ES2884350T3 - Procedimiento para la producción de un disco con un elemento de conexión eléctrico - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la producción de un disco con un elemento de conexión eléctrica, que comprende (a) puesta a disposición de un sustrato (10), (b) aplicación de una estructura eléctricamente conductiva (11) en una región del sustrato (10), (c) disposición de un compuesto de soldadura (13) en una región de la estructura eléctricamente conductiva (11) y un elemento de conexión eléctrica (12) en la masa de soldadura (13), (d) soldadura del elemento de conexión (12) con un soldador (5) con una punta de soldadura (1), caracterizado porque, la punta de soldadura comprende una sección final (2) que está configurada esencialmente en forma semiesférica.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para la producción de un disco con un elemento de conexión eléctrico

La invención se refiere a un procedimiento para la producción de un disco con un elemento de conexión eléctrico utilizando un soldador con punta de soldadura.

Los cristales de las ventanas, en particular los cristales de los vehículos, a menudo están equipados con estructuras eléctricamente conductivas. Ejemplos de tales estructuras conductivas son antenas o conductores térmicos impresos. Para la conexión a la fuente de tensión o unidad de transmisión o recepción requerida, los elementos de conexión eléctrica, que están o pueden estar conectados a un cable de conexión eléctrico. se sueldan típicamente a un área de la estructura conductiva.

Se conocen un gran número de diferentes tipos de elementos de conexión. Los documentos US 6249966 B1, US 2007/0224842 A1 y WO2013/182394 A1 dan a conocer elementos de conexión que están configurados como un botón pulsador. Estos elementos de conexión tienen la ventaja de una conexión cómoda y reversible al cable de conexión. Normalmente, el botón pulsador macho se suelda al disco y el pulsador hembra está provisto del cable de conexión. Los botones pulsadores macho y hembra se pueden conectar simplemente entre sí según lo previsto para establecer el contacto eléctrico. El documento WO2013/182394 A1 también da a conocer un procedimiento para la producción de un disco con un elemento de conexión eléctrico, aplicándose una estructura eléctricamente conductiva a un sustrato, disponiéndose un elemento de conexión con una masa de soldadura en la estructura eléctricamente conductiva y soldándose el elemento de conexión a la estructura eléctricamente conductiva. El concepto genérico de la reivindicación 1 se basa en el documento WO2013/182394 A1.

El documento WO 2014/040773 A1 da a conocer un elemento de conexión engarzado alrededor del cable de conexión, estando soldado el engarzado directamente sobre la estructura conductiva.

La soldadura de los elementos de conexión se puede efectuar automáticamente mediante robots de soldadura. Alternativamente, los elementos de conexión también se pueden soldar manualmente, lo que es económicamente interesante, especialmente en países de bajos salarios y en el caso de números de piezas más reducidos. Con la soldadura manual se utilizan soldadores regulables o no regulables, que normalmente están equipados con puntas de soldadura intercambiables. La punta de soldadura se pone en contacto con el elemento de conexión, tras lo cual esta transfiere el calor generado por el soldador a través del elemento de conexión a la masa de soldadura, que de ese modo se funde. Las puntas de soldadura deben tener una alta conductividad térmica y generalmente están hechas de cobre. Las puntas de soldadura convencionales están diseñadas como un cincel con una sección de extremo cónica alargada para el contacto del elemento de conexión. Además, los electrodos de varilla se utilizan comúnmente como puntas de soldadura con una sección de extremo plana para el contacto del elemento de conexión.

En la soldadura a mano se debe asegurar que la punta de soldadura tenga un buen contacto con el elemento de conexión en el área más grande posible para garantizar una entrada de energía eficiente. Esto impone grandes exigencias al trabajo cuidadoso del técnico. Además, en la soldadura a mano, a menudo es necesario fijar el elemento de conexión específicamente para garantizar su posicionamiento estable. La razón de esto es la introducción localmente muy limitada de energía con puntas de soldadura convencionales, que requieren una entrada de energía muy alta para fundir todo el plomo. Por lo tanto, la masa de soldadura debe calentarse con gran intensidad y, en consecuencia, solo se solidifica muy lentamente, de modo que el elemento de conexión flota, por así decirlo, sobre la masa de soldadura y puede cambiar su posición.

La presente invención toma como base la tarea de proporcionar un procedimiento mejorado para la producción de un disco con un elemento de conexión eléctrico, realizado con una punta de soldadura mejorada para un soldador, en particular un soldador manual. La punta de soldadura debe garantizar en particular una entrada de energía más homogénea, permitir una soldadura más cómoda, así como hacer que una fijación separada del elemento de conexión sea prescindible durante el proceso de soldadura.

La tarea se consigue según la invención mediante un procedimiento según la reivindicación 1 independiente. Los diseños preferidos surgen de las reivindicaciones secundarias.

La punta de soldadura mejorada para un soldador está prevista para soldar un elemento de conexión eléctrica sobre una estructura eléctricamente conductiva sobre un sustrato, en particular sobre un cristal de ventana. La punta de soldadura comprende una sección final en el extremo de la punta de soldadura alejada del soldador, que está previsto para el contacto con el artículo a soldar, en particular el elemento de conexión, durante el proceso de soldadura.

Según la invención, dicha sección de extremo es esencialmente semiesférica. Esto permite una soldadura manual eficiente y simplificada de elementos de conexión adecuados, en particular elementos de conexión con una cavidad central. La sección de extremo en forma de semiesfera se puede insertar en la cavidad, de modo que una gran área del elemento de conexión, es decir, la zona que rodea la cavidad, pueda ponerse en contacto con la punta de soldadura de manera reproducible. De esta forma, se consigue un aporte de energía eficiente y homogéneo, lo que conduce a una fusión uniforme de la masa de soldadura. La forma semiesférica de la sección final de la punta de soldadura también simplifica la soldadura porque se requiere menos cuidado con respecto a posición del soldador. El soldador se puede sostener perpendicular al sustrato o también en diagonal - la forma semiesférica asegura un área de contacto reproducible entre la punta de soldadura y el elemento de conexión.

