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Die Erfindung betrifft eine Windschutzscheibeneinrichtung gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 4 sowie eine Heckscheibeneinrichtung gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 9 und 10.
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Aus dem Kraftwagenbau sind sowohl derartige Windschutzscheibeneinrichtungen als auch solche Heckscheibeneinrichtungen bekannt, welche mit Heizeinrichtungen – beispielsweise in Form von entsprechenden Widerstandsdrähten – beheizbar sind. Dadurch ist es möglich, die Windschutzscheibe bzw. die Heckscheibe bei einer Vereisung abzutauen und so den Fahrer des Kraftwagens schnell eine gute Sicht nach außen zu gewähren.
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Darüber hinaus ist es bekannt, Kraftwagen mit Antennen zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen zu versehen, um dadurch beispielsweise den Empfang von TV-Signalen zu realisieren. Es hat sich gezeigt, dass es insbesondere in Kombination mit einer beheizbaren Windschutzscheibe bzw. Heckscheibe zu Problemen beim Empfang der elektromagnetischen Wellen mittels einer solchen Antenne kommen kann.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Windschutzscheibeneinrichtung sowie eine Heckscheibeneinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, bereitzustellen, mittels welchen einerseits eine beheizbare Windschutzscheibe bzw. Heckscheibe realisiert und andererseits das Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Wellen über die jeweilige Scheibeneinrichtung ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Windschutzscheibeneinrichtung für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 4 sowie durch eine Heckscheibeneinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Zur Realisierung einer beheizbaren Windschutzscheibe sowie eines günstigen Empfangs und/oder Sendens von elektromagnetischen Wellen ist bei der erfindungsgemäßen Windschutzscheibeneinrichtung gemäß Anspruch 1 vorgesehen, dass die Windschutzscheibe in zumindest einem Teilbereich von der Heizeinrichtung ausgespart ist, wobei in dem Teilbereich wenigstens eine Antenne zum Empfangen und/oder Senden von elektromagnetischen Wellen angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die Heizeinrichtung in dem zumindest einen Teilbereich nicht vorgesehen. Somit beeinträchtigt die Heizeinrichtung das Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Wellen mittels der wenigstens einen Antenne nicht. In der Folge ist ein sehr guter Empfang beispielsweise von TV- und/oder Radiosignalen für ein Fernsehgerät bzw. ein Radiogerät im Innenraum des Kraftwagens realisiert.
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Gleichzeitig ist es möglich, die Windschutzscheibe mittels der wenigstens einen Heizeinrichtung zu beheizen, so dass die Windschutzscheibe beispielsweise bei einer Vereisung schnell abgetaut und dem Fahrer des Kraftwagens eine sehr gute Sicht nach außen gewährt werden kann. Da die Windschutzscheibe lediglich in dem zumindest einen Teilbereich von der Heizeinrichtung ausgespart ist, kann die Windschutzscheibe besonders großflächig mit der wenigstens einen Heizeinrichtung versehen und somit großflächig beheizt werden, woraus ein günstiges Abtaubild resultiert.
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Vorzugsweise ist der zumindest eine Teilbereich in einem in Fahrzeugquerrichtung seitlichen Randbereich der Windschutzscheibe angeordnet. Dadurch kann ein besonders vorteilhaftes Abtaubild der Windschutzscheibe und somit eine besonders gute Sicht des Fahrers nach außen realisiert werden. Zudem wird dadurch die Sicht des Fahrers durch Komponenten der Heizeinrichtung und/oder der Antenne, beispielsweise durch elektrische Komponenten, nicht oder zumindest nicht übermäßig beeinträchtigt.
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Zur Erfindung gehört auch eine Windschutzscheibeneinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, gemäß Anspruch 4, bei welcher die wenigstens eine Heizeinrichtung wenigstens einen Heizbereich aufweist, in welchem die Windschutzscheibe beheizbar ist und welcher als Antenne zum Empfangen und/oder Senden von elektromagnetischen Wellen betreibbar ist. Mit anderen Worten kann die Heizeinrichtung in dem wenigstens einen Heizbereich auch als Antenne genutzt werden. Dadurch sind einerseits das Beheizen und damit beispielsweise das Abtauen der Windschutzscheibe und andererseits ein sehr guter Empfang und/oder ein sehr gutes Senden von elektromagnetischen Wellen mittels der Heizeinrichtung bzw. mittels der als Antenne fungierenden Heizeinrichtung ermöglicht.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst die wenigstens eine Heizeinrichtung eine Mehrzahl von Heizbereichen bzw. Heizfeldern, welche voneinander unabhängig sein können. In den Heizbereichen ist die Windschutzscheibe beheizbar. Die Heizbereiche können dabei als resonante Antennen zum Empfangen und/oder Senden von elektromagnetischen Wellen genutzt werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt, so dass beispielsweise in dem zumindest einen Teilbereich eine erste Antenne zum Empfangen und/oder Senden von elektromagnetischen Wellen angeordnet ist und der wenigstens eine Heizbereich der wenigstens einen Heizeinrichtung als weitere Antenne genutzt werden kann bzw. die Mehrzahl von voneinander unabhängigen Heizbereichen als resonante Antennen genutzt werden können.
