PT1454509E - Vidro aquecedor com um revestimento superficial electricamente condutor. - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO EPÍGRAFE: "VIDRO AQUECEDOR COM UM REVESTIMENTO SUPERFICIAL ELECTRICAMENTE CONDUTOR" A invenção reporta-se a um vidro aquecedor apresentando as características do preâmbulo da reivindicação 1.

Os vidros aquecedores são frequentemente utilizados como pára-brisas nos veiculos automóveis. No caso presente, o revestimento superficial transparente servindo de elemento aquecedor, para o qual se trata por exemplo de um sistema multicamada com uma camada metálica electricamente condutora (camada condutora ou aquecedora), é vantajosamente protegido contra as influências mecânicas e atmosféricas, dispondo no interior de um compósito, por exemplo no interior de um vidro folheado. De maneira particularmente vantajosa, o revestimento superficial transparente é disposto directamente sobre a superfície de um dos dois vidros individuais formando o vidro folheado, que é ligado ao outro vidro individual por uma camada intermédia numa matéria plástica transparente, como o polivinilbutiral (PVB). Um tal vidro folheado aquecedor, no qual a camada de aquecimento transparente e os condutores de 1 chegada da corrente se encontram no interior do vidro folheado, é conhecido por exemplo pelo documento DE 36 44 297 Al. A camada condutora transparente pode entretanto também se compor de uma camada de óxido electricamente condutora, como o óxido de estanho ou o óxido de indium-estanho, assim como se conhece vidros providos de uma camada aquecedora transparente, nos quais o revestimento superficial electricamente condutor transparente é disposto sobre um filme suplementar no interior do compósito.

Para a introdução da corrente de aquecimento na camada, emprega-se usualmente calhas colectoras de corrente em forma de tiras, que são regra geral constituídas de um composto de prata condutor do tipo esmalte na maioria das vezes cozido antes do depósito da camada de aquecimento. Se se utiliza sistemas de camadas designadas como camadas flexíveis, que resistem às altas temperaturas utilizadas para o arqueamento dos vidros, então as calhas colectoras de corrente podem também ser imprimidas após o revestimento e de seguida ser cozidos. Muitas vezes, dispõe-se além disso, sobre estas calhas condutoras de corrente, de bandas de filme metálico, que abaixam a resistência eléctrica das calhas condutoras de corrente, afim de evitar um choque de tensão no interior das 2 calhas condutoras de corrente. Um vidro aquecedor desta natureza é conhecido pelo documento DE 39 37 346 Al.

Nos vidros de aquecimento eléctrico de forma rectangular ou sensivelmente rectangular com um revestimento superficial transparente como elemento aquecedor, a corrente de aquecimento é regra geral introduzida na camada condutora por duas calhas colectoras de corrente dispostas paralelamente uma à outra, nas quais estas são colocadas ao longo de dois lados opostos do vidro. Com uma tal disposição, a corrente de aquecimento circula de uma maneira sensivelmente uniforme que atravessa toda a camada de aquecimento, que é desta maneira aquecida no total de maneira uniforme sobre toda a superfície.

Nos vidros de aquecimento eléctrico, cuja forma se afasta da forma rectangular, pode-se criar um campo aquecedor heterogéneo com zonas mais quentes e mais frias, porque a densidade de corrente na camada de aquecimento tem um valor diferente em função da disposição dos eléctrodos e da largura local do campo aquecedor. Por exemplo, os pára-brisas usualmente empregues no industria automóvel são mais longos no seu lado inferior que no seu lado superior, assim como a sua altura no meio do vidro pode ser maior que sobre os lados laterais. Assim, a região do lado superior do vidro pode ser aquecida sensivelmente mais forte que o lado inferior do 3 vidro, então é necessário precisamente uma potência de aquecimento maior sobre o lado inferior do vidro, para impedir no inverno o gelo dos limpa-pára-brisas dispostos nesta região. Todo o campo aquecedor deve neste caso ser concebido em função da potência de aquecimento mínima para a região do lado inferior do vidro. Ao mesmo tempo, a região superior do vidro que se aquece mais rapidamente, não pode, segundo o legislador, ultrapassar em serviço uma temperatura na superfície de 70° C. Além disso, as normas de trabalho próprias do fabricante e as condições técnicas de fornecimento são aplicáveis. No exemplo de um fabricante automóvel determinado, a temperatura de superfície sobre a calha colectora de corrente e no campo aquecedor não pode ser no máximo de 50° C após um tempo de aquecimento de 15 minutos.