El soldador está equipado con medios de calentamiento para calentar la punta de soldadura. La temperatura se transfiere desde la punta de soldadura a la masa de soldadura, que de ese modo se funde. Este tipo de soldador también se conoce en la jerga técnica como "hierro caliente".

Ventajosamente, dicho soldador es un soldador manual. La punta de soldadura mejorada muestra sus ventajas especialmente en la soldadura manual. Aquí, la posición exacta del soldador no es completamente reproducible, lo que se compensa con el área de contacto entre la punta del soldador y el elemento de conexión, independiente del ángulo de ataque. Por el contrario, la punta de soldadura requiere un posicionamiento local muy preciso en relación respecto al elemento de conexión para hacer contacto completo con el área de contacto. Las tolerancias con respecto al posicionamiento del elemento de conexión se pueden compensar fácilmente durante la soldadura manual, de modo que la punta de soldadura se puede colocar muy fácilmente con la precisión requerida en relación con el elemento de conexión. En el caso de la soldadura automatizada, la posición de la punta de soldadura no se puede cambiar habitualmente, por lo que la adaptación necesaria a la posición exacta del elemento de conexión no es posible tan fácilmente en el contexto de las tolerancias de fabricación.

La punta de soldadura es preferiblemente una punta de soldadura intercambiable por un soldador. Dicha punta de soldadura se puede dividir teóricamente en tres secciones:

• una sección final para el contacto con el artículo a soldar,

• una sección de conexión para conectar la punta de soldadura al soldador,

• una sección central que se extiende entre la sección final y la sección de conexión.

El diseño de la sección de conexión está determinado esencialmente por el tipo de soldador con el que se va a utilizar la punta de soldadura y, por lo tanto, debe ser compatible. En principio, son posibles muchos sistemas de conexión. Ejemplos de esto son las conexiones de enchufe en las que la sección final se inserta en un agujero en el soldador y se fija allí, por ejemplo, mediante un imán, conexiones de bayoneta y conexiones con tornillo en las que la sección final está provista de una rosca o con agujeros a través de los cuales se pueden guiar los tornillos de fijación.

En una forma de realización preferida, la sección de conexión se ensancha con respecto al tramo central, de modo que la punta de soldadura se puede fijar al soldador mediante una tuerca de unión. La tuerca de unión se atornilla al soldador, que debe estar provisto naturalmente de una rosca, y presiona la sección de conexión ensanchada en el soldador, con lo cual se fija firmemente la punta de soldadura. La sección de conexión tiene preferiblemente una superficie de conexión plana en el lado opuesto a la sección central, que se pone en contacto con una superficie de conexión plana correspondiente del soldador. Las superficies de conexión de la sección de conexión de la punta de soldadura y del soldador son preferiblemente congruentes y están dispuestas en coincidencia. Sin embargo, cuando se usa una tuerca de unión adecuada, también es posible básicamente hacer que la superficie de conexión de la punta de soldadura sea más pequeña que la superficie de conexión del soldador. El ensanchamiento de la sección de conexión con respecto a la sección central es preferiblemente de al menos 1 mm, con especial preferencia de al menos 2 mm, para asegurar una conexión estable con el soldador.

En una realización preferida adicional, la sección final de la punta de soldadura es adecuada para la inserción (enchufado) en el soldador. La punta de soldadura se puede fijar en el soldador con un tornillo insertado lateralmente, por ejemplo. En una realización preferida, la sección final tiene la misma anchura que la sección central.

La sección central está diseñada preferiblemente en forma de cilindro circular vertical, porque esta forma es común para puntas de soldadura y, por otra parte, la sección transversal de la sección central corresponde a la sección transversal de la sección final semiesférica, de modo que las formas se combinan óptimamente entre sí, en especial si el cilindro circular tiene el mismo radio como la sección final semiesférico. En principio, sin embargo, también son concebibles otras formas de la sección central, por ejemplo con una sección transversal cuadrada, rectangular, triangular o poligonal.

La sección central puede ser recta o también en ángulo.

La punta de soldadura debe tener una alta conductividad térmica. La punta de soldadura contiene preferiblemente cobre y de manera particularmente preferida está hecha de cobre o de una aleación que contenga cobre, como latón o aleaciones de bronce, por ejemplo, alpaca o constantán. El cobre tiene una alta conductividad y es comparativamente económico. Sin embargo, en principio, también son adecuados otros metales o aleaciones como material para la punta de soldadura.

La punta de soldadura se puede dotar de un revestimiento para optimizar sus propiedades. Como resultado, no es el material del núcleo de la punta de soldadura, preferiblemente cobre, el que entra en contacto con el artículo a soldar, sino el revestimiento, que por lo tanto también se puede denominar capa de contacto o capa humectante. La capa de contacto forma la superficie exterior de la punta de soldadura.

En una configuración ventajosa, la punta de soldadura está niquelada, es decir, tiene una capa de contacto a base de níquel, preferentemente constituida por níquel. El recubrimiento de contacto de níquel ralentiza la transferencia de calor desde la punta de soldadura al artículo a soldar. De esta manera, se puede evitar el descascarillado en la punta de soldadura, lo que puede ocurrir en particular cuando se usa cobre. El espesor de la capa de níquel asciende preferentemente a 5 gm a 30 gm, de forma especialmente preferente a 10 gm a 15 gm.

En una configuración alternativa, la punta de soldadura presenta cromado duro. En el marco de la invención, el cromado duro designa una capa de contacto a base de cromo, preferiblemente de cromo, con un espesor de al menos 1 gm. La capa de contacto de cromo tiene preferiblemente un espesor de capa de 10 gm a 80 gm, de manera particularmente preferida de 20 gm a 50 gm. Puede disponerse otra capa debajo de la capa de contacto de cromo, por ejemplo una capa de níquel con un espesor de 5 gm a 15 gm. El cromado duro aumenta la dureza de la superficie y, en particular, la tensión superficial de la punta de soldadura de modo que se evita la humectación no deseada de la punta de soldadura con masa de soldadura de derrame incontrolado.

