CH681940A5 - - Google Patents
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Description
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Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine elektrisch beheizbare, flexible, transparente Scheibe, insbesondere für das Heckfenster von Cabriolets, die aus thermoplastischem Kunststoff besteht und in die ein Heizgitter eingebettet ist, das eine Vielzahl parallel verlaufender Heizfäden aufweist, die über ihre Länge in gleichmässigen Abständen mit Stützfäden und an ihren Enden mit Stromzuführungsfäden verwebt sind. The invention relates to an electrically heatable, flexible, transparent pane, in particular for the rear window of convertibles, which is made of thermoplastic material and in which a heating grille is embedded, which has a plurality of heating filaments running in parallel, which are evenly spaced along their length with supporting threads and are interwoven with power supply threads at their ends.
Eine Scheibe dieser Art ist in der DE-PS 900 119 beschrieben. Es wird darin vorgeschlagen, Heizfäden mit einem Durchmesser von 0,1 bis 0,01 mm zu verwenden und diese in einem gegenseitigen Abstand von 2 bis 0,2 mm anzuordnen. Diese Anordnung einer Vielzahl feinster Heizfäden ergibt eine gleichmässige Verteilung der in den Heizfäden erzeugten Wärme auf die gesamte Heizfläche bei verhältnismässig niedriger Fadentemperatur und eine hohe optimale Transparenz der Scheibe. Die Heizfäden sind mit elektrisch isolierenden Stützfäden verwebt, welche die Heizfäden im gewünschten Abstand voneinander halten. Dadurch wird die Flächenstabilität des Heizgitters und die Lagestabilität der sich kreuzenden Fäden (konstanter Fadenabstand) erhöht, was das Herstellen des Heizgitters und das anschliessende Einbetten desselben in den den Scheibenkörper bildenden thermoplastischen Kunststoff im Fliessverfahren ermöglichen soll. A disc of this type is described in DE-PS 900 119. It is proposed to use filaments with a diameter of 0.1 to 0.01 mm and to arrange them at a mutual distance of 2 to 0.2 mm. This arrangement of a large number of the finest filaments results in a uniform distribution of the heat generated in the filaments over the entire heating surface at a relatively low filament temperature and a high, optimal transparency of the pane. The heating filaments are woven with electrically insulating support threads, which keep the heating filaments at the desired distance from one another. This increases the surface stability of the heating grid and the positional stability of the crossing threads (constant thread spacing), which should enable the production of the heating grid and the subsequent embedding of the same in the thermoplastic plastic forming the disc body in the flow process.
Der Nachteil eines solchen Heizgitters mit reiner Parallelschaltung der Heizfäden besteht darin, dass beim Bruch eines Heizfadens dieser über seine gesamte Länge unwirksam wird, sein Anteil an der Heizleistung also gänzlich ausfällt. The disadvantage of such a heating grid with purely parallel connection of the filaments is that if a filament breaks, it becomes ineffective over its entire length, so that its share in the heating power is completely lost.
Die DE-OS 3 200 649 beschreibt eine elektrisch beheizbare Scheibe, die mit streifenförmigen Heizleitern beschichtet ist, welche in Form eines Maschengitters angeordnet sind. Dadurch wird beim Bruch eines Gitterelements der Heizstrom um die Bruchstelle herumgeleitet und damit der Unterbruch in der Wärmeerzeugung auf die Bruchstelle lokalisiert. DE-OS 3 200 649 describes an electrically heatable pane which is coated with strip-shaped heating conductors which are arranged in the form of a mesh. As a result, when a grid element breaks, the heating current is conducted around the break point and the interruption in heat generation is localized to the break point.
Das Aufbringen eines schichtförmigen Heizgitters auf eine Scheibe ist jedoch für eine Fabrikation im Fliessverfahren weniger geeignet. Ausserdem ist die Heizleistung schichtförmiger Heizgitter einer verhältnismässig grossen Streuung unterworfen, die meist nur durch eine Nachbearbeitung innerhalb der jeweils zulässigen Toleranz gehalten werden kann. However, the application of a layered heating grid on a pane is less suitable for a production using the flow method. In addition, the heating power of layered heating grids is subject to a relatively large spread, which can usually only be kept within the permissible tolerance by post-processing.