Se se quer, com tais vidros cuja forma geométrica se afasta da forma rectangular, obter um campo aquecedor homogéneo com uma temperatura sensivelmente uniforme sobre toda a extensão da camada de aquecimento ou aquecer mais forte a região do vidro situado sobre o lado mais longo do vidro, convém tomar disposições particulares. Pelo documento US-PS 2 878 357, é por exemplo conhecido subdividir a camada de aquecimento em segmentos separados uns dos outros pelas linhas de separação orientadas paralelamente aos lados paralelos de um vidro trapezoidal, munir os segmentos individuais de eléctrodos 4 separados e aplicar tensões diferentes aos eléctrodos dos segmentos individuais da camada. A pluralidade das linhas de separação entre os segmentos individuais da camada no interior da zona de visão pode entretanto prejudicar o aspecto unitário do vidro aquecedor.

Uma outra solução é conhecida pelo documento DE 36 44 297 Al já citado. Neste caso, o fluxo de corrente é limitado a zonas determinadas da superfície pelas fendas na camada de aquecimento. Reduz-se assim a absorção de potência, e atinge- se no entanto, nas zonas da superfície percorridas pela corrente, uma densidade de corrente suficiente para descongelar ou para eliminar um depósito de vapor de água do vidro. 0 inconveniente desta solução é igualmente que as fendas são visíveis no interior da zona de visão e prejudicam o aspecto unitário do vidro.

Pelo documento DE 692 26 955 T2, conhece-se um vidro aquecedor sob a forma de um pára-brisas de viatura, na origem da invenção, com um revestimento superficial transparente servindo de resistência de aquecimento e duas calhas colectoras de corrente electricamente ligadas àquele e enquadrando entre elas um campo aquecedor, no qual uma terceira calha colectora de corrente é disposta paralelamente na primeira e na segunda calha colectoras de corrente, 5 transversalmente à direcção do fluxo de corrente no campo aquecedor, e divide o campo aquecedor em dois campos aquecedores separados. Um dos dois campos aquecedores separados encontra-se na zona de visão principal do pára-brisas, o outro campo aquecedor serve de elemento aquecedor para a zona de repouso dos limpa-pára-brisas. Este campo aquecedor apresenta uma fraca altura apropriada à sua função, a resistência entre estas calhas colectoras de corrente é pois fraca por comparação com a resistência do campo aquecedor da zona de visão, de maneira que se atinge nesta zona do vidro uma potência especifica mais elevada. Se os dois circuitos de aquecimento são alimentados com a mesma tensão, podem entretanto produzir-se sobre-aquecimentos na zona de repouso dos limpa-pára-brisas.

Do mesmo modo, o documento EP 0 524 537 A2, divulga uma tal disposição de calhas colectoras de corrente em paralelo que asseguram duas zonas de aquecimento separadas. Mesmo assim, neste caso, os sobre-aquecimentos podem produzir-se. Nas formas geométricas trapezoidais, visa-se igualmente, no quadro da invenção descrito aqui, desenvolvimentos de vidros de janela que representam porções de anéis circulares ou porções de formas análogas aos anéis circulares, cujos raios apresentam pontos centrais diferentes. Na primeira aproximação, pode-se partir, para todas estas formas 6 geométricas, um trapézio cujos lados não paralelos são do mesmo comprimento. A invenção tem por objecto apresentar um vidro aquecedor com um revestimento superficial transparente servindo de resistência de aquecimento, cuja potência de aquecimento pode ser regulada de maneira localmente diferenciada.