Las dimensiones geométricas de la punta de soldadura dependen en particular del tipo de soldador utilizado y de la temperatura deseada de la punta de soldadura, y el especialista puede seleccionarlas adecuadamente de acuerdo con los requisitos del uso previsto. La longitud total de la punta de soldadura es, por ejemplo, de 10 mm a 120 mm, preferiblemente de 15 mm a 90 mm, en particular de 15 a 60 mm. Una punta de soldadura de este tipo es fácil de manejar y también se calienta de manera suficientemente rápida y eficiente en la sección final.

El radio de la sección final semiesférica (también corresponde a la longitud y la anchura de la sección final) es, por ejemplo, de 1 mm a 20 mm, preferiblemente de 3 mm a 15 mm, de manera particularmente preferida de 4 mm a 10 mm. La anchura de la sección central se encuentra preferiblemente en las mismas áreas y es de modo particularmente preferible igual al radio de la sección final. La longitud de la sección central está en principio limitada únicamente por el manejo y la conductividad térmica del material de la punta de soldadura. Esta asciende, por ejemplo, de 1 mm a 100 mm, preferiblemente de 5 mm a 80 mm. La anchura de la sección de conexión depende del soldador utilizado y asciende, por ejemplo, de 1 mm a 30 mm, preferiblemente de 4 mm a 20 mm. En una forma de realización ventajosa, la anchura de la sección de conexión corresponde a la anchura de la superficie de conexión del soldador. La longitud del tramo de conexión es preferiblemente de 1 mm a 10 mm, en particular de 1 mm a 5 mm en la variante de conexión en forma de brida con una sección de conexión ensanchada. La longitud de la sección de conexión es preferiblemente de 10 mm a 100 mm, en particular de 20 mm a 80 mm en la variante de conexión con la sección de conexión a insertar.

La punta de soldadura mejorada es adecuada para un soldador, en particular un soldador manual, que se puede conectar a una fuente de voltaje. La punta de soldadura mejorada también es particularmente adecuada para una estación de soldadura, que comprende un soldador equipado con la punta de soldadura mejorada y una unidad de control conectada a esta a través de un cable, que se puede conectar a una fuente de voltaje.

El procedimiento según la invención para la producción de un disco con un elemento de conexión eléctrica comprende los siguientes pasos

(a) puesta a disposición de un sustrato,

(b) aplicación de una estructura eléctricamente conductiva a una región del sustrato,

(c) disposición de una masa de soldadura en un área de la estructura eléctricamente conductiva y un elemento de conexión eléctrica en la masa de soldadura,

(d) soldadura del elemento de conexión con un soldador con la punta de soldadura mejorada.

El soldador es en particular un soldador manual, con el que se suelda manualmente el elemento de conexión.

Una gran ventaja de la punta de soldadura mejorada es una entrada de energía muy homogénea, que está garantizada por el contacto fiable de las áreas del elemento de conexión que rodean la cavidad. Como resultado, se requiere menos energía en general para fundir toda la masa de soldadura. Como resultado, la masa de soldadura tiene una temperatura baja y se enfría más rápidamente a la temperatura de solidificación. De este modo se puede evitar un desplazamiento del elemento de conexión sobre la masa de soldadura líquida, por lo que no es necesario tomar medidas adicionales para fijar el elemento de conexión, que son necesarias en los procesos de soldadura convencionales, por ejemplo, sujeción o encolado. En una realización preferida, se prescinde de tales medidas de fijación adicionales y, aparte de la presión de contacto de la punta de soldadura, no se toman medidas adicionales para fijar el elemento de conexión. El proceso de soldadura se puede simplificar significativamente y, por lo tanto, hacer más económico de esta manera. Además, los llamados "puntos de soldadura en frío" pueden evitarse sin conexión suficiente entre los materiales.

El disco producido es preferentemente un cristal, de forma especialmente preferente un cristal de ventana, en particular un cristal de vehículo.

El elemento de conexión también debe estar conectado a un cable de conexión, lo que puede realizarse antes, durante o después del procedimiento según la invención. El cable de conexión está destinado a conectar eléctricamente la estructura eléctricamente conductiva a un elemento funcional externo, por ejemplo un suministro de tensión o un dispositivo receptor. Para ello, el cable de conexión, partiendo del elemento de conexión, se aleja preferiblemente del disco a través de los bordes laterales del disco. El cable de conexión puede ser, en principio, cualquier cable de conexión conocido por un especialista para el contacto eléctrico con una estructura eléctricamente conductiva. Además de un núcleo eléctricamente conductivo (conductor interior), el cable de conexión puede comprender un revestimiento aislante, preferentemente polimérico, retirándose preferentemente el revestimiento aislante en la zona final del cable de conexión para permitir una conexión eléctricamente conductiva entre el elemento de conexión. y el conductor interno.

Preferiblemente, el sustrato contiene vidrio, de manera especialmente preferida vidrio de cal sodada, como es habitual en los cristales de las ventanas. En principio, sin embargo, el sustrato también puede contener otros tipos de vidrio, por ejemplo vidrio de cuarzo o vidrio de borosilicato, o polímeros, en particular polímeros transparentes, por ejemplo policarbonato o metacrilato de polimetilo.

El sustrato es preferiblemente transparente o translúcido. El sustrato tiene preferentemente un espesor de 0,5 mm a 25 mm, de forma especialmente preferente de 1 mm a 10 mm y muy especialmente preferente de 1,5 mm a 5 mm.

