ES2234598T3 - Panel vidriado para automoviles con una capa de recubrimiento de control solar electricamente calefactable. - Google Patents
Panel vidriado para automoviles con una capa de recubrimiento de control solar electricamente calefactable.Info
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Abstract
Un panel vidriado para automóviles con una capa de recubrimiento de control solar eléctricamente calefactable, con primera y segunda barras conductoras espaciadas, adaptadas para transmitir energía eléctrica a la capa de recubrimiento y una ventana de transmisión de datos puesta en contacto al menos parcialmente con la capa de recubrimiento de control solar calefactable, caracterizado porque al menos una porción de la periferia de la ventana de transmisión de datos está rodeada por una banda de conducción eléctrica, con una resistencia eléctrica inferior a 0, 35 ohmios por cuadrado.
Description
Panel vidriado para automóviles con una capa de
recubrimiento de control solar eléctricamente calefactable.
Esta invención se refiere a paneles vidriados y
particularmente, aunque no exclusivamente, a un parabrisas para
vehículos que tiene una capa de recubrimiento eléctricamente
calefactable provista de una ventana de transmisión de datos.
Aunque la invención se describe en el presente
documento con referencia particular a los parabrisas para coches,
se entenderá que tiene aplicaciones a los otros paneles vidriados
del vehículo, por ejemplo la luneta trasera y las ventanillas
laterales.
La patente de EE.UU N° 4.668.270 (Ford Motor
Company) describe un parabrisas de coche que tiene una capa de
recubrimiento eléctricamente calefactable que se usa para
descongelar, deshelar y/o desempañar. El recubrimiento
calefactable, que está laminado entre las dos láminas de cristal del
parabrisas, se alimenta con energía eléctrica a través de una
primera y una segunda barras conductoras que se extienden
respectivamente a lo largo de los bordes superior e inferior del
parabrisas, estando cada barra conductora impresa por serigrafía
sobre el cristal en un material cerámico de plata. El recubrimiento
calefactable es un recubrimiento multi-capa que
consiste en capas de óxido de cinc y plata formadas por dispersión
por magnetrón.
Las capas de recubrimiento son muy conocidas no
sólo por proporcionar un elemento calefactable eléctricamente sino
también por modificar las propiedades ópticas del cristal,
particularmente por reducir la energía solar incidente que es
transmitida a través del cristal mientras permite el paso de
suficiente luz visible para asegurar una buena visibilidad. Esto
puede reducir el sobrecalentamiento del interior del vehículo en
verano y esto se logra normalmente mediante la reflexión de la luz
solar incidente de la parte infrarroja del espectro. El documento
EP378917A (Nippon Sheet Glass Co.) describe dichas capas de
recubrimiento. El término capa de recubrimiento de control solar
tal como se usa en esta invención se refiere a una capa de
recubrimiento que incrementa la selectividad del panel vidriado, es
decir, la relación entre la proporción de la radiación visible
incidente transmitida a través del vidriado y la proporción de
energía solar incidente transmitida a través del vidriado. Muchas
capas de revestimiento de control solar tienen la propiedad
intrínseca de ser eléctricamente calefactables.
Los sensores o emisores dispuestos dentro del
coche pueden depender del paso de una señal electromagnética de
transmisión de datos a través del parabrisas. Por ejemplo, el paso
de una señal electromagnética de datos para el pago automático en
las barreras de los peajes usadas en el sistema de autopistas
francés puede pasar a través del parabrisas. Sin embargo, el paso
de tales señales electromagnéticas de transmisión de datos puede
estar impedido por la presencia de un recubrimiento de control solar
y, por consiguiente, una ventana de transmisión de datos en forma
de hueco o agujero puede proporcionarse en una capa de
recubrimiento de control solar, específicamente para permitir el
paso de ondas electromagnéticas a través de esa porción del
vidriado. Este principio se aplica para permitir el paso de
cualquier señal electromagnética de transmisión de datos a través de
un panel vidriado y particular, pero no exclusivamente, señales con
longitudes de onda en el infrarrojo. El término ventana de
transmisión de datos como se usa en esta invención se refiere a una
porción del área de la superficie de un vidriado, adaptada para
permitir la transmisión electromagnética de datos a través de
ella.