Conforme a invenção, o vidro aquecedor com um revestimento superficial electricamente condutor, que pode ser electricamente ligado como elemento aquecedor a uma fonte de tensão com a ajuda de uma primeira e de uma segunda calhas colectoras de corrente paralelas entre elas para definir uma zona de visão, a segunda calha colectora separando a zona de visão de uma zona aquecedora suplementar, é caracterizado por pelo menos duas calhas colectoras de corrente serem dispostas na zona aquecedora suplementar, pelo menos uma calha sendo ligada electricamente à segunda calha colectora de separação das duas zonas de visão e de aquecimento suplementar, e formando um ângulo compreendido entre 45° e 135° com a dita segunda calha colectora, e pelo menos uma outra calha colectora penetra na zona de aquecimento suplementar na direcção da dita segunda calha colectora de separação das zonas sem entrar em contacto eléctrico com esta. 7

Numa realização vantajosa do vidro aquecedor conforme a invenção, a calha colectora de corrente separando uma da outra as duas zonas de aquecimento (zona de visão e zona aquecedora suplementar) possui pelo menos um prolonqamento côncavo sensivelmente perpendicular, que serve de calha colectora de corrente para a zona aquecedora suplementar. As calhas colectoras de corrente pré citadas são desde loqo liqadas electricamente uma à outra e são desde logo também ligadas a uma fonte de energia eléctrica por uma alimentação eléctrica comum. Desta maneira, pode-se economizar uma alimentação eléctrica seja da calha colectora de corrente da zona de visão seja daquela da zona aquecedora suplementar.

Segundo uma caracteristica pelo menos uma segunda outra calha colectora de corrente é disposta sensivelmente perpendicular à calha colectora de corrente separando uma da outra as duas zonas de aquecimento sem entrar em contacto eléctrico com esta.

No caso em que a distância e desde logo a resistência de ligação entre suas calhas colectoras de corrente é bastante maior para produzir uma potência de aquecimento pré determinada, a zona de aquecimento suplementar pode ser dividida em duas ou mais de duas zonas de aquecimento. Para este efeito, um número de pares de calhas colectoras de corrente correspondendo ao número de zonas de aquecimento é disposta no interior da zona aquecedora suplementar. É entretanto igualmente possível alimentar em energia eléctrica duas zonas de aquecimento vizinhas sobre os seus lados unidos um ao outro por meio de uma calha colectora de corrente comum. Neste caso, a direcção do fluxo de corrente muda cada vez nas zonas de aquecimento contíguas uma à outra.

As zonas de aquecimento individuais são de preferência ligadas a fontes de tensão com uma tensão idêntica, o que permite, sobretudo para a utilização do vidro aquecedor conforme a invenção nos veículos automóveis, uma importante simplificação da rede eléctrica de bordo. A potência de aquecimento na zona aquecedora suplementar pode ser adaptada praticamente à vontade por meio de zonas de aquecimento individuais.

De preferência, o revestimento contínuo, depositado uniformemente sobre toda a superfície do vidro, é dividido entre a zona de visão e a zona aquecedora suplementar, afim de evitar curto-circuitos entre as calhas colectoras de corrente apresentando potenciais eléctricos diferentes. 0 revestimento superficial pode ser dividido de várias maneiras conhecidas em duas resistências de aquecimento galvanicamente separadas uma da outra, por exemplo mecanicamente com a ajuda de uma ferramenta de amolagem. É igualmente conhecido aplicar, antes 9 do depósito de revestimento superficial, um agente de separação na região da linha de separação desejada, sobre a qual a matéria do aquecimento em camada não adere, de tal maneira que ela possa ser limpa localmente após a operação de revestimento. De preferência, a linha de separação é entretanto realizada com a ajuda de um feixe laser, porque este método permite produzir uma linha de separação particularmente fina, apenas perceptível para o olho humano.

