DE2017790A1 - Geschichtete Windschutzscheibe mit eingebauter Antenne - Google Patents

Description

LIBBEY-OWENS-FORD COMPANY 811 Madison Avenue, Toledo, Ohio, U. S. A*

Geschichtete Windschutzscheibe mit eingebauter Antenne

Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden USA-Anmeldung Ser. No. 814 896 vom 10. April 1969 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf mehrschichtige, zwischen den Schichten ein Gebilde aus elektrisch leitenden Elementen tragende Glasscheiben und betrifft insbesondere Verbesserungen an mit eingebauten Radioantennen versehenen geschichteten Sicherheitsglas-Windschutzscheiben für Kraftfahrzeuge.

Bisher wurden als Kraftfahrzeugantennen fast ausschließlich die bekannten biegsamen Teleskopantennen verwendet, die bei den meisten Personenkraftwagen zur normalen Ausrüstung gehören. Diese herausragenden Stabantennen vermindern die bei modernen Kraftfahrzeugkonstruktionen verlangte aerodynamische Gesamtwirkung, während sie gegen Bruch und Verlust durch mutwillige Zerstörer und häufig anzutreffende

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Hindernisse äußerst empfindlich sind. Dementsprechend sind Vorschläge gemacht worden, die Antenne durch ihre Anbringung an deren Stellen des Fahrzeuges zu verbergen, jedoch fand die Idee einer Windschutzscheibe mit eingebauter Antenne als der freien Wahl überlassene Ausrüstung an Standardfahrzeugen in der Kraftfahrzeugindustrie erst dann großen Beifall, als die besondere Kombination der Windschutzscheiben- und Antennenelemente nach der Erfindung zur Verfügung stand.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist demzufolge in der Schaffung einer als Antenne dienenden Windschutzscheibe zu sehen, die nicht nur technisch vertretbar und wirtschaftlich durchführbar ist, sondern sich außerdem ohne weiteres für eine Fertigungsstraße zum Einbau sowohl in Serienwagen als auch in einzeln angefertigte Kraftfahrzeuge eignet. ·

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer solchen Windschutzscheibe, bei der die Antenne für den ihr zugedachten Zweck in angemessener Weise arbeiten kann und gleichzeitig praktisch unsichtbar ist und somit das Aussehen der Windschutzscheibe nicht wesentlich beeinträchtigt und den Blick durch sie hindurch nicht wesentlich behindert.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer solchen Windschutzscheibe, die sich mindestens genau so 'leicht wie die bisher bekannten Windschutzscheiben und Antennen in das Kraftfahrzeug einbauen und an das Radio- oder Funkgerät anschließen läßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Windschutzscheibe mit eingebauter Antenne nach der Erfindung ist in der beigefügten Zeich-*· nung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen»

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht der Vorderseite . eines mit der Windschutzscheibe nach der Erfindung versehenen Kraftfahrzeuges,

Fig. 2 ihre Draufsicht unter Fortlassung eines Teiles

der Motorhaube oder Kühlerverkleidung des Kraft-)· fahrzeuges zwecks Darstellung von Einzelheiten der Windschutzscheibe,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt nach der Linie 3-3 in ι Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene, der deutlicheren Darstellung der Verbindungs-

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bzw. Anschlußplatte und'der ihr zugeordneten Teile dienende Seitenansicht von Teilen der Windschutzscheibe,

Fig. 5 einen horizontalen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 2,

" Fig. 6 einen entsprechenden Schnitt nach der Linie 6-6.

in Fig. '2,

Fig. 7 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 und 2, bei

anderer Form des horizontalen Antennenelements und

Fig. 8 perspektivische Teilansicht unterschiedlicher

und 9

Drahttypen zur Verwendung für die Antennenelemente nach der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird ein leitfähiges, zwei mit ihren Flächen einander zugekehrt angeordnete ,Glasscheiben enthaltendes Fenster in Vorschlag gebracht, das dadurch gekennzeichnet, ist, daß eine der Scheiben in einer ihrer Stirnflächen eine Öffnung aufweist, und daß zwischen den Scheiben ein Gebilde aus elektrisch leitfähigen Elementen angeordnet ist, zu denen längliche Elemente und ein sich mit der Öffnung in der Glasscheibe deckendes flaches Verbindungs- bzw. Anschlüß-

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element gehören, an dem die länglichen Elemente befestigt sind.