En una configuración preferida, la estructura eléctricamente conductiva está configurada como una pasta de impresión secada al horno. La pasta de impresión contiene preferiblemente partículas metálicas, en particular partículas de plata y fritas de vidrio. La pasta de impresión puede aplicarse al sustrato en la forma deseada mediante varios procesos de impresión, preferiblemente serigrafía, y secarse al horno en este. Las estructuras conductivas impresas son comunes en el acristalamiento de vehículos, por ejemplo, como conductores de calefacción o antenas o barras colectoras de corriente (embarrado). Una barra colectora de corriente está en contacto con otra estructura conductiva, por ejemplo, un revestimiento calefactor transparente, conductores calefactores o electrodos de superficie de película fina, y está destinada a suministrar corriente eléctrica a esta o disiparla de esta. El espesor de capa de la estructura impresa es preferiblemente de 5 pm a 40 pm.

En una configuración alternativa, la estructura eléctricamente conductiva está formada como una lámina eléctricamente conductiva, preferiblemente como una lámina de cobre o una lámina que contiene cobre. Las estructuras conductivas en forma de tiras de película son habituales en el ámbito del acristalamiento de vehículos y arquitectónico, pero también en el campo de la energía fotovoltaica, en particular como barras colectoras de corriente, o como los denominados conductores de película o conductores planos. Normalmente, los cables calefactores, los revestimientos calefactores transparentes o los electrodos de superficie de película fina se ponen en contacto eléctricamente mediante láminas. La lámina puede estar provista de un revestimiento, por ejemplo plateado o estañado. Preferiblemente, la película tiene un espesor de 10 pm a 500 pm, con especial preferencia de 30 pm a 200 pm.

La punta de soldadura mejorada desarrolla sus ventajas en particular al soldar ciertos elementos de conexión. A estos elementos de conexión es común una cavidad central. Esto significa una cavidad en el lado del elemento de conexión alejado del sustrato, que está dispuesto aproximadamente en el centro en vista superior. La cavidad también puede extenderse desde el centro a los bordes laterales, por ejemplo dos bordes laterales opuestos, del elemento de conexión.

La cavidad está rodeada por áreas del elemento de conexión elevadas en contraste, ya sea total o parcialmente en todo su perímetro, siendo adyacentes, por ejemplo, las partes elevadas a dos lados opuestos de la cavidad. En cualquier caso, partes elevadas o secciones o áreas del elemento de conexión son adyacentes a la cavidad central. La sección final semiesférica se puede insertar parcialmente en la cavidad. Esto significa que una región de la sección final se inserta en la cavidad, mientras que la región restante de la sección final permanece fuera de la cavidad. De este modo, la punta de soldadura se pone en contacto con las partes elevadas del elemento de conexión que rodean la cavidad. Para ello, la anchura de la punta de soldadura debe ser naturalmente mayor que la extensión lateral de la cavidad para poder tocar las partes circundantes. Además, la cavidad debe tener una profundidad mínima para que la sección final pueda insertarse suficientemente en la cavidad y no golpee el fondo de la cavidad antes de poner en contacto las áreas elevadas del elemento de conexión. La profundidad mínima depende del radio de la sección final de la punta de soldadura. La profundidad mínima requerida puede ser determinada fácilmente por un especialista en el sentido de la invención. El especialista puede elegir la punta de soldadura en consecuencia de acuerdo con los elementos de conexión a soldar o, a la inversa, configurar los elementos de conexión en función de la punta de soldadura.

Mediante el diseño de la sección final de la punta de soldadura como una semiesfera, las partes del elemento de conexión que rodean la cavidad siempre se ponen en contacto de manera fiable, independientemente del ángulo en el que se mantenga el soldador en relación con el sustrato. Esto es particularmente ventajoso en la soldadura manual, donde naturalmente existen considerables tolerancias con respecto a este ángulo.

En una forma de realización preferida, el elemento de conexión está configurado como botón pulsador macho. Un botón pulsador macho de este tipo tiene una cavidad central que está rodeada circunferencialmente, típicamente por completo, por un área elevada. La cavidad y el área circundante tienen típicamente forma redonda en vista superior, pero básicamente también son concebibles otras formas. También es posible que se interrumpa el área elevada circundante.

El diseño del elemento de conexión como botón pulsador permite una cómoda conexión de la estructura conductora al sistema eléctrico en el lugar de uso: el cable de conexión requerido se puede conectar al botón pulsador hembra complementario, que se puede enchufar simplemente al pulsador macho en el lugar de uso a continuación.

En otra forma de realización preferida, el elemento de conexión está configurado como un engarce en B alrededor del cable de conexión. El elemento de conexión es típicamente una tira o laminilla de metal que se engarza alrededor del cable de conexión. Una conexión por engarce es simple, económico y rápido de producir y fácil de automatizar. Se pueden evitar pasos de proceso adicionales complejos, por ejemplo, el soldado o la soldadura del elemento de conexión al cable de conexión. Al mismo tiempo, se proporciona una conexión muy estable entre el elemento de conexión y el cable de conexión.

El área engarzada del elemento de conexión (el llamado engarce, es decir, el área deformada por el proceso de engarzado) se suelda directamente a la estructura eléctricamente conductiva. Por tanto, el elemento de conexión se diferencia de los que también están conectados al cable de conexión por engarce, pero incluyen, además del engarce, una sección adicional conectada a esta sección, que está prevista específicamente para soldar. Mediante el diseño del elemento de conexión en su conjunto como engarce, el elemento de conexión se puede diseñar con dimensiones ventajosamente reducidas, lo que reduce el espacio requerido para los contactos eléctricos.