No caso em que as calhas colectoras de corrente não devem ser visíveis, por razões estéticas, elas podem ser encobertas por meio de uma camada colorida opaca. Usualmente, os vidros de veículos são já providos de um revestimento de bordo opaco em forma de quadro, que serve de protecção anti-UV da ligação colada a uma argola de carroçaria. Esta pode sem mais recobrir as calhas colectoras de corrente dispostas na região do bordo superior do vidro aquecedor e protege-as contra uma visão do exterior. Se a zona aquecedora suplementar não é coberta por outras peças e se a vista desta não é pretendida, pode-se por exemplo aumentar a largura do revestimento de bordo na região inferior do vidro aquecedor de maneira tal que a zona aquecedora suplementar e as suas calhas colectoras de corrente associadas assim como a calha colectora de corrente inferior do campo de visão aquecedor sejam cobertas. Evidentemente, o recobrimento da zona aquecedora suplementar é igualmente 10 possível com a ajuda de cores suficientemente opacas, independentemente do revestimento do bordo em forma de quadro. Com camadas coloridas suplementares, pode-se da mesma maneira impedir a vista das calhas colectoras de corrente pelo interior. 0 vidro aquecedor conforme a invenção pode ser um vidro monolítico em vidro ou em matéria plástica, se o revestimento superficial é suficientemente resistente as influências de ambientes e as agressões mecânicas, ou se ele é revestido de uma camada de protecção correspondente. De preferência, o vidro aquecedor compõe-se entretanto de um folheado compreendendo dois ou mais de dois vidros de vidro e/ou de matéria plástica, que são ligados um ao outro por meio de uma camada adesiva, por exemplo em polivinil butiral. O revestimento superficial pode ser aplicado sobre uma das faces principais do vidro ou sobre um filme funcional suplementar, neste caso é usualmente disposto no interior do folheado. O carácter de um revestimento superficial fica entretanto preservado, mesmo no interior do folheado, porque uma superfície de uma das camadas do folheado é sempre revestida.

Outros detalhes e vantagens do objecto da invenção são apresentados, sem nenhuma intenção de limitar, pelos desenhos de um exemplo de realização e pela sua descrição detalhada que 11 segue.

Nestes desenhos, que constituem representações simplificadas sem escala particular, a

Figura 1 ilustra uma primeira forma de realização de um vidro aquecedor conforme a invenção com uma zona aquecedora suplementar dividida em duas; a

Figura 2 representa uma segunda forma de realização com uma zona aquecedora suplementar dividida em quatro campos aquecedores; e a

Figura 3 mostra uma forma de realização do vidro aquecedor conforme a invenção com uma zona aquecedora suplementar apenas se compondo de um só campo aquecedor.

Na figura 1 é representado um vidro aquecedor 1, que se compõe de um vidro trapezoidal 2. Um revestimento superficial transparente e electricamente condutor 2' estende-se sobre toda a superfície do vidro 2. Usualmente, a resistência de superfície de uma tal camada fina servindo de elemento aquecedor vale aproximadamente 4 Ω/D. Ao longo do lado superior do vidro 2 encontra-se uma calha colectora de 12 corrente 3, que é ligada ao limite positivo de uma fonte de energia eléctrica não representada. Uma segunda calha colectora de corrente 3' é depositada na região do lado inferior do vidro 2. A zona de visão revestida do vidro aquecedor 1 estende-se aproximadamente sobre 4/5 da altura do vidro entre as calhas colectoras de corrente 3 e 3'. Nas duas extremidades da calha colectora de corrente 3' é cada vez depositada uma outra calha colectora de corrente 4, respectivamente 4', conduzindo até ao lado inferior do vidro 2, que são electricamente ligadas à calha colectora de corrente 3'. As calhas colectoras de corrente 3' e 4, respectivamente 3' e 4', formam um ângulo compreendido entre 45 e 135° C, de preferência de aproximadamente 90°. As calhas colectoras de corrente 4 e 4', aqui sensivelmente perpendiculares à calha colectora 3', são cada vez ligadas à massa da fonte de energia e servem ao mesmo tempo de ligações eléctricas da calha colectora de corrente 3', que é assim ligada igualmente ao borne de massa. É igualmente possível, em numerosos casos, passar da ligação de uma das duas calhas colectoras de corrente 4 ou 4' à fonte de energia, se o choque de tensão ao longo da calha colectora 3' não ultrapassa um certo valor limite. No meio do lado inferior e perpendicularmente a este, uma outra calha colectora de corrente 5 penetra na face do vidro na direcção da calha colectora de corrente 3', entretanto sem entrar em contacto 13 eléctrico com este. A calha colectora de corrente 5 é ligada a um borne positivo da fonte de energia eléctrica. Entre as calhas colectoras de corrente 4 e 5 por um lado e 5 e 4' por outro, forma-se de cada vez uma campo aquecedor parcial da zona aquecedora suplementar, as direcções de fluxo de corrente nestes campos aquecedores parciais sendo rodadas de 180° uma em relação à outra e sendo perpendicular à direcção de fluxo de corrente na zona de visão aquecida. As calhas colectoras de corrente podem por exemplo compor-se de uma cor contendo a prata, que foi imprimida sobre o vidro antes e depois do depósito do revestimento superficial.

