentación de corriente (las capas antirreflejo dieléctricas habituales no son conductoras o son muy malas conductoras), por otra parte obtener efectos de superficie decorativos. La determinación exacta de las materias adecuadas para el sistema calentador de capas se deja, sin embargo al criterio del experto en la técnica, a quien incumbe calibrar la potencia de calentamiento deseada.

Como complemento, se puede prever uno o varios sensores de temperatura para detectar la temperatura real del elemento de panel. Estos sensores de temperatura pueden tener incluso la forma de limitadores de corriente (por ejemplo, termistores, cuya resistencia eléctrica/óhmica aumenta cuando aumenta la temperatura). Como variante, se puede prever un órgano de conmutación separado para desconectar la corriente de calentamiento en caso de amenaza de sobrecalentamiento del elemento de panel y que puede ser controlado por un sensor de temperatura.

Como en el estado de la técnica en este campo, la zona del borde periférico separada puede también tener como variante, en el elemento de panel conforme a la invención, la forma de un detector de rotura para el disparo de una alarma, si se la separa en un lugar y si se prevé a una y a otra parte de la línea de separación de los electrodos para un circuito de corriente de vigilancia. Tales circuitos de corriente de vigilancia pueden funcionar con potencias o tensiones eléctricas tan bajas que no dan lugar a peligro alguno.

En los dibujos de ejemplos de realización y su descripción detallada a continuación se proporcionará otros detalles y ventajas del objeto de la invención.

En estos dibujos, en representación simplificada, la

Fig. 1 es una vista idéntica de una variante del elemento de panel con un revestimiento calentador y dividido por líneas de separación; la

Fig. 2 muestra una vista idéntica de una variante del elemento de panel; y la

Fig. 3 representa un corte a través de la región del contacto eléctrico de una forma de realización en la cual el elemento de panel de la figura 1 forma parte de una luna de vidrio multihoja.

Según la figura 1, un elemento de panel 1 comprende una luna de vidrio templada 2, cuya primera cara principal -aquí la cara superior- está enteramente recubierta por un revestimiento eléctricamente conductor 3. El revestimiento 3 puede ser ópticamente transparente, pero sin embargo no debe serlo necesariamente. Preferentemente, se compone de un sistema de capas que resisten una carga térmica elevada, que comprende al menos una capa metálica, que ha sido depositada antes del temple de la luna de vidrio 2.

A lo largo del borde de la luna de vidrio 2, se disponen dos finas líneas de separación 4, trazadas en la periferia paralelamente la una a la otra a una pequeña distancia -1 a 2 cm- de este borde en el revestimiento. Una banda de borde exterior periférico 5 así formada está separada eléctricamente de la mayor parte restante de la superficie revestida. Forma un aislamiento de borde del elemento de panel 1.

Partiendo de las dos líneas de separación periféricas 1, se extiende otro par de líneas de separación paralelas 6 con un ángulo en una cierta longitud de la superficie del revestimiento 3. A cada lado de estas líneas de separación 6 se prevé un electrodo en forma de banda 7, que se une eléctricamente cada vez al revestimiento 3. Por unos cables 8, los dos electrodos 7 pueden ser conectados a una tensión eléctrica.

Para determinar un trazado definido de la corriente de calentamiento a través de la cara del revestimiento 3, se prevé, de manera en sí misma conocida, otras líneas de separación 9, 10. La línea de separación 9, globalmente en forma de U, se conecta directamente a las dos líneas de separación 6, siendo paralelas las dos ramas de la U a las líneas de separación 6 y a los dos costados laterales del elemento de panel 1. La línea de separación rectilínea 10 se extiende desde las líneas de separación 4 entre las dos ramas de la U de la línea de separación 9. En los extremos libres de las líneas de separación 9, o respectivamente 10 en la superficie, se prevé en la superficie del revestimiento unos vaciados 11, que deben evitar unas densidades de corriente excesivas en la región de estos extremos. Las líneas de separación 9 y 10 forman, al igual que las líneas de separación periféricas 4, unas interrupciones de alta resistencia eléctrica en el revestimiento, a través de las cuales no puede pasar corriente alguna.

