DE1912667A1

DE1912667A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beheizen einer Heizscheibe durch elektrische Widerstandsbeheizung

Info

Publication number: DE1912667A1
Application number: DE19691912667
Authority: DE
Inventors: Julius Goerner; Walter Huebel
Original assignee: DETAG; Flachglas Wernberg GmbH
Current assignee: DETAG; Flachglas Wernberg GmbH
Priority date: 1969-03-13
Filing date: 1969-03-13
Publication date: 1970-09-24
Also published as: BE747346A; SE371140B; FR2037864A5; GB1300115A

Description

Deutsche Tafelglas Aktiengesellschaft Detag, Fürth / Bayern

Verfahren und Torrichtung zum Beheizen einer Heizscheibe durch elektrische Widerstandsbeheizung

Heiz scheiben mit elektrischer Widerstandsbeheizung zur Schaffung eines klaren Sichtbereiches werden in der Hauptsache in Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen oder Flugzeugen eingesetzt. Die Beheizung erfolgt dann bei kaltem Wetter in der Hegel unmittelbar nach dem Anwerfen des Ilotors, während sich der Motor noch im Leerlauf befindet. Der von der Lichtmaschine erzeugte elektrische Strom reicht dann noch nicht aus, um die Heizscheibe aufzuheizen, so daß zusätzlich Strom aus der noch kalten Batterie entnommen werden muß, was zu einer schnellen Erschöpfung der Batterie führen kann·

Erfindungsgemäß werden die sehr häufigen hierauf zurückzuführenden Störungen dadurch vermieden, daß zunächst nur ein begrenzter Teilbereich der Heizscheibe mit relativ hoher Heizleistung beheizt wird, worauf erst nach Erreichung einer Sicht über diesen begrenz-

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ten Teilbereich der verbleibende, zur Beheizung vorgesehene Teil der Heizscheibe zugeschaltet wird. Die dem Motor und der Batterie entnommene Heizleistung wird auf diese Weise wesentlich vermindert, ohne daß eine Verzögerung des Eintretens der Sicht in Kauf genommen werden muß.

Es empfiehlt sich dabei so zu arbeiten, daß der nach Erreichung des gewünschten beschränkten Sichtbereiches zusätzlich beheizte Teil des Heizfeldes in Reihe zum ersten Teilbereich zugeschaltet und dann die gesamte Heizscheibe mit entsprechend verringerter Heizleistung weiterbeheizt wird. Die Umschaltung von der Beheizung des ersten Teilbereichs der Heizscheibe auf die Beheizung der gesamten Scheibe nach Erreichung des gewünschten beschränkten Sichtbereichs kann dabei mittels einer selbsttätigen zeit- und/oder temperaturabhängigen Schaltung durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Heizscheibe mit zwei voneinander unabhängigen elektrischen Widerstandsheizungen ist demgemäß so ausgestaltet, daß sich die erste Widerstandsheizung nur über einen Teil des Heizfeldes erstreckt, während die zweite Widerstandsheizung den verbleibenden Teil des Heizfeldes umfaßt. Dabei ist eine Schaltung zum Einschalten des ersten Teiles des Heizfeldes und zum Inreiheschalten beider Teile des Heizfeldes vorgesehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der zunächst beheizte Teilbereich der Heizscheibe, der z.B. die Hälfte des Heizfeldes umfassen kann, in der lütte des Heizfeldes, z.B. in einem mittleren, sich quer über die Heizscheibe erstreckenden Streifen angeordnet. Die Beheizung

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erfolgt dann von der Kitte der Scheibe ausgehend in Biohtung auf die Scheibenränder, wodurch die befürchteten Spannungen vermieden werden, die auf eine ungleichmäßig über die Fläche verteilte Erwärmung der Scheibe zurückzuführen sind.

Der erfindungsgemäß vorgesehene zeit- und/oder temperaturabhängige Schalter zur Umschaltung von der Beheizung des ersten Teilbereichs des Heizfeldes auf die Beheizung des gesamten Heizfeldes kann als Biaetallschalter ausgeführt sein. Die Beheizung erfolgt vorzugsweise durch in der Zwischenschicht der Verbundglasscheibe angeordnete Widerstandsheizdrähte·

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungebeispiel sohematisch dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine HeIsscheibe, die ein Heizfeld

Mit zwei unabhängigen Teilbereichen hat; und

Fig. 2 ein Schaltbild, welches den Anschluß der Heizscheibe von Fig. 1 mittels eines selbsttätigen Bimetallschalters an eine Spannungsquelle zeigt.