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Die wenigstens eine Heizeinrichtung ist beispielsweise als Drahtheizung ausgebildet und umfasst wenigstens einen Heizdraht, mittels welchem die Windschutzscheibe beheizbar ist. Ebenso ist es möglich, dass die wenigstens eine Heizeinrichtung zumindest teilweise eine Beschichtung, insbesondere als metallische Beschichtung, aufweist. Dies bedeutet, dass die Heizeinrichtung eine so genannte Schichtheizung umfasst, mit welcher die Windschutzscheibe zumindest bereichsweise beschichtet ist. Dadurch ist es möglich, eine beheizte Frontscheibe mit Draht- oder Schichtheizung und mit wenigstens einer Antenne darzustellen. Ebenso kann eine beheizte Heckscheibe mit wenigstens einer Antenne und beispielsweise einer Schichtheizung realisiert werden.
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Zur Realisierung einer beheizbaren Heckscheibe sowie eines günstigen Empfangs und/oder Sendens von elektromagnetischen Wellen ist bei der Heckscheibeneinrichtung gemäß Anspruch 9 vorgesehen, dass deren Heizeinrichtung eine Beschichtung der Heckscheibe umfasst. Die Heckscheibe ist dabei in zumindest einem Teilbereich Heizeinrichtung ausgespart, in welchem wenigstens eine Antenne zum Empfangen und/oder Senden von elektromagnetischen Wellen angeordnet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der ersten beiden Aspekte der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Bei der erfindungsgemäßen Heckscheibenanordnung beeinträchtigt die Heizeinrichtung das Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Wellen mittels der wenigstens einen Antenne nicht. In der Folge ist ein sehr guter Empfang von beispielsweise TV- und/oder Radiosignalen für ein Fernsehgerät bzw. ein Radiogerät im Innenraum des Kraftwagens realisiert. Aufgrund der flächige, insbesondere vollflächigen, Ausgestaltung der als Beschichtung ausgebildeten Heizeinrichtung ist ein sehr günstiges Abtaubild der Heckscheibe realisiert.
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Zur Erfindung gehört auch eine Heckscheibeneinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, bei welcher die wenigstens eine Heizeinrichtung ein Beschichtung der Heckscheibe umfasst und wenigstens einen Heizbereich aufweist, in welchem die Heckscheibe beheizbar ist und welcher als Antenne zum Empfangen und/oder Senden von elektromagnetischen Wellen betreibbar ist. Die Heizeinrichtung kann somit in dem wenigstens einen Heizbereich als Antenne genutzt werden. Dadurch sind das Beheizen und das Abtauen der Heckscheibe möglich. Ferner ist ein sehr guter Empfang und/oder ein sehr gutes Senden von elektromagnetischen Wellen mittels der Heizeinrichtung bzw. mittels der als Antenne fungierenden Heizeinrichtung ermöglicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der ersten drei Aspekte der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des vierten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1a eine schematische Draufsicht einer Heckscheibeneinrichtung für einen Kraftwagen, mit einer Heckscheibe und mit einer Heizeinrichtung, mit welcher die Heckscheibe zumindest bereichsweise versehen ist und mittels welcher die Heckscheibe wenigstens bereichsweise beheizbar ist, wobei auch unterschiedliche Ausführungsformen von Antennen zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen dargestellt sind, welche an der Heckscheibe angeordnet sind;
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1b ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Anordnung der Heckscheibeneinrichtung gemäß 1a an dem Rohbau des Personenkraftwagens;
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2a eine schematische Draufsicht einer Windschutzscheibeneinrichtung für einen Personenkraftwagen, mit einer Windschutzscheibe, welche bereichsweise mit einer metallischen Schicht beschichtet und in einem Teilbereich von der Metallischen Schicht ausgespart ist, wobei in dem Teilbereich eine Antenne zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen angeordnet ist;
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2b eine weitere Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung gemäß 2a;
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3a ausschnittsweise eine schematische Anordnung einer Windschutzscheibeneinrichtung an einem Rohbau eines Personenkraftwagens;
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3b ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Anordnung gemäß 3a;
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3c ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Anordnung gemäß den 3a und 3b;
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4a eine schematische Draufsicht einer Windschutzscheibeneinrichtung für einen Personenkraftwagen;
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4b ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Anordnung der Windschutzscheibeneinrichtung gemäß 4a an dem Rohbau des Personenkraftwagens;
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4c eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung gemäß 4a;
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5 eine schematische Draufsicht einer Windschutzscheibeneinrichtung für einen Personenkraftwagen, mit einer Windschutzscheibe und mit einer Heizeinrichtung, mit welcher die Windschutzscheibe zumindest bereichsweise versehen ist und mittels welcher die Windschutzscheibe wenigstens bereichsweise beheizbar ist, wobei die Windschutzscheibe in ihren seitlichen Randbereichen von der Heizeinrichtung ausgespart ist und wobei in den Randbereichen Antennen zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen anordenbar sind;
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6 eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung gemäß 5;
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7a und b jeweils eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Antennenverstärkers für die Antenne der Windschutzscheibeneinrichtung gemäß den 5 und 6;
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8a–e jeweils eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung gemäß den 5 und 6;
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9a und b jeweils eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung gemäß den 8a–e;
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10a und b jeweils eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung gemäß den 9a und b;
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11 ausschnittsweise eine weitere Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung;
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12a und b jeweils eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung; und
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13 eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung.
