BRPI0209729B1 - vidraça aquecedora - Google Patents

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Jürgen Schmitz
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Saint Gobain
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Abstract

"vidraça aquecedora". vidraça aquecedora constituída de pelo menos um painel rígido, de pelo menos duas barras coletoras com corrente de polaridade diferente dispostas de maneira essencialmente paralela na proximidade de uma borda da vidraça aquecedora a distâncias diferentes com relação à borda e de resistências de aquecimento lineares conectadas eletricamente àquelas, caracterizada pelo fato de que as barras coletoras estendem-se lateralmente com relação às resistências de aquecimento, e as resistências de aquecimento (2), partindo de um primeira barra coletora de corrente (4), são conduzidas passando sobre a outra barra coletora de corrente (3) estando isoladas com relação à mesma, na direção da superfície da vidraça e com pelo menos uma alça no sentido da outra barra coletora de corrente (3) e são conectadas eletricamente à mesma.

Description

“VIDRAÇA AQUECEDORA” A invenção refere-se a uma vidraça aquecedora constituída de pelo menos um painel rígido, de pelo menos duas barras coletoras com corrente de polaridade diferente, e dispostas de maneira essencialmente paralela na proximidade de uma borda da vidraça aquecedora a distâncias diferentes com relação à borda e com resistências de aquecimento lineares eletricamente conectadas àquelas.
Estas características são conhecidas pelo modelo de utilidade alemão DE 296 06 071 Ul, que se refere a uma vidraça laminada de aquecimento elétrico, em que estão previstas resistências de aquecimento montadas eletricamente em paralelo embutidas na camada intermediária termoplástica na região da posição de repouso dos limpadores de pára-brisas. Na camada intermediária encontram-se embutidas também faixas de película metálica que atuam como barras coletoras conectadas a linhas de alimentação elétrica. As barras coletoras encontram-se dispostas mui próximas umas das outras e as resistências de aquecimento encontram-se dispostas em forma alças entre as barras coletoras. Em um exemplo de realização, as resistências de aquecimento encontram-se dispostas em forma de alças em U intercaladas uma na outra em sentido horizontal e soldadas com duas barras coletoras de corrente em forma de fitas. As barras coletoras de corrente encontram-se muito próximas e paralelas uma da outra na região da borda lateral do pára-brisa. A barra coletora de corrente afastada da borda do pára-brisa é apenas cerca de duas vezes menos longa do que a barra coletora de corrente disposta na proximidade imediata da borda lateral, sendo que esta barra coletora de corrente é conectada às porções superiores das alças de fio, e a outra barra coletora de corrente é conectada às porções inferiores das alças de fio.
Desde a EP 0 479 154 Al, conhece-se um pára-brisa com aquecimento elétrico dotado com um aquecimento de forma plana, com duas barras coletoras de corrente dispostas nas bordas superior e inferior opostas da vidraça. A barra coletora de corrente inferior é dotada, em seu meio, com uma entrada de corrente orientada perpendicularmente relativamente à borda da vidraça, portanto em forma de T. A barra coletora de corrente superior é conectada a duas entradas, que se encontram dispostas ao longo das duas bordas laterais. As duas entradas estendem-se também ao longo da borda inferior da vidraça sob a barra coletora de corrente inferior. A primeira chegada cruza transversalmente, sob isolamento elétrico, o braço perpendicular do T e está conectada eletricamente à outra entrada. A outra entrada também é conduzida no sentido da borda inferior da vidraça. Devido a esta disposição, bastam duas linhas de conexão elétrica no meio da borda inferior do pára-brisa. A invenção tem por objeto realizar uma outra vidraça aquecedora com barras coletoras de corrente dispostas na proximidade de uma borda da vidraça.
De acordo com a invenção, este objeto é atingido pelo fato de que as barras coletoras estendem-se lateralmente com relação às resistências de aquecimento, e as resistências de aquecimento são conduzidas, partindo de uma primeira barra coletora de corrente, passando sobre a outra barra coletora de corrente, ao mesmo tempo em que estão isoladas com relação a esta, na direção da superfície da vidraça, e de que pelo com pelo menos uma alça na direção da outra barra coletora de corrente, e são conectadas eletricamente àquela.