Entre a calha colectora de corrente 5 e a calha colectora de corrente 3', é prevista uma linha de separação 6, que separa galvanicamente a zona aquecedora suplementar da face principal revestida do vidro aquecedor 1. Não é no caso presente necessário conduzir a linha de separação até aos bordos laterais do vidro 2, se as calhas colectoras de corrente exteriores 4 e 4' são conduzidas ao mesmo potencial que a calha colectora de corrente interior 3' do campo de visão aquecedora.

Os aquecimentos de superfície para a zona de visão e a zona suplementar podem, em caso de necessidade, ser efectuados com tensões eléctricas diferentes, ainda que eles sejam ligados a 14 um condutor de massa comum. É por outro lado possível fazer funcionar as zonas de aquecimento independentemente uma da outra, pois fazer funcionar seja unicamente a zona aquecedora suplementar seja unicamente o elemento aquecedor para a zona de visão, ou ainda de fazer funcionar os dois aquecimentos ao mesmo tempo. A figura 2 mostra uma disposição análoga à figura 1, a zona aquecedora suplementar foi simplesmente dividida em quatro campos aquecedores. A calha colectora de corrente 13' possui para este efeito três derivações conduzindo na direcção do lado inferior do vidro, que são ligadas ao borne de massa sob a forma de calhas colectoras de corrente 14, 14' e 14''. Os campos formados pelas derivações são divididos pelas calhas colectoras de corrente 15 e 15' ligadas ao borne positivo de uma fonte de energia.

Na figura 3 por fim, o vidro 21 é equipado de uma zona aquecedora suplementar constituída unicamente por um só campo aquecedor. Uma maior extensão da zona aquecedora suplementar não é por exemplo necessária, quando os limpa-pára-brisas de um veículo apenas têm a sua posição de repouso numa região limitada sobre o lado inferior do vidro aquecedor 21. Isso é por exemplo o caso quando um veiculo é equipado de limpa-pára-brisas de movimento oposto, que são dispostos um por cima do 15 outro na sua posição de repouso, ou quando apenas há um só limpa-pára-brisas. A posição do campo aquecedor único pode evidentemente também ser desalinhada de maneira assimétrica em relação ao eixo de simetria vertical do vidro 21, em função da posição de repouso do ou dos limpa-pára-brisas.

Com um número impar de campos aquecedores, a calha colectora de corrente 25, cujo potencial eléctrico se diferencia certamente daquele da calha colectora de corrente 23' pertencendo ao elemento aquecedor da zona de visão do vidro 21, deve portando ser galvanicamente separada do revestimento superficial depositado sobre toda a superfície do vidro 21, por meio de uma outra linha de separação 26'.