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In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. gleich wirkende Elemente.
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1a zeigt eine Heckscheibeneinrichtung 10 für einen Kraftwagen, welche gemäß 1b am Rohbau 12 – vorliegend einer Karosserie eines Personenkraftwagens – angeordnet ist. Zur Befestigung der Heckscheibeneinrichtung 10 am Rohbau 12 ist wenigstens eine Kleberaupe 30 vorgesehen. Die Heckscheibeneinrichtung 10 umfasst eine Heckscheibe 14, welche in einer korrespondierenden Fensteröffnung angeordnet bzw. anzuordnen ist. Die Heckscheibe 14 ist bereichsweise mit einer elektrischen Heizeinrichtung 16 versehen, mittels welcher die Heckscheibe 14 zumindest bereichsweise beheizbar ist. Die Heizeinrichtung 16 weist dabei eine flächige Erstreckung auf und ist beispielsweise als Silberdruck- oder Drahtheizung ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Heizeinrichtung 16 eine metallische bzw. metallisierte Schicht auf der Heckscheibe 14 und ist somit als sogenannte Schichtheizung ausgebildet. Die als Schichtheizung ausgebildete Heizeinrichtung 16 kann ebenso eine metallische bzw. metallisierte Schicht auf einer Folie der Heizeinrichtung 16 umfassen, wobei die Folie wiederum an der Heckscheibe 14 angeordnet ist.
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Die Heckscheibe 14 ist in einem Teilbereich 18 von der Heizeinrichtung 16 ausgespart. Mit anderen Worten ist die Heizeinrichtung 16 im Teilbereich 18 nicht angeordnet. Dies bedeutet, dass der Teilbereich 18 zumindest nicht direkt mittels der Heizeinrichtung 16 beheizbar ist.
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Die Heckscheibeneinrichtung 10 umfasst auch wenigstens eine Sammelschiene 20, mit welcher die Heizeinrichtung 16 gekoppelt ist. Die Heizeinrichtung 16 kann über die Sammelschiene 20 mit elektrischem Strom versorgt werden, damit die Heckscheibe 14 beheizbar ist und somit beispielsweise enteist bzw. abgetaut werden kann. Die Sammelschiene 20 zum weist dabei einen Abstand zum Rohbau 12 auf, um kapazitive Kopplungen zu verhindern.
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Zur Darstellung eines Ein- oder Mehrantennensystems sind im nicht direkt beheizten bzw. beheizbaren Teilbereich 18 eine oder mehrere Antennen 22, 24 vorgesehen. Die im Teilbereich 18 angeordnete Antenne 22 ist beispielsweise als Silberdruck ausgebildet. Die im Teilbereich 18 angeordnete Antenne 24 ist beispielsweise durch wenigstens einen Draht gebildet. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, eine Antenne 26 mit galvanischer, kapazitiver oder induktiver Kopplung an die Heizeinrichtung 16 vorzusehen. Ferner ist es möglich, eine weitere Antenne 28 mit galvanischem, kapazitivem oder induktivem Abgriff auf der Sammelschiene 20 vorzusehen. Die Antennen 26, 28 sind dabei auch ohne weiteres kombinierbar.
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Zur optischen Kaschierung der wenigstens einen Sammelschiene 20 sowie von Komponenten der Heckscheibeneinrichtung 10, welche nicht sichtbar sein sollen, ist ein so genannter Schwarzdruck 32 der Heckscheibeneinrichtung 10 vorgesehen, mit welchem die Heckscheibe 14 versehen ist. Zur Entkopplung der Heizeinrichtung 16 gegen Masse ist vorzugsweise ein nicht dargestellter Heizfeldanschluss bzw. Heizeinrichtungsanschluss mit oder ohne Induktivität vorgesehen. Um die kapazitive Kopplung der Heizeinrichtung 16 gegenüber dem Rohbau 12 zu minimieren, kann vorgesehen sein, dass die Sammelschiene 20 eingerückt ist. In diesem Fall kann die eigentliche Heizeinrichtung 16 auch als Antenne genutzt werden. Jeweilige Verstärker der Antennen 22, 24, 26, 28 können mit Anschlussleitungen durch separate Ankopplungsstrukturen oder durch einen direkten Kontakt mit der Antennenstruktur angeschlossen werden. Ebenso ist es möglich, den Anschluss der Heizeinrichtung 16 als Antennenzuleitung zu nutzen.