Die in Fig. 1 gezeigte Verbundglasscheibe trägt in der ihre .beiden Glasscheiben verbindenden Folienzwischenschicht ein Heizfeld, welches aus zwei als Widerstandsheizdrahtnetze A bzw. B ausgebildeten Teilbereichen besteht. Das Heizdrahtnetz A liegt in einer mittleren streifenformigen Zone der Heizscheibe 10, während das Heizdrahtnetz B zweiteilig ausgebildet ist und oberhalb und unterhalb der vom Netz A gebildeten Zone liegt. Die Scheibe 10 kann entweder durch das Heizdrahtnetz A oder durch die beiden Hetze A und B beheizt werden. Im letzteren Falle sind die beiden Hetze A und B in Reihe geschaltet.

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Vird zunächst nur die mittlere Zone beheizt, so nimmt das Heisdrahtnetz A einen relativ hohen elektrischen Strom auf, wodurch die Scheibe in der mittleren Zone mit relativ hoher Heizleistung erwärmt wird. Eine vereiste Rücksoheibe eines Kraftfahrzeuges wird also in der mittleren Zone sehr schnell eisfrei. Wird dann das Heiznetz B zugeschaltet, fällt die Stromaufnahme ab, da sich der Geeamtwiderstand der beiden Heizdrahtnetze addiert» Die Scheibe wird dann also mit geringerer Heizleistung weiterbeheizt· Dies genügt, um die restlichen Bereiche der Scheibe vom Eis zu befreien und eisfrei zu halten.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Scheibe muß der Anschluß der Stromquelle also zunächst an der Leitung 1 und 3 erfolgen. In Kraftfahrzeugen liegt gewöhnlich ein Batteriepol an Hasse, so daß im vorliegenden Falle die Leitung 1 ebenfalls an Hasse gelegt werden muß, während die Leitung 3 mit dem anderen Batteriepol verbunden wird. Sobald das Netz A an der Scheibe einen Sichtstreifen freigemacht hat, wird die Verbindung der Batterie mit der Leitung 3 unterbrochen und der nicht an Hasse liegende Pol der Batterie wird mit der Leitung 2 verbunden. Aus der Zeichnung geht hervor, daß dann die beiden Netze A und B in Reihe geschaltet sind.

Fig. 2 zeigt eine Schaltanordnung, bei der die Zuschaltung des Netzes B nach einer bestimmten Heizzeit des Netzes A durch einen Bimetallschalter 11 automatisch erfolgt. Die Teilbereiche des Heizfeldes bzw. die Heizdrahtnetze A und B sind in diesem Schaltplan nur schematisch als Widerstände E^ und Rg angedeutet. Der Bimetallechalter 11 ist so ausgebildet, daß mittels eines Heizwideretandes 12 ein Bimetallelement 13 erwärmt wird. Bei kaltem Bimetallelement 13

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schließt der Schalter den Schaltkreis von der Fahrzeugbatterie zur Leitung 3 der Heisscheibe· Sobald das Bimetallelement von Heizwiderstand 12 ausreichend erwärmt ist, unterbricht es den Stromkreis zur Leitung 3 und schaltet die Batteriespannung auf die Leitung 2. Die Zeitdauer, die bis zur Umschaltung des Schalters von der Leitung 5 auf die Leitung 2 vergeht, ist vom verwendeten Bimetallelement und der Größe des Heizwiderstandes abhängig. Auch eine gewisse Temperaturabhängigkeit der Schaltung ist dadurch gegeben, daß das Bimetallelement 15 bei niedrigerer Ausgangstemperatur eine längere Zeit braucht, um auf die Umschalttemperatur zu kommen.

Das Arbeiten des Bimetallschalters wird durch das Einsehalten eines Hauptschalters 14 ausgelöst. Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Heizscheibe und zur VeranschauÜchung der Größenordnung der auftretenden Stromstärken und Heizleistungen ist die Heizscheibe im folgenden mit angenommenen, der Praxis nahekommenden Werten beispielsweise durchgerechnet.

Die zu beheizende Scheibenfläche habe eine Größe von 26,4 dm · Die Aufteilung der Netze A und B sei so vorgenommen, daß der Widerstand R^ des Netzes A genauso groß wie der Widerstand Bg des Netzes B ist. Wenn die Heizdrähte beider Netze im gleichen Abstand voneinander verlegt sind, muß jedes Heiznetz die halbe Scheibenfläche, d.h. 15,2 dar beheizen.