As características e reivindicações secundárias revelam os aperfeiçoamentos vantajosos deste objeto.
De acordo com a invenção, as resistências de aquecimento estendem-se a partir de uma barra coletora de corrente afastada da borda na direção da face a ser aquecida e elas são retomadas para trás, em alça, no sentido de uma outra barra coletora de corrente próxima da borda, cruzando a barra coletora de corrente afastada da borda. As barras coletoras de corrente próxima e afastada da borda encontram-se dispostas na região da mesma borda da vidraça. Para evitar um curto circuito, a resistência de aquecimento é isolada eletricamente com relação à barra coletora de corrente na região do cruzamento. As resistências de aquecimento dispostas formam um campo de aquecimento, que se estende sobre uma zona determinada da vidraça aquecedora e que é alimentada com energia elétrica através do par de barras coletoras de corrente. A invenção não se limita ao fato de que só há um campo de aquecimento único sobre a vidraça aquecedora. Por exemplo, pode ser interessante prever diversos campos de aquecimento, principalmente para aplicar potências de aquecimento diferentes em zonas determinadas. Assim, pode-se imaginar dispor dois ou mais de dois campos de aquecimento uns ao lado dos outros na face da vidraça. Os pares respectivos de barras coletoras de corrente, por exemplo, para dois campos de aquecimento, podem encontrar-se na mesma borda da vidraça, sendo que as entradas de corrente provêm da borda superior para um primeiro campo de aquecimento superior, e provêm da borda inferior para o outro campo de aquecimento inferior. Se as entradas de corrente devem ser efetuadas a partir de uma mesma borda da vidraça, então se deve cruzar de maneira isolada mais de uma barra coletora de corrente. Em uma outra variante, é possível utilizar, para os dois campos de aquecimento, uma barra coletora de corrente como bome de massa comum. Também é possível dispor os pares de barras coletoras para diferentes campos de aquecimento com bordas laterais diferentes. Os campos de aquecimento cobrem então zonas da vidraça aquecedora que se encontram dispostas a determinada distância umas das outras, que são contíguas ou mesmo intercaladas umas nas outras.
Em uma outra variante da vidraça aquecedora a ser aquecido, as resistências de aquecimento formam diversas alças antes de serem retomadas à outra barra coletora de corrente. Portanto, as resistências de aquecimento não se estendem unicamente da barra coletora afastada da borda, por toda a largura do campo de aquecimento, e retomando novamente para a barra coletora próxima da borda, porém elas são trazidas com pelo menos uma outra alça novamente por toda a largura do campo de aquecimento na direção do par de barras coletoras. Portanto, o número de alças de condutor é sempre ímpar. Para uma resistência de aquecimento predeterminada, que depende do comprimento do condutor, da seção transversal do condutor e da resistência específica do material utilizado, é possível regular a potência de aquecimento por unidade de superfície através da escolha do número de alças, independentemente das dimensões geométricas da superfície a aquecer. A utilização de uma quantidade muito maior de alças apresenta a vantagem suplementar de que o número das conexões elétricas, que devem ser realizadas em geral por meio de soldagem, é menor do que para a disposição das resistências de aquecimento que ocorre cada vez em uma única alça. Assim, é possível economizar etapas de trabalho.