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2a und 2b zeigen jeweils eine Windschutzscheibeneinrichtung 34 für einen Personenkraftwagen, welche eine Windschutzscheibe 36 bzw. Frontscheibe umfasst. Die Windschutzscheibe 36 ist dabei mit einer metallischen Schicht 38 der Windschutzscheibeneinrichtung 34 versehen. Die metallische Schicht 38 ist beispielsweise direkt auf der Windschutzscheibe 36 aufgebracht. Ebenso möglich ist es, dass die metallische Schicht 38 auf einer Folie aufgebracht ist, mit welcher die Windschutzscheibe 36 versehen ist.
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Die Windschutzscheibe 36 ist in wenigstens einem Teilbereich 40 von der metallischen Schicht 38 ausgespart. In dem Teilbereich 40 ist eine Antenne 42 zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen angeordnet. Gemäß 2a ist die Antenne 42 als separate Antennenstruktur dargestellt. Die Antennenstruktur ist dabei als Draht oder Silberdruck ausgeführt. Für die Antennenfunktion ist es vorteilhaft, einen Bereich um die Antenne 42 elektrisch zumindest im Wesentlichen neutral zu gestalten. Dies ist durch das Aussparen der Windschutzscheibe 36 von der metallischen Schicht 38 in dem Teilbereich 40 realisiert. Alternativ kann die metallische Schicht 38 beispielsweise mittels eines Lasers in kleine Einheiten aufgetrennt werden, welche bezüglich ihrer Abmessungen derart gestaltet sind, dass sie sich für einen Zielfrequenzbereich der Antenne 42 elektrisch zumindest im Wesentlichen neutral verhalten. Das Aussparen der Windschutzscheibe 36 von der metallischen Schicht 38 wird auch als Entschichten bezeichnet. Diese Entschichtung kann in allen Bereichen der Windschutzscheibe 36 vorgesehen werden.
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Die Antenne 42 gemäß 2b ist als so genannte Schlitzantenne bzw. Slotantenne ausgebildet, welche direkt in der metallischen Schicht 38 ausgeführt ist. Hierzu wird die metallische Schicht 38 derart ausgestaltet, dass sie sich im Zielfrequenzbereich der Antenne 42 resonant verhält. Als Kopplung zum Antennenverstärker können verschiedene Anschlusstechniken genutzt werden.
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Die Windschutzscheibeneinrichtung 34 gemäß den 2a und 2b umfassen ferner jeweils einen Schwarzdruck 44, um bedarfsgerecht Komponenten, insbesondere elektrische Einrichtungen, der Windschutzscheibeneinrichtung 34 optisch zu kaschieren bzw. abzudecken.
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3a bis 4c veranschaulichen die Problematik bei Verwendung wenigstens einer Sammelschiene 46 beispielsweise zum Versorgen einer Heizeinrichtung für die Windschutzscheibe 36 mit elektrischem Strom. Bei Windschutzscheiben ist eine möglichst große Durchsicht für den Fahrer des Personenkraftwagens anzustreben. Einschränkungen des Sichtwinkels insbesondere im Bereich von A-Säulen und Dachrahmen des Personenkraftwagens sind unerwünscht. 3a–c zeigen jeweils eine Anordnung 48 einer weiteren Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung 34 am Rohbau 12 des Personenkraftwagens, wobei zur Befestigung der Windschutzscheibeneinrichtung 34 wenigstens eine Kleberaupe 50 vorgesehen ist.
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In 3a ist schematisch der Kopf 52 des Fahrers des Personenkraftwagens dargestellt. Eine erste Linie 54 deutet den Sichtwinkel des Fahrers an, der sich aufgrund des relativ breiten Schwarzdrucks 44 ergibt. Die relativ große Breite des Schwarzdrucks 44 ist dabei bedingt durch das Vorsehen der Sammelschiene 46, welche mittels des Schwarzdrucks 44 optisch kaschiert ist.
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Eine zweite Linie 56 deutet den Sichtwinkel des Fahrers an, der sich bei einem demgegenüber relativ schmalen Schwarzdruck ergibt. Der relativ schmale Schwarzdruck ist beispielsweise dann realisierbar, wenn die Sammelschiene 46 nicht vorgesehen ist. Wie ein Vergleich zwischen den Linien 54, 56 ergibt, wird der Sichtwinkel durch die Verwendung der Sammelschiene 46 eingeschränkt.
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Um diese Einschränkung des Sichtwinkels gering zu halten, kann die Sammelschiene 46 beispielsweise weiter nach außen relativ zur Windschutzscheibe 36 verschoben werden. Dies ist in 3b und c dargestellt. Dies führt jedoch zu einer Überlappung der Sammelschiene 46 mit dem Rohbau 12, woraus wiederum starke Einbußen der Antennenleistung resultieren, wenn beispielsweise die über die Sammelschiene 46 mit elektrischem Strom versorgbare Heizeinrichtung auch als Antenne genutzt wird. In diesem Fall wird die Heizeinrichtung zum Rohbau 12 kurzgeschlossen und somit die empfangene Leistung kapazitiv gegen den Rohbau 12 abgeleitet.