En total, resulta de ello un camino de corriente de una longitud relativamente grande y de una anchura relativamente pequeña, que utiliza toda la superficie del revestimiento 3 rodeada por las líneas de separación periféricas 4. Para que se establezca una densidad de corriente tan uniforme como sea posible en las transiciones entre el revestimiento 3 y los electrodos 7, los electrodos 7 tienen una longitud sensiblemente igual a la anchura del camino de corriente en este lugar.

No se muestra aquí más que un ejemplo de realización entre una pluralidad de dibujos posibles, y utilizables de las líneas de separación que definen el camino de corriente. Es igualmente posible, sin grandes gastos suplementarios -por ejemplo, con ayuda de un robot- utilizar por ejemplo el láser para trazar unas líneas de separación curvas en el revestimiento. Se deducen otros ejemplos del estado de la técnica discutido en la introducción.

La realización del elemento de panel 1 según la figura 2 se distingue de la primera realización esencialmente por la disposición modificada de los dos electrodos y por el trayecto del flujo de corriente. Los dos electrodos 7 están situados aquí en la proximidad de las líneas de separación 4 paralelamente a uno de los costados de la luna de vidrio 2. Esta disposición de los electrodos 7 en la proximidad de un costado de la luna de vidrio es menos aparente a la vista que la realización ilustrada en la figura 1. El camino de corriente entre los electrodos presenta un trayecto sinuoso determinado por unas líneas de separación 10. En las regiones de las desviaciones se prevé además unas líneas curvas de separación o de guía 12, que están destinadas de nuevo a evitar puntas de corriente en los extremos libres de las líneas de separación rectilíneas 10. Bien entendido, se puede utilizar tales líneas de guía 12 igualmente en la realización de la figura 1. Se debe determinar el diseño más adaptado en cada caso de tales líneas de guía de la corriente así como de las líneas de separación 9 y 10 caso por caso mediante ensayos.

Conviene instalar unos elementos de panel del tipo representado en las figuras 1 y 2 por ejemplo en lunas de vidrio aislantes, en las que el cuadro de separación asociado deba ser simplemente pegado sobre la región del borde 5. Entonces los cables 8 serían realizados -de manera igualmente conocida en sí misma - en forma de cables planos o de películas impresas con unas secciones conductoras y conductos hacia el exterior, sin ningún contacto eléctrico con la región del borde entre el cuadro de separación y la superficie de la luna de vidrio, por tanto en el plano de pegado. La segunda luna de vidrio del acristalamiento aislante for-
ma un enmascaramiento posterior del revestimiento.

Análogamente, se puede suspender directamente los elementos de panel de este tipo delante de la pared o integrar en ésta, sin ser provistos previamente de un recubrimiento posterior, si se garantiza por otra parte que no existe ningún peligro debido a la tensión eléctrica de funcionamiento.

En otra variante, que se muestra de manera fragmentaria en la figura 3, la luna de vidrio 2 de la figura 1 ha sido integrada en una luna de vidrio multihoja, cuya segunda luna rígida 13 de vidrio o de plástico, se une a nivel de la manera usual por una capa o una hoja adhesiva 14 a la luna de vidrio templada 2. Se ve en el corte transversal en el revestimiento 3 la disposición de las dos líneas de separación 6 entre los electrodos 7, que se aplican directamente al revestimiento 3. Como variante a esta disposición, también se puede colocar los electrodos debajo del revestimiento, es decir antes del depósito de éste sobre la superficie de la luna de vidrio. Se puede realizar los mismos mediante delgadas películas metálicas o también bandas de cocción (durante el temple de la luna de vidrio 2) a partir de una pasta de serigrafía conductora. En múltiples referencias correspondientes al estado de la técnica se recogen realizaciones apropiadas de electrodos que pueden ser también denominadas raíles colectores.