Die Vorteile der beiden bekannten Lösungen lassen sich nun am Gegenstand der Erfindung dadurch kombinieren, dass erfindungsgemäss wenigstens ein Teil der Stützfäden elektrisch und thermisch leitend ist und an den Kreuzungsstellen mit den Heizfäden in leitendem Kontakt steht. Ein derartiges Heizgitter ist auf einem Webstuhl im Fliessverfahren herstellbar, und die störende Wirkung eines Heizfadenbruchs ist auf einen Bruchteil der Heizfadenlänge begrenzt. Die leitenden Stützfäden tragen nicht zur Wärmeerzeugung bei; deren thermische Leitfähigkeit begünstigt jedoch eine gleichmässige Wärmeverteilung über die Heizfläche. The advantages of the two known solutions can now be combined in the subject matter of the invention in that, according to the invention, at least some of the support threads are electrically and thermally conductive and are in conductive contact with the heating threads at the crossing points. Such a heating grid can be produced on a loom using the flow method, and the disruptive effect of a filament break is limited to a fraction of the filament length. The conductive support threads do not contribute to the generation of heat; however, their thermal conductivity favors even heat distribution over the heating surface.
In verschiedener Hinsicht wäre es zweckmässig, In various ways, it would be useful
ein Heizgitter vorzusehen, das nur leitende Stützfäden aufweist. Aus Kostengründen wird man jedoch eine Lösung vorziehen, bei der ein Teil der leitenden, d.h. metallenen Stützfäden durch solche aus billigerem nichtleitenden Kunststoff ersetzt sind. Die Grösse des Anteils an leitenden Stützfäden hat auf den Gesamtwiderstand des Heizgitters praktisch keinen Einfluss, so dass dieser Anteil einzig im Hinblick auf die Erhaltung einer bestimmten Heizleistung im Falle lokal begrenzter Schäden am Heizgitter und hinsichtlich einer optimalen Transparenz der Scheibe wählbar ist. Dabei fällt auch der Umstand ins Gewicht, dass für die nichtleitenden Stützfäden ein Material mit gleichen oder ähnlichen chemischen und optischen Eigenschaften wie dasjenige des Scheibenkörpers vorgesehen und zum Einbetten des Heizgitters in den Scheibenkörper ein Verfahren angewendet werden kann, bei dem die Stützfäden sich auflösen bzw. im Scheibenkörper aufgehen (DE-PS 900 119). to provide a heating grid which has only conductive support threads. For cost reasons, however, a solution will be preferred in which some of the leading, i.e. metal support threads are replaced by those made of cheaper non-conductive plastic. The size of the proportion of conductive support threads has practically no influence on the overall resistance of the heating grille, so that this proportion can only be selected with a view to maintaining a certain heating output in the event of locally limited damage to the heating grille and with regard to optimum transparency of the pane. The fact that a material with the same or similar chemical and optical properties as that of the pane body is provided for the non-conductive support threads and that a method can be used to embed the heating grille in the pane body can be used in which the support threads dissolve or merge into the disc body (DE-PS 900 119).
Die Erfindung bezweckt, unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile eine elektrisch beheizbare Scheibe der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sowohl eine hohe Transparenz aufweist und durch eine hohe Flächenstabilität des Heizgitters im Fliessverfahren herstellbar ist als auch die Möglichkeit bietet, die Heizleistung eng zu tolerieren und den Einfluss von Drahtbrüchen auf die Temperaturverteilung gering zu halten. The invention aims, while avoiding the disadvantages described, to provide an electrically heatable pane of the type mentioned at the outset, which both has a high degree of transparency and can be produced by a high surface stability of the heating grid in the flow process and also offers the possibility of closely tolerating the heating power and the Keep the influence of wire breaks on the temperature distribution low.
Zur Erzielung einer hohen spezifischen Durchsichtfläche von z.B. etwa 90% wird die Maschenweite des Heizgitters vorzugsweise so gewählt, dass das Verhältnis der Maschenweite zum Durchmesser der Heiz- und Stützfäden grössenord-nungsmässig 20:1 beträgt. Mit zunehmender Maschenweite ist bei gleichbleibendem Fadendurchmesser eine Abnahme der Flächenstabilität des gewebten Heizgitters und der Lagestabilität der sich kreuzenden Fäden verbunden. Dies kann zu Schwierigkeiten bei der Weiterverarbeitung der in Form einer Gewebebahn anfallenden Heizgitter führen, insbesondere wenn die Gewebebahn nicht am Herstellungsort weiterverarbeitet, d.h. mit dem Scheibenmaterial verbunden wird und deshalb den ungünstigen Einwirkungen eines Transports ausgesetzt ist. In Anbetracht dessen sind Vorkehrungen zu treffen, welche eine Verschiebung der Heizfäden gegeneinander und der Kreuzungsstellen der Stützfäden längs der Heizfäden auch unter erschwerten Umständen verhindern. To achieve a high specific viewing area of e.g. about 90%, the mesh size of the heating grid is preferably chosen so that the ratio of the mesh size to the diameter of the heating and supporting threads is of the order of 20: 1. With increasing mesh size and a constant thread diameter, there is a decrease in the area stability of the woven heating grid and the positional stability of the crossing threads. This can lead to difficulties in the further processing of the heating grids in the form of a fabric web, in particular if the fabric web is not processed further at the place of manufacture, i.e. is connected to the pane material and is therefore exposed to the unfavorable effects of transport. In view of this, precautions must be taken to prevent the heating filaments from moving against one another and the crossing points of the supporting filaments along the heating filaments even under difficult circumstances.