La Figura 1 muestra una simulación de un
parabrisas de coche calefactado 10 con una capa de recubrimiento
eléctricamente calefactable sobre toda su superficie alimentada con
energía eléctrica por una primera barra conductora 11 y una segunda
barra conductora 12. El parabrisas es una estructura laminada que
comprende dos láminas de cristal laminado unidas por medio de una
lámina de pvb (polivinilo butiral), la capa de recubrimiento
eléctricamente calefactable y las barras conductoras, que están
intercaladas entre las dos láminas de cristal. Este parabrisas no
tiene una ventana de transmisión de datos y el efecto del
calentamiento es relativamente uniforme sobre todo el parabrisas,
los colores en la figura indican la temperatura relativa aproximada
en grados centígrados de cada porción del vidriado. Puede verse que
se crea un pequeño "punto caliente" 13 alrededor de cada
extremo de la segunda barra conductora 12.
Todas las Figuras tratan de dar una indicación de
las temperaturas relativas en diferentes porciones del panel
vidriado. La temperatura absoluta dependerá, entre otros, de la
naturaleza de la capa de recubrimiento calefactable y de la
diferencia de potencial entre las dos barras conductoras (es decir,
la energía suministrada al parabrisas). Además, las Figuras intentan
dar una indicación de la "estabilidad" o "equilibrio" de
la distribución de temperatura una vez que el panel vidriado se ha
calentado durante el tiempo suficiente para alcanzar su temperatura
máxima de calentamiento. La escala de temperaturas relativas varía
de una figura a otra.
La Figura 2 muestra una simulación similar a la
de la Figura 1 salvo que se incorpora una ventana de transmisión de
datos 20 en la disposición. La ventana de transmisión de datos es
una porción del parabrisas que no tiene la capa de recubrimiento
calefactable. Como puede verse en la representación de la
temperatura en los diferentes puntos del parabrisas la ventana de
transmisión de datos causa las siguientes perturbaciones:
- -
- una porción superior del parabrisas 21 en y alrededor de la ventana de transmisión de datos no se calienta en absoluto;
- -
- una porción central 22 se calienta pero en menor grado que si no hubiera ventana de transmisión de datos -por consiguiente, esta porción tardará más en desempañarse o deshelarse que en una situación sin una ventana de transmisión de datos-;
- -
- se crean puntos calientes 23 y 24 adyacentes a la ventana de transmisión de datos -esto no es deseable ya que ese sobrecalentamiento local puede dañar o incluso quemar la capa de recubrimiento calefactable y/o la capa de pvb adyacente. También es importante asegurarse de que ninguna porción del parabrisas se calienta hasta tal extremo que su temperatura pueda causar quemaduras a alguien que lo toque-.
Mientras que, por supuesto, sería posible reducir
la energía eléctrica suministrada a las barras conductoras para así
reducir la temperatura de los "puntos calientes", obviamente
esto reduciría al mismo tiempo la temperatura en otras partes del
parabrisas e incrementaría el tiempo para desempañar o deshelar la
totalidad del parabrisas.
De acuerdo con un aspecto, la presente invención
proporciona un panel vidriado como se define en la Reivindicación
1.
De acuerdo con un aspecto adicional, la presente
invención proporciona un panel vidriado como se define en la
Reivindicación 2.
Uno o ambos de estos aspectos pueden usarse para
reducir la perturbación del calentamiento del vidriado causada por
la presencia de la ventana de transmisión de datos. En particular,
puede reducirse o preferiblemente eliminarse la presencia de puntos
calientes no deseados y/o reducirse la diferencia de temperatura
entre ciertas porciones del vidriado.
La capa de recubrimiento calefactable puede ser
un recubrimiento depositado por pulverización, por ejemplo con la
estructura general capa dieléctrica antirreflectante / capa barrera
opcional / capa conductora que contenga plata / capa barrera
opcional / capa dieléctrica antirreflectante / capa barrera
opcional / capa conductora que contenga plata / capa barrera
opcional / capa dieléctrica antirreflectante. Tales recubrimientos
se usan en vidriados para automóviles para incrementar la
selectividad del vidriado (es decir, la relación entre la luz
visible transmitida y la proporción de la energía solar incidente
transmitida), para reducir el calentamiento solar o el efecto
invernadero en el vehículo. Típicamente, tales capas de
recubrimiento tienen una resistencia del orden de 2 a 4 ohmios por
cuadrado. Por otra parte, la capa de recubrimiento calefactable
puede tener una capa simple que contenga plata, con la estructura
general capa dieléctríca antirreflectante / capa barrera opcional
/ capa conductora que contenga plata / capa barrera opcional / capa
dieléctrica antirreflectante.