En una forma de configuración ventajosa, el elemento de conexión se engarza en toda su longitud alrededor del núcleo eléctricamente conductivo del cable de conexión. El elemento de conexión se realiza entonces en conjunto como engarce y consta solo de la zona engarzada, lo que es ventajoso en términos de ahorro de material. Sin embargo, además de la sección engarzada alrededor del núcleo eléctricamente conductivo (el llamado engarce de alambre o engarce de núcleo), el elemento de conexión puede tener una o más secciones adicionales. Una sección adicional de este tipo se puede engarzar, por ejemplo, alrededor del revestimiento aislante del cable de conexión (engarce de aislamiento), por lo que se puede lograr una conexión más estable entre el elemento de conexión y el cable de conexión. El elemento de conexión también puede tener secciones finales cortas, por ejemplo, que no se ven afectadas por el engarzado.

El área engarzada del elemento de conexión está conectada a la estructura eléctricamente conductiva a través de la masa de soldadura. Lo que se indica aquí es una conexión mecánica directa entre la zona engarzada del elemento de conexión y la estructura eléctricamente conductiva a través de la masa de soldadura. Esto significa que la masa de soldadura está dispuesta entre el engarce y la estructura eléctricamente conductiva y, por lo tanto, fija el engarce de una manera permanentemente estable sobre la estructura eléctricamente conductiva.

La masa de soldadura preferiblemente no está en contacto directo con el núcleo eléctricamente conductivo del cable de conexión.

Las conexiones engarzadas se caracterizan generalmente por su sección transversal perpendicular a la dirección de extensión del cable de conexión. La forma del engarzado está determinada por la elección de la herramienta de engarce. Uno de los puntos activos de la herramienta de engarce puede producir una estructura de apriete característica, estando dispuesta típicamente la denominada base de engarce frente a la estructura de apriete. La forma del engarzado lleva el nombre de la característica estructura de apriete. La forma de engarce preferida en el contexto de la presente invención es el denominado engarce B. Los dos bordes laterales curvos están, por así decirlo, enchufados en el cable de conexión, de modo que resulta la forma de dos arcos, que están opuestos a una base de engarce preferiblemente plana, de modo que resulta la forma epónima de la letra "B".

Las dimensiones geométricas del engarce (altura del engarce, ancho del engarce, longitud del engarce) se pueden seleccionar de forma adecuada teniendo en cuenta el diámetro del cable de conexión, así como las normas vigentes.

El elemento de conexión se suelda a la estructura eléctricamente conductiva a través de la base de engarce, de modo que la estructura de apriete característica se aleja del sustrato y la masa de soldadura. La cavidad central necesaria en la que se puede insertar parcialmente la punta de soldadura está formada por los bordes laterales del elemento de conexión insertados en el cable de conexión. Los arcos de la forma de B forman las áreas elevadas circundantes que entran en contacto con la punta de soldadura. En este caso, la cavidad central se extiende por toda la longitud del engarce entre dos bordes laterales opuestos del elemento de conexión, mientras que está rodeada por ambos lados por las áreas elevadas adyacentes.

La invención no se limita a materiales específicos del elemento de conexión. Los elementos de conexión típicos están hechos de cobre, lo que garantiza una alta conductividad eléctrica. Sin embargo, el elemento de conexión también puede estar hecho de otros materiales que se adapten mejor al sustrato en términos de su coeficiente de expansión térmica, por ejemplo, titanio o acero inoxidable si el sustrato es de vidrio. De esta manera, se pueden reducir las tensiones térmicas durante la soldadura. En una configuración preferida, la diferencia entre los coeficientes de expansión térmica del sustrato y el elemento de conexión es inferior a 5 x 10'6/°C.

Los espesores de material típicos del elemento de conexión son de 0,1 mm a 4 mm, preferiblemente de 0,3 mm y 1 mm. La longitud y el ancho del elemento de conexión asciende, por ejemplo, de 5 mm a 30 mm.

La invención no se limita al uso de una masa de soldadura específica, sino que se puede llevar a cabo con todas las masas de soldadura. La invención es igualmente adecuada para masas de soldadura clásicas que contienen plomo como para masas de soldadura sin plomo, que son cada vez más importantes, en particular también en el sector del automóvil. El espesor de capa del compuesto de soldadura es preferiblemente menor o igual a 0,6 mm.

La masa de soldadura se puede colocar en la estructura conductiva y el elemento de conexión se puede colocar a continuación en la masa de soldadura. En una realización preferida, sin embargo, el elemento de conexión se proporciona primero con la masa de soldadura y se dispone junto con la masa de soldadura sobre la estructura conductiva. Esto tiene ventajas técnicas de procedimiento, porque los elementos de conexión se pueden preparar en grandes cantidades con la masa de soldadura porcionada. La masa de soldadura se aplica preferiblemente al elemento de conexión como una laminilla o gota aplanada con un espesor de capa, volumen y forma definidos. El espesor de capa de la placa de masa de soldadura es preferiblemente menor o igual a 0,6 mm. La forma de la placa de masa de soldadura se basa preferiblemente en la forma de la superficie de contacto del elemento de conexión.

La punta de soldadura mejorada se utiliza en particular para soldar un elemento de conexión eléctrica sobre una estructura eléctricamente conductiva sobre un sustrato, preferiblemente un cristal de ventana, en particular un cristal de vehículo con función de calefacción o antena.

Un disco producido según la invención se utiliza en edificios o en medios de locomoción para el tráfico por tierra, aire o agua, en particular en vehículos ferroviarios o automóviles, preferiblemente como parabrisas, luneta trasera, luneta lateral y/o ventana de tejado, en particular como un disco calentable o como disco con función de antena.

La invención se explica con más detalle con referencia a un dibujo y ejemplos de realización. El dibujo es una representación esquemática y no es fiel a escala. El dibujo no restringe la invención de ninguna manera. Muestran:

Fig. 1 una representación en perspectiva de una configuración de la punta de soldadura mejorada,

Fig. 2 una sección transversal a través de la punta de soldadura según la Figura 1,

Fig. 3 una sección transversal a través de la configuración adicional de la punta de soldadura mejorada,

Fig. 4 una estación de soldadura utilizando la punta de soldadura según la Figura 1,

Fig. 5 una sección transversal a través de un elemento de conexión preferido para soldar con la punta de soldadura mejorada,

Fig. 6 una sección transversal a través de un disco con el elemento de conexión según la Figura 5 durante el procedimiento según la invención,

Fig. 7 una sección transversal a través de un disco con un elemento de conexión preferido adicional durante el procedimiento según la invención y

Fig. 8 un diagrama de flujo de una realización del procedimiento según la invención.