Eine Lösung dieses Problems besteht gemäss dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren darin, dass die Fäden der einen Webrichtung mit einer Schicht aus einem thermisch aktivierbaren Klebstoff versehen werden und dass das Gewebe unmittelbar nach dem Webvorgang einer Wärmebehandlung unterzogen wird, um den Klebstoff aufzuweichen und zu aktivieren, damit einerseits unter der Einwirkung der Webspannung der Klebstoff an den Kreuzungsstellen verdrängt wird und die Heizfäden mit den leitenden Stützfäden in elektrisch und thermisch leitenden Kontakt kommen und andererseits sämtliche Fäden an den Kreuzungsstellen miteinander verklebt werden. Das Verkleben der Verbindungsstellen von sich kreuzenden Fäden zum glei- According to the manufacturing method according to the invention, one solution to this problem is that the threads of one weaving direction are provided with a layer of a thermally activatable adhesive and that the fabric is subjected to a heat treatment immediately after the weaving process in order to soften and activate the adhesive, on the one hand under the action of the weaving tension, the adhesive is displaced at the crossing points and the heating threads come into electrical and thermal conductive contact with the conductive support threads and, on the other hand, all threads are glued together at the crossing points. Gluing the connection points from crossing threads to the same
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chen Zweck ist bei gewirkten bzw. gestrickten Heizgittern an sich bekannt (DE-PS 2 030 204); es geht dabei jedoch nicht darum, zugleich eine dauerhafte leitende Verbindung der sich kreuzenden Fäden herzustellen. Chen purpose is known per se in knitted or knitted heating grids (DE-PS 2 030 204); however, it is not a question of simultaneously establishing a permanent conductive connection between the crossing threads.
Eine andere Möglichkeit zur Stabilisierung des Gewebes besteht darin, dass das Heizgitter als Drehergewebe aufgebaut ist, indem in Kettrichtung paarweise verlaufende Stützfäden jeweils zwischen den einzelnen in Schussrichtung verlaufenden Heizfäden gekreuzt sind. Another possibility for stabilizing the fabric is that the heating grid is constructed as a leno fabric, in that support threads running in pairs in the warp direction are crossed between the individual heating threads running in the weft direction.
Zur Vermeidung von Reflexerscheinungen können die Gewebefäden eine sichtbares Licht nicht reflektierende Oberfläche aufweisen und z.B. in an sich bekannter Weise mattiert sein (DE-PS 876 874). Eine bevorzugte diesbezügliche Ausführungsform besteht darin, dass die Heizfäden und die leitenden Stützfäden aus Metall bestehen und mit einem Antireflexbelag versehen sind und dass die nichtleitenden Stützfäden aus dunkel gefärbtem oder mattiertem Kunststoff bestehen, wobei der Antireflexbelag aus einem thermoplastischen Kunststoff oder aus einem elektrisch und thermisch leitenden Material bestehen kann. Ein als Antireflexbelag dienender thermoplastischer Kunststoff soll so beschaffen sein, dass er bei der Anwendung des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens unter der Einwirkung der Wärmebehandlung und der Webspannung ebenfalls von den Kreuzungsstellen verdrängt wird, so dass die Heizfäden mit den leitenden Stützfäden in Kontakt kommen. To avoid reflections, the fabric threads can have a surface that does not reflect visible light and e.g. be matted in a conventional manner (DE-PS 876 874). A preferred embodiment in this regard is that the heating threads and the conductive support threads are made of metal and are provided with an anti-reflective coating and that the non-conductive support threads consist of dark-colored or matted plastic, the anti-reflective coating made of a thermoplastic or an electrically and thermally conductive Material can exist. A thermoplastic plastic serving as an antireflection covering should be such that it is also displaced from the crossing points when the manufacturing method according to the invention is applied under the influence of the heat treatment and the weaving tension, so that the heating filaments come into contact with the conductive support filaments.