As vidraças de aquecimento de acordo com a invenção podem ser painéis monolíticos, em que as resistências de aquecimento encontram-se dispostas sobre uma de suas faces principais. Um exemplo conhecido deste tipo de vidraça é fornecido pelas vidraças de automóveis ou as vidraças em vidro de segurança temperado, que são dotadas com resistências de aquecimento com uma tinta condutora. Com este objetivo, usualmente imprime-se sobre a superfície da vidraça, por meio de serigrafia, uma pasta cerâmica com um alto teor de prata condutora, com a forma desejada dos condutores de aquecimento e das barras condutoras e, em seguida, isto é submetido a cocção. A barra condutora afastada da borda pode ser isolada, com relação ao condutor que a cruza, por meio de uma tinta dielétrica. Para tanto, a operação de impressão para as resistências de aquecimento e as barras coletoras deve ser dividida em duas etapas. Em uma primeira etapa, a barra coletora de corrente afastada da borda é impressa com as resistências de aquecimento, e o ramo de retomo da alça do condutor de aquecimento termina pouco antes da barra coletora de corrente afastada da borda. Segue-se uma segunda etapa, em que uma camada isolante, por exemplo, uma tinta dielétrica que deve ser submetida a cozimento, encontra-se disposta sobre esta barra coletora de corrente. Em seguida, a barra coletora de corrente próxima da borda é impressa, e coloca-se ao mesmo tempo condutores de conexão no sentido das extremidades abertas das alças dos condutores de aquecimento. Os condutores de conexão cruzam de maneira isolada a barra coletora afastada da borda e fecham o circuito elétrico de cada alça de resistência de aquecimento individual.
Uma sucessão de camadas condutoras e isolantes impressas é conhecida pela patente alemã DE 39 11 178 C2. Neste caso, realiza-se um condutor de saída de antena em forma de um pseudo-condutor coaxial com uma blindagem potente.
Além das vidraças de aquecimento monolíticas, a invenção também compreende vidraças de aquecimento em vidro laminado, que se constituem de pelo menos dois painéis rígidos montados um sobre o outro por meio de colagem com o auxílio de uma camada intermediária. Neste caso, as resistências de aquecimento constituem-se, de preferência, de fios metálicos que são embutidos na camada intermediária. No entanto, também é possível fabricar uma vidraça laminada de aquecimento de acordo com a invenção utilizando-se a vidraça aquecedora monolítica descrita para formar um dos painéis individuais. A superfície com as resistências de aquecimento pode se encontrar disposta tanto no interior como no exterior da vidraça laminado. Os painéis individuais podem constituir-se de vidro ou de plástico. As vidraças laminados podem constituir-se de dois ou mais painéis em materiais idênticos ou diferentes. Usualmente, utiliza-se como camada intermediária que acopla entre si os painéis individuais uma película termoplástica adesiva, por exemplo em polivinil butiral.
As barras coletoras de corrente em vidraças laminadas, que podem ser aquecidas por meio de resistências de aquecimento embutidas na camada intermediária, constituem-se usualmente de películas metálicas planas em cobre estanhado. Também existem dois modelos que, adicionalmente, são dotados de uma manta isolante em poliimida. Com uma tal banda de película metálica à guisa de barra coletora de corrente afastada da borda, é possível fabricar facilmente um painel laminado de acordo com a invenção removendo-se o isolante apenas nos locais em que as resistências de aquecimento devem ser conectadas eletricamente à barra coletora de corrente. A barra coletora de corrente próxima da borda pode ser colocada sem manta isolante ou, no caso de utilização de uma banda de película metálica isolada, o isolante também é removido nos locais de conexão com as resistências de aquecimento.
Para garantir uma visão a menos perturbada possível através da vidraça laminado, os fios de aquecimento devem apresentar um diâmetro relativamente reduzido de aproximadamente 20 pm a 100 pm. Fios de aquecimento em tungstênio provaram ser adequados para tal fim. No entanto, fios de cobre, que podem ser dotados com uma camada de tinta escura fosca para evitar as reflexões metálicas também são vantajosos para serem utilizados na vidraça laminada de acordo com a invenção. Também se conhece fios de várias camadas, que apresentam uma alma mecanicamente resistente que é envolvida por um metal que é bom condutor e/ou fácil de soldar. A escolha do material dos fios e/ou do diâmetro dos fios é feita em função das exigências mecânicas e elétricas ligadas ao campo de aquecimento desejado.