La Fig. 1 y la Fig. 2 muestran respectivamente un detalle de una configuración de la punta de soldadura mejorada 1 para un soldador, en particular un soldador manual. La punta de soldadura está configurada en una sola pieza, pero se puede dividir teóricamente en tres secciones: una sección final 2, una sección central 3 y una sección de conexión 4.

La sección final 2 se usa para el contacto del artículo a soldar durante la soldadura. Según la invención, la sección de extremo 2 está configurada en forma de semiesfera.

La sección central 3 es adyacente a la sección final 2. La sección central 3 está configurada en forma de cilindro circular perpendicular con el mismo radio que la forma semiesférica de la sección final 2.

La sección de conexión 4 es adyacente a la sección central 3. La sección de conexión 4 también está configurada en forma de cilindro circular vertical. Sin embargo, la sección de conexión 4 se ensancha en comparación con la sección central 3, es decir, tiene un radio mayor. La sección de conexión 4 forma así una especie de saliente. La sección final 4 se utiliza para conectar la punta de soldadura 1 al soldador previsto.

La superficie de la sección de conexión 4 alejada de la sección central 3 presenta configuración plana y circular y se puede conectar a modo de brida a una superficie de conexión correspondiente del soldador. Para ello, la superficie de conexión del soldador tiene preferiblemente la misma forma y el mismo tamaño que la superficie de la sección de conexión 4, es decir, presenta configuración esencialmente congruente. La conexión se realiza preferiblemente con una tuerca de unión que presiona la sección final 4 sobre el soldador y se fija en este mediante una rosca. Alternativamente, también es posible, por ejemplo, sujetar la sección de extremo 4 al soldador por medio de tornillos guiados a través del saliente.

En esta forma de realización, la longitud de la sección central 3 es preferiblemente de 5 mm a 80 mm, en particular de 10 mm a 50 mm. La longitud de la sección de conexión 4 es preferiblemente de 1 mm a 10 mm, en particular de 1 mm a 5 mm.

La forma semiesférica de la sección final 2 tiene un radio de 4 mm, por ejemplo, al igual que la forma cilíndrica de la sección central 3. La sección central 3 tiene una longitud de 43 mm, por ejemplo. La sección de conexión 4 tiene una longitud de 3 mm, por ejemplo, y la forma cilíndrica de la sección de conexión 4 tiene un radio de 6 mm, por ejemplo.

Esto da como resultado una longitud total de la punta de soldadura 1 de 50 mm.

La punta de soldadura 1 está hecha de cobre, lo que garantiza una buena conductividad térmica. La punta de soldadura 1 presenta cromado duro, está recubierta con una sola capa de cromo con un grosor de aproximadamente 30 gm. Esto aumenta la dureza de la superficie y reduce el desgaste. Además, la masa de soldadura no puede adherirse a la punta de soldadura 1, como es indeseablemente el caso cuando se usa cobre que no presenta cromado duro. Al retirar la punta de soldadura 1 después de la soldadura, de este modo se reduce el riesgo de que la conexión soldada se dañe por la masa de soldadura adherida.

Alternativamente, la punta de soldadura 1 también puede estar niquelada o tener otros revestimientos. De este modo se influye en las propiedades adhesivas.

La Figura 3 muestra una configuración adicional de la punta de soldadura mejorada 1, que está conectada al soldador por medio de una conexión de enchufe. Para ello, la sección de conexión 4 se inserta en un receptáculo correspondiente en el soldador y se fija, por ejemplo, con un tornillo insertado lateralmente. La sección de conexión 4 y la sección central 3 tienen las mismas dimensiones y la misma sección transversal. La sección central 3 y la sección de conexión 4 forman así un borde cilindrico continuo en la sección final semiesférica 2, que solo se divide teóricamente en la sección central 3 y la sección de conexión 4 insertándose la sección de conexión en el soldador y sobresaliendo la sección central del soldador el estado montado.,

En esta forma de realización, la longitud de la sección central 3 es preferiblemente de 1 mm a 50 mm, en particular de 3 mm a 20 mm. La longitud de la sección de conexión 4 es preferiblemente de 10 mm a 100 mm, en particular de 20 mm a 80 mm.

La Fig. 4 muestra una estación de soldadura que utiliza la punta de soldadura mejorada 1. La punta de soldadura 1 está montada en un soldador manual 5 convencional. Para ello, la sección de conexión 4 está dispuesta sobre una superficie de conexión congruente del soldador 5. La punta de soldadura 1 se fija en esta por medio de una tuerca de unión 6 que se atornilla a una rosca del soldador 5. El soldador 5 está equipado con un cartucho calefactor para calentar la punta de soldar 1 a la temperatura requerida para la soldadura. El soldador 4 está conectado a través de un cable eléctrico 8 a una unidad de control 7 con la que se puede activar y desactivar la función de calefacción y con la que se puede regular la potencia de calefacción. La unidad de control 7 está conectada por su parte a una fuente de tensión mediante un cable no representado.

La punta de soldadura mejorada 1 se puede utilizar en principio con cualquier soldador 5 disponible. Solo la zona de conexión 4 de la punta de soldadura 1 tiene que adaptarse al respectivo soldador 5 para que la punta de soldadura 1 pueda montarse en el soldador 5.

Como alternativa a la estación de soldadura controlable representada, también es posible utilizar la punta de soldadura 1 en un soldador no controlable, cuya potencia de calentamiento no puede ser ajustada por el usuario.