In den Figuren 1 bis 6 ist im einzelnen eine als Antenne dienende Windschutzscheibe 10 nach der Erfindung dargestellt die in ein Kraftfahrzeug 11 in üblicher Weise eingebaut ist und im wesentlichen aus einem Windschutzscheibenteil 12 mit einer darin eingebauten'Antenne 13 besteht.

Wie in Figuren 3 bis 6 gezeigt, besteht der Windschutzscheibenteil 12 aus geschichtetem Sicherheitsglas, aus zwei Glasscheiben 14 und 15 und einer zwischen ihnen eingelegten Kunststoffschicht 16, die unter Wärme und Druck so miteinander verklebt sind, daß sie eine zusammengesetzte Einheit bilden, wobei die Unterkante der Aui5enscheibe 15 vor dem · Zusammenschichten mit einem Ausschnitt versehen wird zur Bildung einer Öffnung 17 (Fig. 2 bis 4) in der fertigen Windschutzscheibe. '

Der Antennenteil ,13 des Bauteiles 10 ist zwischen den Schichten des Windschutzscheibenteiles "12 angeordnet und kann aus feinen Drahtelementen bestehen, zu denen sowohl horizontale Drahtelemente 18 und 19 als auch senkrechte Drahtelemente 20 und 21 gehören. Die horizontalen Drahtelemente sind so nahe an der Oberkante der Windschutzscheibe angeordnet, wie

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es mit einer befriedigenden Arbeitsweise der Antenne vereinbar ist, beispielsweise in einem Abstand von 38 bis 51 mm;

sie können, wie in Figuren 1 und 2 veranschaulicht, eine Schleifenform bilden, indem ein oberes horizontales Drahtelement 22 und senkrechte Verbindungselemente 23 vorgesehen werden, oder sie können als einfache geradlinige, in Verlängerung voneinander angeordnete Elemente verwendet werden, wie in Fig. 7 verapschauij-icht.

In jedem Falle sind die horizontalen Elemente der Antenne eindeutig außerhalb der kritischen Sichtbereiche der Windschutzscheibe angeordnet und sind bei in der Windschutzscheibe eingebauter Blendschutzleiste oder bei Verwendung von Sonnenblenden völlig verborgen.

Entsprechend sind die senkrediten Drahtelemente 20 und 21, die etwa 12 mm voneinander getrennt angeordnet sein können, in der Windschutzscheibe auf der Mitte zwischen dem Fahrzeugführer und dem vorderen Fahrzeuginsassen angebracht, so daß sie für beide außerhalb des kritischen Sichtbereiches liegen und, wenn überhaupt, nur als Teilungslinie oder -linien sichtbar bzw. empfunden werden. Diese senkrechten Drahtelemente bilden ein Teil der Antenne und dienen außerdem zum Anschließen an das Rundfunkgerät, was ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist.

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Wie aus Figuren 1 und 2 ersichtlich, verlaufen die senkrechten Drahtelemente 20 und 21 von den inneren Enden der horizontalen Drahtelemente 18 bzw. 19 aus nach unten zu .""tier Unterkante der Windschutzscheibe hin, wobei, wie aus Figuren 2 bis 4»ersichtlich, zwischen den Schichten und in sich deckender Lagemit dem Ausschnitt 17 in der äußeren Glasscheibe 15 eine im wesentlichen halbmondförmige metallene Verbindungs- bzw. Anschlußplatte 24 vorgesehen ist, über die de Drähte 20 und 21 hinweg verlaufen und an der sie durch Schweißung oder Hartlötung 25 oder dergleichen befestigt sind·

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß, obwohl die Erfindung in keiner Weise auf ein besonderes Verfahren oder Gerät zur Herstellung der Windschutzsch eibe nach der Erfindung begrenzt ist, ein geeignetes und verhältnismäßig einfaches Arbeitsverfahren zu dieser Herstellung darin besteht, daß man den Antennenteil 13 unddie Verbindungsplatte 24 an der Kunststoffolie, die die Zwisdenschicht 16 bilden soll, befestigt oder darin einbaut, bevor sie mit dem Glas zusammengeschichtet wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß sowohl die Drahtelemente der Antenne 13 als auch; .' - ■ . '- ' . ' _ . . ■}

die Verbindungs- bzw. Anschlußplatte 24, die aus dünnem j Kupfer- oder Stahlblech sein kann, in die Kunststoffolie j

auf der Seite eingebettet werden, die in der fertigen Wind- [

. schutzscheibe der-äußeren Glasscheibe 15 zugekehrt ist j

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(Fig. 5 und 6), wobei die Enden der Drähte 20 und' 21 die Verbindungsplatte überlappen und mit ihr verschweißt oder hartgelötet werden, um bei dem fertigen Gegenstand zu dem in Fig. 3, 4 und 6 veranschaulichten Ergebnis zu gelangen.