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Eine weitere Einschränkung besteht bei beheizten Windschutzscheiben, bei welchen teilweise metallisch leitende Flächen zum Beheizen eingesetzt werden. Die metallischen Flächen haben typischerweise einen deutlich schlechteren Leitwert als Draht- oder Silberdruck-Heizeinrichtungen.
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Um genügend Leistung zur Betauung der Windschutzscheibe 36 zur Verfügung zu stellen, werden – wie dies in den 4a und b gezeigt ist – die Sammelschienen 46 zum Versorgen der Heizeinrichtung mit elektrischem Strom in den in Fahrzeughochrichtung oberen und unteren Randbereichen 60 der Windschutzscheibe 36 angeordnet. Der Gesamtwiderstand der Heizeinrichtung wird somit minimiert und die Leistungsaufnahme maximiert.
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Wie 4c zu entnehmen ist, ist ein über die sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckende, gesamte Breite der Windschutzscheibe 36 unbeheizter Bereich 62 im oberen Bereich der Windschutzscheibe 36 nicht möglich, ohne die obere Sammelschiene 46 in den sichtbaren Bereich des Fahrers zu verlegen oder sehr große Einbußen im Durchsichtbereich hinzunehmen.
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5 zeigt nun eine Windschutzscheibeneinrichtung 34 für einen Personenkraftwagen, mit einer Windschutzscheibe 36, welche mit einer metallischen Schicht 38 mit einer Heizeinrichtung 64 versehen ist. Die Heizeinrichtung 64 ist eine elektrische Heizeinrichtung 64 und mit den Sammelschienen 46 gekoppelt, über welche die Heizeinrichtung 64 mit elektrischem Strom versorgbar ist. Dadurch kann die Windschutzscheibe 36 der Windschutzscheibeneinrichtung 34 zumindest bereichsweise beheizt und dadurch beispielsweise bei einer Vereisung abgetaut werden. Zur optischen Kaschierung der Sammelschienen 46 ist ein jeweiliger Schwarzdruck 44 vorgesehen.
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Wie 5 ferner zu entnehmen ist, ist die Windschutzscheibe 36 in ihren in Fahrzeugquerrichtung seitlichen Randbereichen 66 von der metallischen Schicht 38 und von der Heizeinrichtung 64 ausgespart. Mit anderen Worten ist die metallische Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64 in den seitlichen Randbereichen 66 nicht vorgesehen. Somit sind die Randbereiche 66 Teilbereiche der Windschutzscheibe 36, welche nicht direkt mittels der Heizeinrichtung 64 beheizbar sind und welche entschichtet bzw. per Laserrasterung von der metallischen Schicht 38 ausgespart sind. In den seitlichen Randbereichen 66 können nun jeweilige Antennen angeordnet werden.
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Vorliegend sind beide seitlichen Randbereiche 66 der Windschutzscheibe 36 von der metallischen Schicht 38 und der Heizeinrichtung 64 ausgespart. Alternativ kann dies lediglich in einem der seitlichen Randbereiche 66 vorgesehen sein. Ist lediglich einer der seitlichen Randbereiche 66 entsprechend ausgespart, so handelt es sich dabei vorzugsweise um den auf der Beifahrerseite angeordneten Randbereich 66, um den Fahrer möglichst wenig zu beeinflussen.
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Die in den Randbereichen 66 angeordneten Antennen können mit verschiedenen Techniken wie beispielsweise Draht, Silberdruck, leitende Flächen, eine Kombination dieser Techniken, Dipol, Monopol, Koppelsonden, Schlitzantennen, Flächenstrahler, Multibandantennen etc. ausgebildet sein. Der Anschluss der Antennen kann hierbei kapazitiv, induktiv oder galvanisch ausgeführt sein. Zur Impedanzanpassung können diese Techniken ebenfalls in Kombination verwendet werden.
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6 zeigt die Windschutzscheibeneinrichtung 34 gemäß 5 mit einer Antenne 68, welche im Randbereich 66 angeordnet ist. Die Windschutzscheibeneinrichtung 34 gemäß 6 umfasst auch einen Antennenverstärker 70, welcher mit der Antenne 68 gekoppelt ist. Mit dem Antennenverstärker 70 ist auch die metallische Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64 und somit der beheizte Bereich gekoppelt. Dadurch kann gleichzeitig auch der beheizte Bereich als Antenne genutzt werden. Dadurch ist es möglich, die Antenne 68 bzw. ihre Struktur besonders klein auszugestalten. Durch die zusätzliche Nutzung des im Wesentlichen flächigen, mittels der Heizeinrichtung 64 beheizten Bereiches ist es möglich, eine insgesamt besonders breitbandige Antenne darzustellen und somit entsprechende Dienste, die eine solche, breitbandige Antenne benötigen, zu nutzen. Mit anderen Worten wird bei der Windschutzscheibeneinrichtung 34 eine Antenne als Kombination der Antenne 68 im Randbereich 66 und der flächigen Heizeinrichtung 64 realisiert. Die Antenne 68 sowie die als Antenne fungierende Heizeinrichtung 64 können dabei mit unterschiedlichen Techniken angekoppelt werden. Dabei ist beispielsweise eine kapazitive, induktive oder galvanische Kopplung möglich. So können beliebig viele Antennen für verschiedene oder gleiche Frequenznutzbänder ausgeführt werden. Die Ankopplung ist in 6 mit 72 bezeichnet.