Una posibilidad adicional para la capa de
recubrimiento calefactable es que contenga una capa depositada
pirolíticamente basada, por ejemplo, en óxido de estaño dopado.
Esto puede tener una resistencia del orden de 8 - 20 ohmios por
cuadrado.
La banda de conducción puede tener una
resistencia inferior a, por ejemplo, 0,2, 0,1, 0,08, 0,06, 0,04,
0,02, 0,01, 0,008 ó 0,005 ohmios por cuadrado.
La capa de recubrimiento calefactable puede estar
intercalada entre las láminas de cristal o puede ser una capa de
recubrimiento expuesta, por ejemplo, sobre un panel vidriado
monolítico.
La capa de recubrimiento calefactable puede estar
depositada directamente sobre una superficie del vidriado o se
puede portar sobre una película, por ejemplo una película de PET
incorporada en el vidriado.
La invención es particularmente útil si la
ventana de transmisión de datos está enteramente rodeada por la
capa de recubrimiento calefactable o enteramente contenida dentro
de o limitada por la capa de recubrimiento calefactable ya que en
estos casos las perturbaciones causadas por su presencia
generalmente serán mayores.
El mayor efecto puede lograrse disponiendo la
banda de conducción eléctrica alrededor de toda la periferia de la
ventana de transmisión de datos. La banda de conducción puede
definir la periferia de la ventana de transmisión de datos.
Generalmente, cuanto mayor sea la interrupción o
hueco en la capa de recubrimiento causado por la presencia de la
ventana de transmisión de datos, mayor resultará la perturbación en
el calentamiento del vidriado. Por consiguiente, la invención puede
ser particularmente beneficiosa con respecto a alargar las ventanas
de transmisión de datos, particularmente cuando están situadas
cerca o adyacentes a una de las barras conductoras. Las ventanas de
transmisión de datos en los parabrisas reflectantes de energía solar
generalmente se han dispuesto hacia el extremo superior del
parabrisas, aproximadamente centradas entre los dos lados de los
extremos. Esto facilita la orientación v el posicionamiento de los
instrumentos de recepción vio transmisión de datos. Esta invención
es particularmente indicada para permitir esta disposición,
mientras además se calienta la capa de recubrimiento provista sobre
el vidriado y se minimizan las perturbaciones en el calentamiento
que de otra forma se causarían por la ventana de transmisión de
datos.
La ventana de transmisión de datos tiene
preferiblemente una anchura comprendida entre 50 mm y 100 mm, y una
longitud comprendida entre 80 mm y 210 mm. La ventana de
transmisión de datos puede tener una anchura de al menos 50 mm. 60
mm. 70 mm. 80 mm. 90 mm o 100 mm. Puede tener una anchura inferior
a 300 mm. 250 mm. 200 mm. 150 mm o 100 mm. La ventana de
transmisión de datos puede tener una longitud de al menos 80 mm. 100
mm. 120 mm, 140 mm, 160 mm, 180 mm o 210 mm. Puede tener una
longitud inferior a 400 mm. 350 mm. 300 mm. 250 mm o 210 mm.
La ventana de transmisión de datos
preferiblemente permite la transmisión de una mayor proporción de
datos electromagnéticos incidentes que la proporción de datos
electromagnéticos incidentes que se transmiten por una porción del
panel vidriado de un tamaño equivalente, provisto con el
recubrimiento de control solar.
La banda de conducción puede disponerse, por
ejemplo:
- -
- aplicando o imprimiendo un esmalte de conducción eléctrica (por ejemplo que contenga plata) sobre el panel vidriado en cualquiera de las partes superior o inferior de la pila de recubrimiento calefactable. Y al esmalte se puede tundir o curar como parte del procesamiento del vidriado, por ejemplo durante una operación de templado, doblado o calentamiento. La aplicación de la banda de conducción puede llevarse a cabo convenientemente al mismo tiempo que se aplican las barras conductoras al vidriado. La banda de conducción puede diseñarse para que sea del mismo material que las barras conductoras.
- -
- aplicando o imprimiendo una laca o pintura conductora, tal que contacte con la capa de recubrimiento calefactable.
- -
- disponiendo una barra, cinta o rejilla conductora (por ejemplo un conductor metálico) en la periferia de la ventana de transmisión de datos.