La Fig. 5 muestra una sección transversal a través de un elemento de conexión eléctrica a soldar preferiblemente con la punta de soldadura mejorada 1, en una representación en perspectiva. El elemento de conexión está diseñado como un botón pulsador macho. El botón pulsador está configurado esencialmente a modo de cilindro hueco, es decir, en vista superior presenta una cavidad central que está rodeada circunferencialmente por una zona elevada redonda.

El elemento de conexión está hecho de cobre o acero inoxidable, por ejemplo. El elemento de conexión puede tener revestimientos, por ejemplo un revestimiento de plata, para mejorar la conductividad eléctrica. El espesor del material es, por ejemplo, de aproximadamente 0,3 mm. La superficie de soldadura redonda en la parte inferior del elemento de conexión tiene un diámetro de aproximadamente 8 mm, por ejemplo. El cilindro hueco que forma el propio botón pulsador tiene, por ejemplo, un diámetro interior de aproximadamente 3 mm, un diámetro exterior de aproximadamente 5,7 mm y una altura de aproximadamente 3,5 mm.

El elemento de conexión está previsto y es adecuado para ser conectado a un botón pulsador hembra no representado mediante enchufe. Un cable de conexión está conectado al botón pulsador hembra. De esta manera, se puede proporcionar una conexión eléctrica entre el elemento de conexión y una fuente de tensión externa de manera muy fácil y cómoda en el lugar de uso.

La Fig. 6 muestra una sección transversal a través de un disco con el elemento de conexión eléctrica 12 de la Figura 5 durante el proceso de soldadura según la invención. El disco es, por ejemplo, una luneta trasera de un automóvil y comprende un sustrato 1, que es un vidrio de seguridad templado térmicamente de 3 mm de espesor hecho de vidrio sodocálcico. Una estructura 11 eléctricamente conductiva en forma de estructura conductora de calor está impresa sobre el sustrato 10. La estructura eléctricamente conductora 11 contiene partículas de plata y fritas de vidrio. En el área marginal del disco, la estructura eléctricamente conductiva 11 se ensancha a una anchura de aproximadamente 10 mm y forma una superficie de contacto para el elemento de conexión eléctrica 12. El elemento de conexión 12 sirve para el contacto eléctrico de la estructura eléctricamente conductiva 11 con un suministro de voltaje externo a través de un cable de conexión no representado. El contacto eléctrico está oculto para un observador fuera del automóvil mediante una serigrafía entre la estructura 11 eléctricamente conductiva y el sustrato 10.

El elemento de conexión 12 se debe conectar a la estructura eléctricamente conductiva 11 a través de una masa de soldadura 13. Para ello, la masa de soldadura 13 se dispone entre la estructura conductiva 11 y el elemento de conexión 12 y se funde mediante la punta de soldadura 1. Para ello, la punta de soldadura 1 se pone en contacto con el elemento de conexión 12, a través del cual se introduce la energía térmica necesaria en la masa de soldadura 13. La sección final 2 de la punta de soldadura 1 se inserta parcialmente en la cavidad central del elemento de conexión 12. Dado que la punta de soldadura 1 tiene un diámetro mayor que la cavidad, la punta de soldadura 1 no se inserta completamente en la cavidad. En cambio, la zona marginal de la sección final 2 de la punta de soldadura 1 está en contacto con las zonas del elemento de conexión que rodean la cavidad, es decir, en este caso con el borde superior del cilindro hueco que forma el botón pulsador. Por supuesto, la cavidad debe tener una profundidad mínima dependiente del radio de la sección final de la punta de soldadura 1 para que la punta de soldadura se pueda bajar lo suficiente para producir el contacto deseado entre la punta de soldadura 1 y el elemento de conexión 12.

La ventaja de la punta de soldadura mejorada 1 se puede ver inmediatamente en la ilustración. Debido a la forma semiesférica de la sección final 2, el contacto representado entre la punta de soldadura 1 y el elemento de conexión 12 se logra siempre independientemente del ángulo de ajuste de la punta de soldadura 1 frente al sustrato 10. En la soldadura manual, el técnico no tiene que tener cuidado de mantener un ángulo de ajuste exacto y, por ejemplo, mantener siempre el soldador exactamente perpendicular al sustrato 10. Esto facilita mucho la soldadura manual. Además, la energía se introduce de manera muy homogénea en la masa de soldadura 13 a través de la superficie de contacto circular y, en consecuencia, se requiere menos energía para su fusión que con una entrada de energía puntual, descentralizada. Por lo tanto, la masa de soldadura 13 se calienta en total con menor intensidad y se solidifica más rápidamente después de finalizar el suministro de energía, de modo que se puede evitar un desplazamiento no deseado del elemento de conexión 12 sobre la masa de soldadura 13 todavía líquida, incluso sin más medidas de fijación. De este modo, se puede aumentar la precisión de posición del elemento de conexión 12 sobre el sustrato 10 y se pueden reducir las tolerancias de fabricación. Éstas son grandes ventajas de la presente invención.

La Fig. 7 muestra una sección transversal a través de un disco con una configuración alternativa preferida del elemento de conexión eléctrica 12 durante el proceso de soldadura según la invención. El elemento de conexión 12 está configurado como el llamado engarce B - consiste en una laminilla de metal con un espesor de material de, por ejemplo, 0,4 mm, por ejemplo una laminilla de cobre o una laminilla de acero inoxidable, que se dobla alrededor de una sección final de un cable de conexión 14 y se conectó de modo permanentemente estable con el cable de conexión 14 mediante apriete (engarce). La denominación "engarce en B" resulta de la forma característica del elemento de conexión 12, que se produce por la inserción de los bordes laterales doblados del elemento de conexión 12 en el cable de conexión 14. La característica forma de apriete muestra dos estructuras redondeadas (arcos) en el perfil a

modo de letra "B" El cable de conexión 14 está configurado como un conductor trenzado de alambre, cuyos cordones individuales ceden uniformemente a ambos lados del espacio interior de contacto, lo que conduce a una estabilidad y hermeticidad a gases ventajosas del contacto engarzado. El fondo del engarce forma la superficie de contacto con la masa de soldadura 13, mientras que la estructura de apriete característica en forma de un arco doble se aleja del sustrato 10. La estructura de apriete característica forma una cavidad central en la que se inserta parcialmente la sección final 2 de la punta de soldadura 1. La punta de soldadura 1 entra así en contacto con las áreas que rodean la cavidad en los dos arcos.