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Gemäß 7a kann der Antennenverstärker 70 als mehrzügiger Antennenverstärker 70 mit separaten Verstärkerzügen 74, 76 für ausgewählte Frequenzbänder oder gemäß 7b als einzügiger Antennenverstärker 70 mit einem Verstärkerzug 78 mit zusammengeführten Antennen ausgebildet sein.
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8a zeigt eine weitere Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung 34, wobei die Windschutzscheibe 36 der Windschutzscheibeneinrichtung 34 in einem Teilbereich 80 von der metallischen Schicht 38 und der Heizeinrichtung 64 ausgespart ist. Der Teilbereich 80 ist dabei in Querrichtung weiter innen angeordnet als der Randbereich 66 der Windschutzscheibe 36. Durch die entsprechende Positionierung des von der metallischen Schicht 38 und der Heizeinrichtung 64 ausgesparten bzw. ausgenommenen Teilbereichs 80 der Windschutzscheibe 36 kann ein Optimum zwischen der Leistungsfähigkeit der in dem Teilbereich 80 angeordneten bzw. anzuordnenden Antenne und der Minimierung der Beeinträchtigung des Sichtbereichs des Fahrers erzielt werden. Ebenso ist es möglich, mehrere Teilbereiche der Windschutzscheibe 36 von der metallischen Schicht 38 und der Heizeinrichtung 64 auszunehmen und in diesen Teilbereichen entsprechende Antennen anzuordnen. Dabei ist der Teilbereich 80 zumindest nicht direkt mittels der Heizeinrichtung 64 beheizbar, kann sich jedoch beispielsweise aufgrund von Wärmeübertragung beim Beheizen der Windschutzscheibe 36 erwärmen.
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Gemäß 8b ist der Teilbereich 80 in Querrichtung der Windschutzscheibe 36 zumindest im Wesentlichen mittig angeordnet, wobei die metallische Schicht 38 zwei Schichtbereiche und die Heizeinrichtung 64 entsprechend zwei Heizbereiche umfasst.
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Gemäß 8c ist die Windschutzscheibe 36 der Windschutzscheibeneinrichtung 34 in ihren beiden seitlichen Randbereichen 66 sowie in zwei Teilbereichen 80 von der metallischen Schicht 38 und damit der Heizeinrichtung 64 ausgespart, wobei die metallische Schicht 38 entsprechend drei Schichtbereiche und die Heizeinrichtung 64 drei Heizbereiche umfasst. Wie bei der Windschutzscheibeneinrichtung 34 gemäß 8b im Teilbereich 80 sind in den Teilbereichen 80 und in den seitlichen Randbereichen 66 der Windschutzscheibeneinrichtung 34 Antennen anzuordnen. Dadurch kann die Windschutzscheibe 36 mittels der Heizeinrichtung 64 beheizt als auch gleichzeitig in den Teilbereichen 80 bzw. den Randbereichen 66 mit Antennen versehen werden, um so den günstigen Empfang von elektromagnetischen Wellen zu realisieren.
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8d zeigt eine weitere Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung 34 mit den von der Heizeinrichtung 64 ausgesparten Randbereichen 66 und dem von der Heizeinrichtung 64 ausgesparten Teilbereich 80, wobei in den Randbereichen 66 und in dem Teilbereich 80 jeweilige Antennen anordenbar bzw. angeordnet sind. Stellvertretend ist vorliegend eine Antenne 68 in dem bezogen auf die Bildebene der 8d rechten Randbereich 66 angeordnet.
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Wie 8d zu entnehmen ist, weist die metallische Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64 einen der Antenne 68 zugeordneten, ersten Vorsprung 82 auf, welcher näher zu der Antenne 68 angeordnet ist als sich an den ersten Vorsprung 82 anschließende Bereiche der metallischen Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64. Der erste Vorsprung 82 stellt dabei eine gezielte Annäherung an die Antenne 68 dar, um die Impedanz einzustellen.
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Darüber hinaus weist die metallische Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64 einen zweiten Vorsprung 84 auf, welcher näher zu dem Rohbau 12 angeordnet bzw. anordenbar ist als sich an den zweiten Vorsprung 84 anschließende Bereiche der metallischen Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64 sind. Der zweite Vorsprung 84 stellt dabei eine gezielte Annäherung der Heizeinrichtung 64 an den Rohbau 12 dar, um EMV-Störungen (EMV – elektromagnetische Verträglichkeit) abzuführen. Bei der Windschutzscheibeneinrichtung 34 gemäß 8d wird somit der mittels der metallischen Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64 beheizte Bereich genutzt, um die Antenne 68 bzw. die Antennen in den nicht beheizten Bereichen (Randbereiche 66 und Teilbereich 80) anzupassen sowie eine gezielte EMV-Abschirmung für die Antennen zu realisieren.