La segunda luna de vidrio 13 y la capa adhesiva 14 están provistas de un pequeño vaciado, o respectivamente de un pequeño orificio 15 en la región de los electrodos. Éste sirve para la salida de las conexiones eléctricas de los electrodos 7. Dos patas de contacto 16 se fijan sobre éstas últimas con ayuda de unos vástagos para soldar 17 y puntos de soldadura 18. Los enchufes de contacto de las patas del contacto 16 se encuentran en el interior del vaciado 15 y permiten el encaje de un enchufe de conexión adecuado (no representado), que debe naturalmente ser protegido mecánicamente de manera conveniente contra la extracción.

Una realización de este tipo del contacto eléctrico de la capa calentadora hacia el exterior conviene particularmente bien para una utilización del elemento de panel como placa calentadora sin función de ventana. Naturalmente, en la realización según la figura 3 al igual que en las figuras 1 y 2, el par de electrodos 7 puede ser conectado a un cable permanente que puede ser conectado, mediante un enchufe en su extremo libre, a una fuente de corriente.

Los electrodos 7 son a su vez opacos, siendo visibles sin embargo, dado el caso por el lado no revestido de la luna de vidrio 2. Por tanto pueden constituir unos elementos decorativos, por ejemplo, como variante con respecto a la forma de simple banda ilustrada en el dibujo, puede figurar un logo de firma o de fabricante. Además, se puede obtener igualmente ciertos efectos de color coloreando la pasta de serigrafía conductora utilizada preferentemente para la realización de los electrodos.

Bien entendido, la región del contacto eléctrico puede ser igualmente enmascarada si fuera necesario por medios apropiados, por ejemplo aplicando o suprimiendo de la misma un motivo decorativo opaco, o también utilizando una masa de vidrio teñido muy oscuro para la luna de vidrio templada 2. Ésta formará por regla general la superficie del elemento de panel vuelta hacia el espacio a calentar. Reemplazando enmascaramientos eventuales, se ha dispuesto aquí en la región de los electrodos y de las patas de contacto, un revestimiento opaco, eléctricamente no conductor 19 entre la superficie revestida de la luna de vidrio 2 y el revestimiento calentador 3, que ya ha sido impreso sobre la superficie de la luna de vidrio y cuece durante el temple antes del depósito del revestimiento 3. Como variante a la representación, se puede aplicar directamente los dos electrodos 7 sobre el revestimiento opaco 19 -por ejemplo por impresión de dos bandas de una pasta de serigrafía conductora- y solamente después de esto, como ya se ha indicado, depositar el revestimiento conductor 3 por encima del revestimiento opaco 19 y de los electrodos 7. esto presenta sobretodo la ventaja de que después del depósito del revestimiento mecánicamente frágil 3, no es preciso aplicar todavía una vez a nivel una nueva materia sobre la superficie revestida. Además, se garantiza así una buena adherencia de los electrodos 7 en la superficie del vidrio.

Para la entrega, se obturará el vaciado 15 con un tapón estanco, duraderamente elástico (no representado), que permitirá eventualmente la colocación y la retirada del enchufe mencionado, pero que impedirá la propagación de la humedad y de la suciedad hasta los electrodos 7 y el revestimiento 3.

En la representación según la figura 3, sería posible combinar una de las patas de contacto 16 con un sensor de temperatura, por ejemplo con una resistencia con autorregulación en función de la temperatura que detecta localmente la temperatura real del elemento de panel, o respectivamente del revestimiento, y que limita eventualmente la potencia eléctrica absorbida a unos valores inofensivos. Un sensor de temperatura de este tipo podría estar integrado ventajosamente en un extremo de soldadura 17 de una de las patas de contacto 16, como se indica en trazos mixtos 20 en el extremo de la pata de contacto de la derecha 16, de tal manera que esté situado directamente en el flujo de corriente del circuito de corriente de calentamiento.