En esta configuración, la cavidad del elemento de conexión 12 no está rodeada circunferencialmente por áreas adyacentes, sino que se extiende sobre toda la longitud del elemento de conexión 12. La cavidad está delimitada en dos lados por los arcos elevados.

La longitud del elemento de conexión 12 asciende, por ejemplo, a 4,5 mm (longitud de engarce), la anchura (anchura de engarce) de aproximadamente 2,5 mm y la altura de aproximadamente 1,5 mm (altura de engarce).

La Fig. 8 muestra un ejemplo de realización del procedimiento según la invención para la producción de un disco con elemento de conexión eléctrico 12 utilizando la punta de soldadura 1 mejorada.

Ejemplos

Se soldaron elementos de conexión en forma de botones pulsadores (Fig.5, Fig.6) con un soldador manual con una impresión de plata en un cristal, por un lado usando una punta de soldadura mejorada y por otro lado usando un cincel de soldadura convencional. Los elementos de conexión soldados según la invención tenían una conexión soldada 100 % estable, mientras que los elementos de conexión soldados convencionalmente no se adhirieron a la impresión de plata (conexión soldada 0 % estable). La razón de esto radica en la pequeña área de contacto entre la forma de cincel convencional y el botón pulsador, lo que da como resultado una baja entrada de energía. La punta de soldadura semiesférica mejorada, por otro lado, provoca una entrada de energía eficiente, por lo que la masa de soldadura se funde de manera efectiva y el elemento de conexión se suelda de manera estable.

Además, se soldaron elementos de conexión en forma de un engarce en B (Fig.7) con un soldador manual con impresión de plata en un cristal, por un lado usando una punta de soldadura mejorada y por otro lado usando un cincel de soldadura convencional. Los elementos de conexión soldados según la invención tenían una conexión soldada limpia en un 100 %. Por el contrario, con los elementos de conexión soldados convencionalmente, se observó una salida incontrolada de la masa de soldadura en aproximadamente el 50% de los casos, como resultado de lo cual la masa de soldadura entraba en contacto con el núcleo conductivo del cable de conexión dentro del engarce de una manera no deseada. La razón es la entrada de energía significativamente más homogénea a través de la punta de soldadura mejorada, por lo que la masa de soldadura se funde de una manera más controlada.

Lista de signos de referencia

(1) Punta de soldadura

(2) Sección final de la punta de soldadura 1

(3) Sección media de la punta de soldadura 1

(4) Sección de conexión de la punta de soldadura 1

(5) Soldador de mano

(6) Tuerca de unión

(7) Unidad de control

(8) Cable entre el soldador de mano 5 y la unidad de control 6

(10) Sustrato

(11) Estructura eléctricamente conductiva

(12) Elemento de conexión eléctrica

(13) Masa de soldadura

(14) Cable de conexión del elemento de conexión 12

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la producción de un disco con un elemento de conexión eléctrica, que comprende

(a) puesta a disposición de un sustrato (10),

(b) aplicación de una estructura eléctricamente conductiva (11) en una región del sustrato (10),

(c) disposición de un compuesto de soldadura (13) en una región de la estructura eléctricamente conductiva (11) y un elemento de conexión eléctrica (12) en la masa de soldadura (13),

(d) soldadura del elemento de conexión (12) con un soldador (5) con una punta de soldadura (1),

caracterizado porque, la punta de soldadura comprende una sección final (2) que está configurada esencialmente en forma semiesférica.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, siendo el soldador (5) un soldador manual, con el que se suelda manualmente el elemento de conexión (12).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, conteniendo el sustrato (10) vidrio, preferiblemente vidrio de cal sodada, y configurándose la estructura eléctricamente conductiva (11) como una pasta de impresión secada al horno que contiene partículas de plata, o como una lámina eléctricamente conductiva.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, presentando el elemento de conexión (12) una cavidad central, en la que se inserta parcialmente la sección final (2) de la punta de soldadura (1) para poner en contacto la punta de soldadura (1) con las áreas del elemento de conexión (12) que rodean la cavidad.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, configurándose el elemento de conexión (12) como botón pulsador macho.

6. Procedimiento según la reivindicación 4, configurándose el elemento de conexión (12) como engarce B alrededor de un cable de conexión (14).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, no adoptándose otras medidas, además de la presión de contacto de la punta de soldadura (1), para la fijación del elemento de conexión (12).

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, comprendiendo la punta de soldadura la sección final (2), una sección de conexión (4) y una sección central (3) de configuración esencialmente cilíndrica que se extiende entre ellas, ensanchándose la sección de conexión (4) con respecto a la parte central (3) para la sujeción al soldador (5) mediante una tuerca de unión (6).

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, comprendiendo la punta de soldadura la sección final (2), una sección de conexión (4) y una sección central (3) de configuración esencialmente cilíndrica que se extiende entre ellas, siendo apropiada la sección de conexión (4) para ser insertada en el soldador (5) para la sujeción.

10. Procedimiento según una de las

reivindicaciones 1 a

9, conteniendo cobre la punta de soldadura.

11. Procedimiento según una de las

reivindicaciones 1 a 10, estando niquelada la punta de soldadura.

12. Procedimiento según una de las

reivindicaciones 1 a

10, presentando cromado duro la punta de soldadura.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, siendo el sustrato (10) un cristal de ventana, en particula un cristal de vehículo con función de calefacción o antena.