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Bei der Windschutzscheibeneinrichtung 34 gemäß 8e sind im linksseitigen Randbereich 66 der Windschutzscheibe 36 zwei Teilbereiche 80 vorgesehen, welche von der metallischen Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64 ausgenommen bzw. ausgespart sind. In diesen unbeheizten Teilbereichen 80 können wiederum jeweilige Antennen angeordnet werden. Die metallische Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64 weist den zweiten Vorsprung 84 auf, welcher zur Annäherung an den Rohbau 12 dient. Im Bereich des Vorsprungs 84 ist nun ein Schlitz 86 (Slot) vorgesehen, welcher als Schlitzantenne bzw. zur Abstimmung der Heizeinrichtung 64 als Antenne fungieren kann. Mit anderen Worten kann die metallische Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64 vorliegend als Antenne zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen genutzt werden. Mit 88 ist die Ankopplung der metallischen Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64 als Antenne bezeichnet.
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Im automobilen Bereich ist es oftmals nicht möglich, die Lage des Antennenverstärkers direkt am optimalen Fußpunkt der Antennensäulen zu platzieren. Als mögliche Lösung können hier Koppelleitungen zwischen dem Antennenfußpunkt und der Position des Verstärkers ausgeführt werden. Hierzu können einfache einpolige Leiter verwendet werden, die wahlweise als Silberdruck oder Draht ausgeführt werden. Auch der Einsatz von Koaxialleitungen ist als Lösung möglich.
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Um Optimierungsgrade bei fester Antennenverstärkerposition durch eine frei definierbare Antennenlage zu erhalten, ist eine optimale Leitungsführung zwischen diesen Positionen vorteilhaft. Hierzu können verschiedene Techniken wie beispielsweise Koplanar-Leitungen als gedruckte Strukturen auf der Scheibenoberfläche, Koplanar-Leitungen als leitende Folien zwischen zwei oder mehr Scheibenlagen und/oder Streifenleitungen mit flächigen Strukturen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Scheibe liegen, zur Anwendung kommen. Dabei ist insbesondere die Lösung mit Koplanar-Leitungen insbesondere hinsichtlich Toleranzen vorteilhaft zu realisieren.
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9a zeigt eine Windschutzscheibeneinrichtung 34 mit einer Koplanar-Leitung 89, welche wahlweise ein oder vorliegend zwei Massepfade 90 aufweist. Hierbei kann die Masseverbindung über den Antennenverstärker 70 oder über eine separate Masseanbindung an den Rohbau 12 hergestellt werden. Mischformen oder mehrmaliger Masseanschluss sind ebenfalls möglich. Mit 92 ist ein Signalpfad bezeichnet, welcher zwischen den Massepfaden 90 verläuft. Vorliegend ist mit 94 die Masse bezeichnet. Bedarfsweise können bei beidseitiger Masseleitung bzw. bei beidseitigen Massepfaden 90 mehrere Verbindungsstellen zwischen den beiden Leitern hergestellt werden.
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9b zeigt die Windschutzscheibeneinrichtung 34 gemäß 9a mit einer Koplanar-Leitung 89 mit lediglich einem Massepfad 90. Der Übersicht wegen sind in 9a und b die übrigen Komponenten der Windschutzscheibeneinrichtung 34 nur schematisch dargestellt und nicht explizit bezeichnet.
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10a zeigt eine Möglichkeit zur Realisierung eines besonders großflächigen, beheizten Bereichs der Windschutzscheibe 36. Die Windschutzscheibeneinrichtung 34 weist dabei einen von der metallischen Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64 ausgesparten Teilbereich 80 auf, welcher sehr klein ist. Dadurch ist ein besonders vorteilhaftes Abtaubild realisiert, so dass eine Vereisung der Windschutzscheibe 36 insbesondere vor Fahrtantritt sehr gut abgetaut werden kann. Vorliegend ist der von der Heizeinrichtung 64 ausgesparte Teilbereich 80 im oberen Bereich der Windschutzscheibeneinrichtung 34 angeordnet. Das Abtaubild entspricht dabei zumindest im Wesentlichen der metallischen Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64.
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Die kleinen Antennenzonen (Teilbereiche 80) können dabei mehrfach und an jedweden Positionen der Windschutzscheibe 36 ausgeführt werden. Dies ist insbesondere 10b zu entnehmen. Gemäß 10b sind die Teilbereiche 80 zumindest im Wesentlichen schlitzförmig ausgebildet und verlaufen bezogen auf die Bildebene von 10b vertikal bzw. horizontal und dienen zur Darstellung bzw. Anordnung von Antennen 68 in Form von Schlitzantennen. Im Falle der vertikalen Schlitzantennen entspricht das Abtaubild zumindest im Wesentlichen der metallischen Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64. Horizontale Schlitzantennen haben abhängig von ihrer Breite einen größeren Einfluss, der im Abtaubild 10b dargestellt ist.