Das Kraftfahrzeug habe eine Batteriespannung von 12 V und der Widerstand jedes Heizdrahtnetzes betrage R_A ■ Rg ■ 1,09-Q. Mit dem Ohmschen Gesetz ergibt sich dann, daß das Heizdrahtnetz A einen

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Strom von ™ - 11 A aufnimmt. Wird das Heizdraht netz B zugeschaltet, ergibt sich wegen der Reihenschaltung der Hetze A und B ein Gesaatwiderstand von 2,18 £ und die Scheibe nimmt einen Strom von j * 5,5 A auf. Die Heizleistung beträgt also im ersten fall (nur Netz A eingeschaltet) 12 χ 11 - 132 V, während sie im zweiten Fall (Netz A und B eingeschaltet) 12 χ 5,5 - 66 W beträgt.

Die spezifische, d.h. auf die Scheibenfläche bezogene Heizleistung beträgt dann im ersten Fall 10 V/dm , während sie im zweiten Fall nur ff-g: 2,5 V/dar beträgt. Diese spezifische Heizleistung Ton 2,5 V/dm liegt in der Größenordnung der Heizleistung der üblichen einstufigen Heiz scheiben.

Eine so ausgelegte Heizscheibe wird also zunächst einen der Breite des Netzes A entsprechenden Sichtstreifen mit dem Vierfachen der üblichen spezifischen Heizleistung, d.h. also sehr schnell, eisfrei machen. Danach wird das restliche Eis mit der üblichen spezifischen Heizleistung zum Schmelzen gebracht und die Scheibe eisfrei gehalten.

Venn es erwünscht ist, kann der mit hoher Heizleistung beheizte Sichtbereich auch so ausgebildet sein, daß eine Sichtinsel entsteht. Die Widerstände der beiden Viderstandsheizdrahtnetze können auch unterechiedlich groß gewählt werden. Veiter können anstelle der Viderstandsdrahtnetze zonenförmig auf die Scheiben aufgebrachte durchsichtige Metallschichten verwendet werden. Auch Heizscheiben mit mehr als zwei unabhängigen Heizzonen können verwendet werden, wobei dann durch wahlweises Parallel-

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oder Hintereinanderschalten der Widerstandene tee einseiner Zonen eine Vielzahl von Schaltmöglichkeiten gegeben ist.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren sum Beheizen einer Heisecheibe durch elektrische Widerstandsbeheizung, dadurch gekennzeichnet, daß zur schnellen Erzeugung eines Sichtbereichs zunächst ein begrenzter Teilbereich der Heizscheibe mit relativ hoher Heizleistung beheizt und daß erst nach Erreichung des gewünschten beschrankten Sichtbereiche der verbleibende zur Beheizung vorgesehene Teil der Heizscheibe zusätzlich beheizt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nach Erreichung des gewünschten beschränkten Sichtbereiches zusätzlich beheizte Teil des Heizfeldes in Heine zum ersten Teilbereich zugeschaltet und dann die gesamte Heizscheibe mit entsprechend verringerter Heizleistung weiterbeheizt wird.

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3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von der Beheizung des ersten Teilbereichs der Heizscheibe auf die Beheizung der gesamten Heizscheibe mittels einer selbsttätigen zeit- und/oder temperaturabhängigen Schaltung durchgeführt wird.

Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Heizscheibe, die zwei voneinander unabhängige elektrische Widerstand sheizungen hat, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Widerstandsheizung nur über einen Teil des Heizfeldes erstreckt, wahrend die zweite Widerstandsheizung den verbleibenden Teil des Heizfeldes umfaßt, und daß eine Schaltung zum Einschalten des ersten Teiles des Heizfeldes und zum Inreilie schaltan beider Teile des Heizfeldes vorgesehen ist·

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zuerst beheizte Teilbereich der Heizscheibe in der Kitte des Heizfeldes, z.B. in einem mittleren, sich quer über die Heizscheibe erstreckenden Streifen, angeordnet ist.

6· Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekenn-009839/0993

zeichnet, daß der erste und der zweite Teilbereich des Heizfeldes etwa je 50% der Fläche des Heizfeldes bedecken.

7· Vorrichtuag nach eines der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zeit- und/oder tesrperaturabnängiger Schalter vorgesehen ist, der die umschaltung von der Beheizung des ersten Teilbereichs des Heizfeldes auf die Beheizung des gesamten Heizfeldββ selbsttätig auslöst.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter ein Biaetallschalter vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der die Heizscheibe als Verbundglasscheibe ausgebildet ist« dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung in an sich bekannter Weise aus in der Zwischenschicht der Verbundglasscheibe angeordneten Widerstandsheizdrähten besteht·

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