Quando os fios são retilíneos e se encontram dispostos paralelamente a determinada distância um do outro, é possível que ocorram, em circunstâncias desfavoráveis, fenômenos de difração quando sob incidência da luz. Fenômenos desse tipo podem ser evitados por meio de determinadas irregularidades no alinhamento dos fios de aquecimento, por exemplo, uma forma ondulada dos fios de aquecimento.
Quando as barras coletoras de corrente encontram-se dispostas apenas na proximidade de uma única borda lateral, então a vidraça laminada é vantajosa, por exemplo, para uma utilização como vidraça laminada de aquecimento com bordas livres, por exemplo, como vidraça lateral que pode ser aberta em um automóvel. As barras coletoras de corrente podem ser dispostas no interior do forro da porta e podem ser mascaradas pela carroceria ou por elementos de vedação.
Outros detalhes e vantagens do objeto da invenção ocorrerão, sem qualquer intenção de limitação, do desenho de um exemplo de realização e de sua descrição detalhada a seguir.
Nos desenhos, que constituem uma representação simplificada sem escala particular, a Fig. 1 mostra uma vidraça laminada de acordo com a invenção como vidraça lateral de um veículo a motor, em elevação; e a Fig. 2 representa um corte da vidraça lateral da figura 1 ao longo da linha I-I.
De acordo com a figura 1, um painel laminado 1 é dotado com fios de aquecimento 2 em cobre laqueado negro, que se encontram dispostos no interior da vidraça laminado 1 e cujo diâmetro é de aproximadamente 85 pm. Os fios de aquecimento 2 estendem-se em forma de alça entre a borda inferior da vidraça lateral 1 em posição instalada e sua borda superior. Para a alimentação com energia elétrica, uma primeira extremidade de cada alça é conectada a uma barra coletora de corrente 3 e a outra extremidade da alça é conectada à barra coletora de corrente 4. No caminho até a barra coletora de corrente 4, os fios de aquecimento 2 devem cruzar a barra coletora de corrente 3 nas zonas 31. Nestas zonas 31, os fios de aquecimento 2 são isolados eletricamente com relação à barra coletora de corrente 3. Como os fios de aquecimento 2, as duas barras coletoras de corrente 3 e 4 encontram-se dispostas no interior da vidraça laminado 1 e são conectados aos dois pólos de uma rede elétrica de bordo. Entre as barras coletoras de corrente encontra-se portanto uma tensão elétrica de 12 V. A corrente fornecida alinha-se com a potência de aquecimento necessária por unidade de superfície, para a qual deve-se considerar a resistência elétrica dos fios de aquecimento 2 e também a distância mútua dos mesmos. Para distribuir a potência de aquecimento de maneira constante sobre a face da vidraça laminado 1, os comprimentos dos fios das alças individuais também devem ser o mais possível iguais, considerando que as outras propriedades dos fios são iguais. Para a vidraça laminada representada na figura 1, já se depositou a seção de fio, na região da borda inclinada, portanto de menor altura, em uma alça com cinco trocas de direção, enquanto que cada uma das outras seções de fio só troca três vezes de direção.
As barras coletoras de corrente 3 e 4 são conduzidas lateralmente fora da vidraça laminado 1 e são conectadas de maneira conhecida à rede elétrica de bordo. Para a vidraça lateral de veículo representada aqui, a parte próxima da borda inferior da vidraça, em que se encontram as barras coletoras de corrente, encontra-se disposta no interior do forro da porta e, assim, é mascarada pela carroceria. Além disso, o mascaramento usual das barras coletoras de corrente com o auxílio de camadas de tinta opacas não é necessário neste caso. A figura 2 mostra uma representação em corte da vidraça lateral da figura 1 ao longo da linha I-I. A vidraça laminada 1 constitui-se de dois painéis individuais 11 e 12 com aproximadamente 2,1 mm de espessura, que são montados de maneira conhecida um contra o outro por meio de colagem, com a interposição de uma camada intermediária termoplástica 13 em polivinil butiral. Antes da operação de montagem, os fios de aquecimento 2 e as barras coletoras de corrente 3 e 4 são embutidos na superfície da camada intermediária 13 por meio de um processo também conhecido. A barra coletora de corrente 4 constitui-se de uma película em cobre estanhado e está conectada mecanicamente e eletricamente ao fio de aquecimento 2 por meio de soldagem. Ao contrário, para a barra coletora de corrente 3, uma película em cobre estanhado 32 encontra-se envolvida de todos os lados por um material isolante 33 em poliimida, sendo que, assim, o fio de aquecimento 2 pode cruzar a barra coletora de corrente 3, efetivamente tocando-a, porém sem contato elétrico com a mesma. Nos locais em que o fio de aquecimento 2 está conectado eletricamente à barra coletora de corrente 3, a manta isolante deve ser removida antes do revestimento na camada intermediária termoplástica.