Os vidros 1, 11 ou 21 podem ser empregues directamente sob forma de vidros monolíticos, se o revestimento superficial e as calhas colectoras de corrente e as ligações são suficientemente resistentes às influências químicas e mecânicas. Em geral, tais vidros são entretanto utilizados num folheado compreendendo um outro vidro em vidro ou em matéria plástica. 0 outro vidro pode então ser provido de um depósito em forma de quadro de cor opaca, que disfarça todas as calhas colectoras de corrente e a região da zona aquecedora suplementar, de tal maneira que nenhuma chegada de corrente seja visível quando se olha do exterior. Usualmente, as zonas 16 de bordo devem também ser, em certa medida, livres da camada condutora, porque por um lado esta é sensivel à corrosão e portanto desde logo ela não pode estar em contacto com o ar ambiente (húmido) e por outro é necessário evitar um curto-circuito com uma carroçaria habitualmente metálica.

Lisboa, 11 de Julho de 2007 17

Claims (2)

1. REIVINDICAÇÕES lâ - O vidro aquecedor (1, 11, 21) com um revestimento superficial electricamente condutor (2', 12', 22'), que pode ser electricamente ligado como elemento aquecedor a uma fonte de tensão com a ajuda de uma primeira (3, 13, 23) e uma segunda (3', 13', 23') calha colectora de corrente paralelas entre eles para definir uma zona de visão, a segunda calha colectora separando a zona de visão de uma zona aquecedora suplementar, é caracterizado por pelo menos duas outras calhas colectoras de corrente (4, 4', 5, 14, 14', 14'', 15, 15', 24, 25) serem dispostas na zona aquecedora suplementar, pelo menos uma calha (4, 4', 14, 14', 14'', 24) sendo ligada electricamente à segunda calha colectora (3', 13', 23') de separação das duas zonas de visão e de aquecimento suplementar, e formando um ângulo compreendido entre 45° e 135a com a dita segunda calha colectora, e pelo menos uma outra calha colectora (5, 15, 15', 25) penetra na zona de aquecimento suplementar na direcção da dita segunda calha colectora de separação das zonas sem entrar em contacto eléctrico com esta.
2. 2® - vidro aquecedor (1, 11, 21) de acordo com a reivindicação n° 1, caracterizado por a calha colectora (5, 15, 15', 25) l penetrando na zona de aquecimento suplementar sem entrar em contacto com a segunda calha colectora de separação das zonas (3', 13', 23') ser disposta perpendicular a esta. 3â - Vidro aquecedor (1, 11, 21) de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por a zona aquecedora suplementar ser dividida em várias zonas aquecedoras. 4^ - vidro aquecedor (1, 11, 21) de acordo com a reivindicação n° 3, caracterizado por as calhas colectoras de corrente (5, 14'', 15, 15') dispostas no interior da zona de aquecimento suplementar servirem de calha colectora de corrente comum para duas zonas de aquecimento próximas. 5â - Vidro aquecedor (1, 11, 21) de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por os circuitos eléctricos para a zona de visão aquecida e a zona aquecedora suplementar serem ligados a fontes de energia tendo a mesma tensão eléctrica. 6â - Vidro aquecedor (1, 11, 21) de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por a zona aquecedora suplementar ser, pelo menos por zonas, separada galvanicamente da zona de visão aquecida por uma linha de 2 separação (6, 16, 26, 26'). 7a - Vidro aquecedor (1, 11, 21) de acordo com a reivindicação n° 6, caracterizado por a linha de separação (6, 16, 26, 26') ter sido produzida por acabamento à máquina com um laser. 8 a - Vidro aquecedor (1, 11, 21) de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por a zona aquecedora suplementar ser protegida contra a vista do exterior e/ou do interior por meio de uma camada colorida. 9a - Vidro aquecedor (1, 11, 21) de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por o vidro aquecedor (1, 11, 21) ser provido de uma camada colorida em forma de quadro. 10a - Vidro aquecedor de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por o vidro aquecedor ser construído como um vidro folheado. 11a - Vidro aquecedor de acordo com a reivindicação n° 10, caracterizado por o vidro folheado se compor de dois vidros rigidos, em particular em vidro, e de uma camada adesiva termoplástica ligando estes um ao outro. Lisboa, 11 de Julho de 2007 3