La banda de conducción puede tener una anchura de
entre 2 mm y 20 mm aproximadamente, más particularmente entre 5 mm
y 10 mm aproximadamente. La anchura de la banda de conducción puede
variar a lo largo de su longitud.
La banda de conducción puede enmascararse u
ocultarse a la vista desde el interior o desde el exterior del
vehículo, o desde ambos, por ejemplo mediante una banda de
enmascaramiento opaca que puede ser de esmalte negro.
De acuerdo con otro aspecto. la presente
invención proporciona un procedimiento de control de la
distribución de la temperatura sobre un panel vidriado calentaran
como se define en la Reivindicación 12.
El procedimiento se usa para prevenir el fenómeno
de los puntos calientes.
La realización de la invención se describirá, por
medio de un solo ejemplo, con referencia a la Figura 3 y la Figura
4, cualquiera de las cuales son simulaciones del efecto del
calentamiento de un parabrisas.
Los parabrisas 10 ilustrados en la Figura 3 y
Figura 4 comprenden desde una lámina interior de cristal laminado
hasta una lámina exterior de cristal por medio de una lámina de pvb.
Una capa de recubrimiento calefactable con una resistencia de 3
ohmios por cuadrado, una primera barra conductora 11 y una segunda
barra conductora 12 se disponen entre las dos láminas de cristal.
Una ventana de transmisión de datos 20 (es decir, una porción en la
que no hay capa de recubrimiento calefactable) se dispone
sustancialmente centrada con respecto a la anchura del parabrisas
adyacente a la primera barra conductora 11 con una banda conductora
(no mostrada) dispuesta alrededor de toda su periferia 31.
En la Figura 3, la banda de conducción alrededor
de la periferia de la ventana de transmisión de datos tiene una
resistencia eléctrica de 0.3 ohmios por cuadrado. El calentamiento
del parabrisas mediante el suministro de energía eléctrica a través
de las barras conductoras produce el perfil de temperaturas
ilustrado. En particular, puede verse que aunque los puntos
calientes 32, 33 están presentes en los lados de la ventana de
transmisión de datos éstos son menos pronunciados que en la
disposición de la Figura 2 (es decir, sin la banda de conducción
alrededor de la periferia de la ventana de transmisión de
datos).
En la Figura 4, la banda de conducción 31
alrededor de la periferia de la ventana de transmisión de datos
tiene una resistencia eléctrica de 0,005 ohmios por cuadrado. El
calentamiento del parabrisas mediante el suministro de energía
eléctrica a través de las barras conductoras produce el perfil de
temperaturas ilustrado. En particular, puede verse que:
- -
- la diferencia de temperatura entre la porción 43 del parabrisas (en un área que es particularmente importante para la visibilidad del conductor) y la porción más caliente del parabrisas es substancialmente la misma que la que se obtiene en el caso en que no haya una ventana de transmisión de datos (Figura 1) y significativamente menor que en el caso de usarse una ventana de transmisión de datos sin los beneficios de la presente invención (Figura 2). Esto es ventajoso para calentar esta porción particular (de visibilidad crítica) del parabrisas sin crear sobrecalentamientos significativos no deseados en otras porciones
- -
- no se producen puntos calientes significativos a los lados de la ventana de transmisión de datos
- -
- la temperatura de la porción central del parabrisas es mayor que la obtenida sin la banda de conducción
- -
- se producen pequeños puntos calientes 41, 42 en cada extremo de la segunda barra conductora 12 (como es el caso de sin ventana alguna de transmisión de datos).
La energía suministrada en el caso de la Figura 4
podría reducirse a fin de que la temperatura de la porción central
del parabrisas tenga la misma temperatura que la de la simulación
sin ventana de transmisión de datos (Figura 1). Esto no sólo
disminuirla la temperatura de cada porción del parabrisas
permitiendo, por ejemplo, que la temperatura de los puntos
calientes producida en cada uno de los extremos de la segunda barra
conductora 12 se redujera, sino que también se reducirla la energía
total requerida por el parabrisas para producir el efecto de
calentamiento deseado.
Una manera conveniente de medir la resistencia
por cuadrado de la banda de conducción y/o de la capa de
recubrimiento es usando un medidor de resistencia de cuatro puntas,
como se conoce en la técnica, por ejemplo usando un dispositivo
medidor de resistencias de cuatro puntas fabricado por Advanced
Electronic Developments A.E.D.B. Sprl.