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11 zeigt eine weitere Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung 34 mit der Windschutzscheibe 36, welche mit der Heizeinrichtung 64 versehen ist. Vorliegend umfasst die Heizeinrichtung 64, mittels welcher die Windschutzscheibe 36 zumindest bereichsweise beheizbar ist, mehrere Heizbereiche 96 bzw. Heizfelder, welche jeweils als Antennen abgestimmt werden können. So können mehrere separate oder kombinierte Antennen realisiert werden. Dazu werden die Heizbereiche 96 auf einen vorgebbaren Frequenzbereich entsprechend abgestimmt.
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12a zeigt eine Möglichkeit zur Darstellung eines besonders homogenen Abtaubilds der Windschutzscheibe 36 insbesondere auch im von der Heizeinrichtung 64 und somit nicht direkt mittels der Heizeinrichtung 64 beheizbaren Teilbereich 80, in welchem wenigstens eine Antenne angeordnet bzw. anordenbar ist. Zur Realisierung eines besonders homogenen Abtaubilds sind die Sammelschienen 46, über welche die als Schichtheizung ausgebildete Heizeinrichtung 64 mit elektrischem Strom versorgt wird, derart ausgeführt, dass die Heizleistung um den Teilbereich 80 höher ist als in sich daran anschließenden Bereichen. So kann zumindest teilweise auch im nichtbeheizten bzw. nicht-bestromten Bereich der Windschutzscheibe 36 eine Abtauung der Windschutzscheibe 36 und ein Schutz gegen ein Beschlagen der Windschutzscheibe 36 gewährleistet werden. Wie 12a zu entnehmen ist, sind die Sammelschienen 46 im Mittelbereich links und rechts des Teilbereichs 80 entsprechend ausgeformt, um ein vorteilhaftes Abtaubild zu realisieren.
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Wie 12b zu entnehmen ist, kann bei den von der Heizeinrichtung 64 ausgesparten, seitlichen Randbereichen 66 eine Unterstützung der Beheizung der Windschutzscheibe 36 durch einen bestromten Silberdruck, Draht oder wenigstens eine Folie 98 realisiert werden, wobei der bestromte Silberdruck, Draht oder Folie 98 innerhalb und/oder außerhalb eines Glasverbundes der Windschutzscheibe 36 angeordnet ist bzw. sind.
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13 zeigt eine weitere Ausführungsform der Windschutzscheibeneinrichtung 34, bei welcher die metallische Schicht 38 mit der Heizeinrichtung 64 als Antenne betreibbar ist bzw. genutzt wird. Dabei ist es vorteilhaft, die als Antenne genutzte Heizeinrichtung 64 von einem Leitungssatz 100 gebundenen Störern und der Masse des Personenkraftwagens im Nutzfrequenzbereich zu entkoppeln. Hierzu werden Spulen 102 und ein EMV-Filter 104 genutzt.
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Ferner können bei den Windschutzscheibeneinrichtungen 34 zur optischen Kaschierung von nichtbeschichteten Bereichen wie beispielsweise den Teilbereichen 80 und den seitlichen Randbereichen 66 farblich abgestimmte Färbungen in die entsprechende Windschutzscheibe 36 eingebracht werden.
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Die zu den Windschutzscheibeneinrichtungen 34 geschilderten Maßnahmen und Techniken können auch auf Heckscheibeneinrichtungen mit Heckscheiben wie beispielsweise auf die Heckscheibeneinrichtung 10 übertragen werden. Die genannten Maßnahmen und Techniken können auch auf anderweitige Fahrzeugverglasungen übertragen werden.
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Als Alternative zur direkten Ankopplung der Heizeinrichtung 64 als Antenne bzw. als Antennen kann ein Übertrager, insbesondere ein Transformator, genutzt werden. Der Übertrager, insbesondere der Transformator, kann zusätzlich so ausgeführt werden, dass Störungen, welche über das Bordnetz des Personenkraftwagens eingekoppelt werden können, zumindest teilweise ausgelöscht oder verringert werden. Ebenso sind Kombinationen aus Antennenzonen, metallischer Schicht 38 mit Heizeinrichtung 64 ohne Transformator und metallischer Schicht 38 mit Heizeinrichtungen 64 mit Transformator möglich. Eine Kombination von mehreren Antennenzonen, mit und ohne metallischer Schicht 38 bzw. metallischen Schichten 38, können zum Abstimmen des Antennendiagramms genutzt werden.
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Ist hinter der entsprechenden Windschutzscheibe 36 beispielsweise wenigstens eine Kamera im Innenraum des Personenkraftwagens vorgesehen, so kann die obere der Sammelschienen 46 der im Wesentlichen flächigen Heizeinrichtung 64 auf das Null-Volt-Potential gelegt werden, so dass die Kamera im oberen und mittleren Bereich der Windschutzscheibe 36 mittels der oberen Sammelschiene 46 auf Masse gelegt werden kann. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Entstörung realisiert werden.