Im allgemeinen wird die erfindungsgemässe Scheibe vorzugsweise durch zwei Folien aus thermoplastischem Kunststoff gebildet, die das Heizgitter zwischen sich einschliessen und mit diesem unlösbar verbunden sind. Zu diesem Zweck werden die Kunststoffolien vorzugsweise im Fliessverfahren unter Wärme- und Druckeinwirkung mit dem Heizgitter verpresst. Insoweit die Gewebefäden einen Antireflexbelag und darüber ursprünglich eine Klebstoffschicht aufweisen, wird gemäss einer Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens die Wärmeeinwirkung so dosiert, dass der Klebstoff aufgelöst und der darunter befindliche Antireflexbelag freigelegt wird. In general, the pane according to the invention is preferably formed by two foils made of thermoplastic plastic, which enclose the heating grille between them and are permanently connected to it. For this purpose, the plastic films are preferably pressed with the heating grid under the influence of heat and pressure. Insofar as the fabric threads have an antireflection coating and originally an adhesive layer above them, according to a development of the method according to the invention, the heat is metered in such a way that the adhesive is dissolved and the antireflection coating underneath is exposed.
Die Stromzuführungsfäden bilden Stromschienen, welche die Heizfäden an ihren jeweiligen Enden untereinander elektrisch verbinden und deshalb einen dem gesamten Heizstrom angepassten Querschnitt haben müssen. Mit Rücksicht auf eine einheitliche Gewebedicke ist es zweckmässig, jede Stromschiene aus einer Mehrzahl von Stromzuführungsfäden mit gleichem Durchmesser wie die Stützfäden zu bilden, welche im Gegensatz zu den Stützfäden dichter gewebt und gesamthaft mit den Heizfäden elektrisch verbunden, z.B. verpresst oder verlötet sind. The current supply threads form busbars, which electrically connect the heating threads to one another at their respective ends and therefore have to have a cross section which is adapted to the total heating current. In view of a uniform fabric thickness, it is expedient to form each busbar from a plurality of power supply threads with the same diameter as the support threads, which, in contrast to the support threads, are more densely woven and are electrically connected to the heating threads, e.g. are pressed or soldered.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen: Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing, namely:
Fig. 1 eine schematische Ansicht des Heizgitters der erfindungsgemässen Scheibe, 1 shows a schematic view of the heating grid of the pane according to the invention,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Scheiben-randpartle mit dieser entlang verlaufenden Stromzuführungsfäden, und Fig. 2 shows a cross section through a disk edge part with this along current supply threads, and
Fig. 3 Querschnitt gemäss Fig. 2 mit einer möglichen Ausführungsform des Stromanschlusses. 3 cross-section according to FIG. 2 with a possible embodiment of the power connection.
Das Heizgitter weist eine Vielzahl parallel verlaufender Heizfäden 1 auf, die über ihre Länge in gleichmässigen Abständen mit Stützfäden 2 bzw. 3 und an ihren Enden mit Stromzuführungsfäden 4 verwebt sind. Ein Teil der Stützfäden, und zwar die mit durchgezogenen Linien dargestellten Stützfäden 2 sind elektrisch und thermisch leitend und stehen an den Kreuzungsstellen 5 mit den Heizfäden 1 in leitendem Kontakt. Die mit gestrichelten Linien gezeichneten Stützfäden 3 sind nichtleitend. The heating grid has a multiplicity of heating filaments 1 running in parallel, which are interwoven at regular intervals along their length with supporting filaments 2 or 3 and at their ends with current supply filaments 4. Some of the support threads, namely the support threads 2 shown with solid lines, are electrically and thermally conductive and are in conductive contact with the heating threads 1 at the crossing points 5. The support threads 3 drawn with dashed lines are non-conductive.