La invención se puede combinar ventajosamente con
una o más técnicas o procedimientos conocidos en esta materia, por
ejemplo:
- -
- separando la capa de recubrimiento eléctricamente calefactable de la periferia externa del parabrisas, por medio de una banda periférica no conductora (en la que la capa de recubrimiento no se ha depositado ni se ha quitado) para prevenir que el recubrimiento eléctricamente conductor se extienda hasta el mismo extremo del parabrisas y/o se reduzca el riesgo de corrosión de la capa de recubrimiento.
Claims (13)
1. Un panel vidriado para automóviles con una
capa de recubrimiento de control solar eléctricamente calefactable,
con primera y segunda barras conductoras espaciadas, adaptadas para
transmitir energía eléctrica a la capa de recubrimiento y una
ventana de transmisión de datos puesta en contacto al menos
parcialmente con la capa de recubrimiento de control solar
calefactable, caracterizado porque al menos una porción de
la periferia de la ventana de transmisión de datos está rodeada por
una banda de conducción eléctrica, con una resistencia eléctrica
inferior a 0,35 ohmios por cuadrado.
2. Un panel vidriado para automóviles con una
capa de recubrimiento de control solar eléctricamente calefactable,
con primera y segunda barras conductoras espaciadas, adaptadas para
transmitir energía eléctrica a la capa de recubrimiento y una
ventana de transmisión de datos puesta en contacto al menos
parcialmente con la capa de recubrimiento de control solar
calefactable, caracterizado porque al menos una porción de
la periferia de la ventana de transmisión de datos está rodeada por
una banda de conducción eléctrica con una resistencia eléctrica
medida en ohmios por cuadrado significativamente menor que la
resistencia eléctrica medida en ohmios por cuadrado de la capa de
recubrimiento de control solar calefactable.
3. Un panel vidriado para automóviles de acuerdo
con la reivindicación 1, en el que la banda de conducción eléctrica
tiene una resistencia eléctrica medida en ohmios por cuadrado
significativamente menor que la resistencia eléctrica medida en
ohmios por cuadrado de la capa de recubrimiento de control solar
calefactable.
4. Un panel vidriado para automóviles de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la
ventana de transmisión de datos esta enteramente rodeada por la
capa de recubrimiento de control solar calefactable.
5. Un panel vidriado para automóviles de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que toda
la periferia de la ventana de transmisión de datos esta rodeada por
una banda de conducción eléctrica con una resistencia eléctrica
inferior a 0.05 ohmios por cuadrado.
6. Un panel vidriado para automóviles de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que la
ventana de transmisión de datos tiene forma substancialmente
alargada y situada adyacente a una de las barras conductoras.
7. Un panel vidriado para automóviles de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que la
banda de conducción eléctrica es un material esmaltado que contiene
plata.
8. Un panel vidriado para automóviles de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en el que la banda
de conducción eléctrica es una pintura que contiene plata.
9. Un panel vidriado para automóviles de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que al
menos una de las barras conductoras se extiende a lo largo de una
porción superior del panel vidriado adyacente al extremo superior
del panel vidriado.
10. Un panel vidriado para automóviles de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que el
panel vidriado es un parabrisas para automóviles.
11. Un panes vidriado para automóviles de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que la
distancia mínima entre la periferia de la ventana de transmisión de
datos y cualquiera de la primera o segunda barras conductoras es
inferior a 200 mm.
12. Un procedimiento para reducir el fenómeno de
puntos calientes en paneles vidriados que están provistos de una
capa de recubrimiento de control solar eléctricamente calefactable
y una ventana de transmisión de datos que comprende la disposición
de una banda de conducción eléctrica adyacente al menos a una
porción de la periferia de la ventana de transmisión de datos, en
la que la banda de conducción eléctrica tiene una resistencia
eléctrica medida en ohmios por cuadrado que es:
- (a)
- inferior a 0,35; o que es
- (b)
- significativamente inferior a la resistencia eléctrica medida en ohmios por cuadrado de la capa de recubrimiento de control solar calefactable.
13. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 12 en el que la banda de conducción eléctrica tiene
una resistencia eléctrica inferior a 0,05 ohmios por cuadrado.
Applications Claiming Priority (2)
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| EP99201567 | 1999-05-20 |
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