Claims (14)

1. Vidraça aquecedora constituída de pelo menos um painel rígido, de pelo menos duas barras coletoras com corrente de polaridade diferente dispostas de maneira essencial mente paralela na proximidade de uma borda da vidraça aquecedora a distâncias diferentes com relação à borda, e de resistências de aquecimento lineares conectadas eletricamente àquelas, caracterizada pelo fato de que as barras coletoras estendem-se lateralmente com relação às resistências de aquecimento, c as resistências de aquecimento (2), partindo de uma primeira barra coletora de corrente (4), são conduzidas passando sobre a outra barra coletora de corrente (3) em isolamento com relação à mesma, na direção da superfície da vidraça e com pelo menos uma alça no sentido da outra barra coletora de corrente (3) e são conectadas eletricamente à mesma.
2. Vidraça aquecedora de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as resistências de aquecimento (2) são conduzidas na direção da outra barra coletora de corrente (3) após terem formado mais de uma alça e são conectadas eletricamente à mesma.
3. Vidraça aquecedora de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a vidraça rígida é uma vidraça em vidro e as resistências de aquecimento (2) são constituídas de uma tinta cerâmica condutora cozida.
4. Vidraça aquecedora de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que ela constitui-se de um painel laminado (1) constituído de pelo menos dois painéis rígidos (II, 12) montados um contra o outro por meio de colagem com o auxílio de uma camada intermediária (13).
5. Vidraça aquecedora de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que as resistências de aquecimento (2) são embutidas na camada intermediária (13) e em que as barras coletoras de corrente (3,4) são bandas de película metálica.
6. Vidraça aquecedora de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma banda de película metálica (3) é envolvida com um recobrimento isolante (33), que só é interrompida na região da conexão elétrica com uma resistência de aquecimento (2).
7. Vidraça aquecedora de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que as resistências de aquecimento (2) são constituídas de fio de tungstênio.
8. Vidraça aquecedora de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que as resistências de aquecimento (2) são constituídas de fio de cobre, em particular de fio de cobre envemizado preto.
9. Vidraça aquecedora de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que as resistências de aquecimento (2) se constituem de vários materiais condutores, em particular de um primeiro metal mecanicamente resistente e de um segundo metal que apresenta uma condutibilidade elétrica mais elevada e uma boa capacidade de soldagem.
10. Vidraça aquecedora de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, caracterizada pelo fato de que as resistências de aquecimento (2) são embutidas na camada intermediária (13) em uma forma ondulada.
11. Vidraça aquecedora de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, caracterizada pelo fato de que as resistências de aquecimento (2) são embutidas na camada intermediária (13) em forma retilínea, portanto não ondulada.
12. Vidraça aquecedora de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 11, caracterizada pelo fato de que pelo menos um dos painéis (11, 12) é em vidro.
13. Vidraça aquecedora de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 12, caracterizada pelo fato de que a camada intermediária (13) é um polímero termoplástico, em particular polivinil butiral.
14. Vidraça aquecedora de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que a vidraça aquecedora (1) é uma vidraça lateral que pode ser aberta, de um automóvel, e em que as barras coletoras de corrente (3, 4) encontram-se dispostas em posição mascarada.
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