Die Heizfäden 1 bestehen beispielsweise aus rostfreiem Stahl und haben einen Durchmesser von z.B. 0,035 mm. Sie können einen Antireflexbelag aufweisen, der vorzugsweise aus Polyvinylacetat mit einer Schichtdicke von etwa 2 Mikron besteht. Polyvinylacetat lässt sich praktisch beliebig einfärben, so dass Heckscheiben mit zum Fahrzeugverdeck passender Farbtönung hergestellt werden können. Zusätzlich können die Heizfäden 1 eine Klebstoffschicht aufweisen. Die Stützfäden 2, 3 haben beispielsweise einen Durchmesser von ebenfalls 0,035 mm, wobei die leitenden Stützfäden 2 aus vorzugsweise oberflächig chemisch geschwärztem Kupfer und die nichtleitenden Stützfäden 3 z.B. aus Polyester oder Nylon mit mattierter Oberfläche bestehen. Die Maschenweite kann z.B. 0,7 mm betragen, so dass sich ein Verhältnis der Maschenweite zum Fadendurchmesser von 20:1 ergibt. Die Maschenweite kann in Schussrichtung doppelt so gross sein, wenn das Heizgewebe als Drehergewebe ausgeführt ist. The filaments 1 are made, for example, of stainless steel and have a diameter of e.g. 0.035 mm. They can have an anti-reflective coating, which preferably consists of polyvinyl acetate with a layer thickness of approximately 2 microns. Polyvinyl acetate can be colored in practically any way, so that rear windows can be produced with a color matching the roof of the vehicle. In addition, the filaments 1 can have an adhesive layer. The support threads 2, 3, for example, also have a diameter of 0.035 mm, the conductive support threads 2 made of copper, which is preferably chemically blackened on the surface, and the non-conductive support threads 3 e.g. made of polyester or nylon with a matt surface. The mesh size can e.g. 0.7 mm, so that the ratio of the mesh size to the thread diameter is 20: 1. The mesh size in the weft direction can be twice as large if the heating fabric is designed as a leno fabric.
An beiden Enden der Heizfäden 1 ist jeweils eine Mehrzahl von Stromzuführungsfäden 4 mit gleichem Durchmesser wie die Stützfäden 2, 3 vorgesehen, welche gegenüber den Stützfäden dichter gewebt sind. Diese Stromzuführungsfäden 4 bestehen vorzugsweise aus blankem Kupfer und sind gemäss den Fig. 2 und 3 mit den Heizfäden 1 verlötet, wobei sie mit dem Lot 6 zusammen eine kompakte Stromschiene bilden. At both ends of the heating filaments 1, a plurality of power supply filaments 4 with the same diameter as the supporting filaments 2, 3 are provided, which are woven closer to the supporting filaments. These power supply threads 4 are preferably made of bare copper and are soldered to the heating threads 1 according to FIGS. 2 and 3, whereby together with the solder 6 they form a compact busbar.
Das auf diese Weise aufgebaute Heizgitter ist gesamthaft in einen Scheibenkörper 7 aus thermoplastischem Kunststoff, z.B. Weich-PVC, eingebettet. Vorzugsweise ist der Scheibenkörper 7 aus zwei Folien gebildet, die das Heizgitter zwischen sich einschliessen und mit diesem warmverpresst sind. The heating grid constructed in this way is entirely in a pane body 7 made of thermoplastic, e.g. Soft PVC, embedded. The pane body 7 is preferably formed from two foils which enclose the heating grille between them and are hot-pressed with the latter.
Die verschiedenen Arbeitsgänge zur Herstellung einer Reihe von Scheiben nach Fig. 2, d.h. das Weben des Heizgitters 1 bis 4, das Verlöten der Stromzuführungsfäden 4 mit den Heizfäden 1 und das Einbetten des Heizgitters in den Scheibenkörper 7 können nach dem Fliessverfahren durchgeführt werden. Die Heizfäden 1 sind dabei vorzugsweise in Schussrichtung des Gewebes angelegt. Die entstehende Produktebahn wird danach in einzelne Scheiben vom gewünschten Format zerschnitten. The various operations for making a series of disks according to Fig. 2, i.e. the weaving of the heating grid 1 to 4, the soldering of the current supply threads 4 to the heating threads 1 and the embedding of the heating grid in the disk body 7 can be carried out by the flow method. The filaments 1 are preferably applied in the weft direction of the fabric. The resulting product web is then cut into individual slices of the desired format.
Das Kontaktieren des Heizgitters für den Strom-anschluss kann an der sonst fertigen Heizscheibe vorgenommen werden, indem z.B. nach Fig. 3 eine Anschlussfahne 8 durch eine Niete 9 am Scheiben- The heating grid for the power connection can be contacted on the otherwise finished heating disc, e.g. 3 a connecting lug 8 by a rivet 9 on the washer
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rand befestigt und so mit der Stromschiene 4, 6 elektrisch verbunden wird. edge attached and thus electrically connected to the busbar 4, 6.
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PL | Patent ceased |