Claims (18)

1. Elemento de panel (1) con una luna de vidrio templada (2) que está provista de un revestimiento de superficie total (3), eléctricamente conductor y calentador por aplicación de una tensión eléctrica mediante unos electrodos (7), en el cual una zona parcial del revestimiento está separada eléctricamente por una línea de separación, caracterizado porque una zona superficial interior del revestimiento (3) está separada eléctricamente por dos o varias líneas de separación periféricas paralelas (4), en la proximidad de una región de borde exterior (5) del revestimiento (3) y porque los electrodos (7) están dispuestos en el interior de la zona superficial rodeada por la línea de separación (4), siendo regulada la resistencia eléctrica del revestimiento calentador (3) de manera que funcione con la tensión de la red eléctrica nacional, de tal manera que no se sobrepase una temperatura predeterminada durante la aplicación de esta tensión de red a los dos electrodos (7), y se lleven apartándolas de la luna de vidrio revestida (2) unas conexiones de los electrodos (7) sin contacto con la región del borde (5).

2. Elemento de panel según la reivindicación 1, caracterizado porque el flujo de corriente es conducido cada vez entre dos electrodos (7) a lo largo de un trazado predeterminado, que se obtiene por una división aislante local del revestimiento en la zona superficial rodeada por la línea de separación (4).

3. Elemento de panel según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el revestimiento (3) está formado por un sistema de capas, resistente a una carga térmica elevada, depositado antes del temple de la luna de vidrio (2) sobre la superficie de ésta.

4. Elemento de panel según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se llevan unas conexiones eléctricas hacia el exterior por encima de la región del borde estando aisladas eléctricamente de ésta.

5. Elemento de panel según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se pega por detrás otra placa (13) sobre el lado revestido de la luna de vidrio (2).

6. Elemento de panel según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se pega un cuadro de separación de un acristalamiento aislante en la región de borde separada (5) del revestimiento.

7. Elemento de panel según una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque se ha previsto al menos un vaciado (15) en otra placa (13) ensamblada a la luna de vidrio revestida (2) para la salida de las conexiones eléctricas de los electrodos (7).

8. Elemento de panel según la reivindicación 7, caracterizado porque se disponen en el vaciado (15) unas conexiones de enchufe (17) de los electrodos (7).

9. Elemento de panel según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por un sensor de temperatura destinado a detectar una temperatura real del revestimiento calentador.

10. Elemento de panel según la reivindicación 9, caracterizado por un elemento de conmutación a controlar por el sensor de temperatura para interrumpir o reducir la corriente de calentamiento en caso de sobrepasar un umbral de temperatura predeterminado.

11. Elemento de panel según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la región de borde separada (5) del revestimiento (3) está separada por medio de una línea de separación y se utiliza como camino de corriente.

12. Elemento de panel según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos la región de los electrodos (7) está oculta a la vista con ayuda de una máscara.

13. Elemento de panel según la reivindicación 12, caracterizado porque el enmascaramiento visual se obtiene utilizando una masa de vidrio opaco para la luna de vidrio templada (2).

14. Elemento de panel según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el enmascaramiento visual se realiza mediante un elemento decorativo opaco (19).

15. Elemento de panel según la reivindicación 14, caracterizado porque el elemento decorativo opaco (19) se dispone a nivel entre la superficie de la luna de vidrio (2) y el revestimiento calentador (3).

16. Elemento de panel según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los electrodos (7) están realizados por depósito y cocción de una pasta de serigrafía eléctricamente conductora, antes o después del depósito del revestimiento calentador (3).

17. Elemento de panel según la reivindicación 16, caracterizado porque los electrodos constituyen elementos decorativos visibles.

18. Elemento de panel según la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque se unen a los electrodos (7) unas conexiones de enchufe (16) destinadas a encajar unos conductores de conexión eléctrica.