Jetzt können die Anschlüsse 25 durch Verlöten oder in beliebiger sonstiger elektrisch vertretbarer Weise sowie durch Verschweißen hergestellt werden, jedoch müssen dazu Werkstoffe verwendet oder Arbeitsverfahren angewandt werden, die bekannt sind zur Herstellung wärmebeständiger Verbindungen, d.h. von Verbindungen, die bei den normalerweise zur Herstellung elektrischer Anschlüsse verwendeten Löttemperaturen intakt und betriebsfähig bleiben, daß anschließend Zuleitungs- oder sonstige Drähte mittels üblicher Verfahren an die Platte 24 angeschlossen und/oder von ihr gelöst werden können ohne die wärmebeständigen Verbindungen zwischen der Platte und den senkrechten Drahtelementen der Antenne nachteilig zu beeinflussen.

Dann wird die mit der Antenne und der Verbindungs- bzw. Anschlußplatte versehene und sie tragende Kunststoffolie mit einer Innen— und einer mit einem Ausschnitt versehenen Außenglasscheibe so zusammengefügt, daß sich die metallene Anschlußplatte mit der sich aus der mit einem Ausschnitt .versehenen Außenscheibe ergebenden Öffnung deckt, worauf die

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Teile der Einheit mittels Wärme und Druck in einem Autoklaven so zusammengeschichtet werden, daß ein zusammengesetztes einheitliches» Bauteil entsteht. Dann wird ein geeigneter abgeschirmter-Anschlußdraht 26 (Fig. 4), der aus verzinntem Kupfer sein kann, in üblicher Weise auf die verzinnte Metallplatte 24 gelötet zur Bildung eines Anschlusses 27, worauf der Ausschnitt 17 mit einer wärme- und feuchtigkeitsbeständigen Kunststoffdichtungsmasse, wie beispielsweise "Thiokol" (eingetragenes Warenzeichen), ausgefüllt wird.

Die nunmehr fertige ,Windschutzscheibe 10 kann in die Windschutzscheibenöffnung eines Kraftfahrzeuges in gleicher Weise wie eine übliche Winschutzscheibe für das gleiche Modell eingebaut werden. Außerdem wird die Zuführleitung vorzugsweise an ihrem entgegengesetzten Ende mit einem elektrischen Anschluß, beispielsweise mit einer Hälfte einer Steckerverbindung 27 (Fig. 3), versehen, worauf die Installation der Vorrichtung durch einfaches Einstecken des Anschlusses 27 in das Rundfunkgerät des Kraftfahrzeuges erfolgen kann. '

Es ist bereits hervorgehoben wardenj daß die Anordnung, die Form und die Größe der den Antennenteil 13 des Bauteiles bildenden feinen Drahtelemente derart sind, daß sie außerhalb des kritischen Sichtbereiches der Windschutzscheibe

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liegen, daß erhebliche Teile von ihnen durch weit verbreitete Hilfsmittel, wie Sonnenblenden und Blendschutzleisten unsichtbar gemacht sind, und daß sie unter allen Umständen stets nur als eine sehr feine Linie sichtbar bzw· empfunden werden können.

Trotzdem wird erfindungsgemäße die weitere Verbesserung der optischenEigenschaften des Bauteiles dadurch angestrebt, daß als Äntennenelemente sehr feine Drähte verwendet werden, die soe ausgewählt und behandelt worden sind, daß sie physikalische Eigenschaften erhalten, die sie beim üblichen Betrieb des Kraftfahrzeuges für das bloße Auge praktisch unsichtbar machen« In Figuren 8 und 9 sind zwei Drahttypen veranschaulicht, die sich bei durchgeführten Versuchen als für den vorgesehenen Zweck geeignet erwiesen haben.

In jedem Falle ist der Draht aus Metall mit einem Durchmesser von etwa 0,12 bis 0,16 mm und zur Minderung des Lichtreflexionsvermögens gedunkelt- oder geschwärzt. So kann ^der Draht 28 gemäß Fig. 8 aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung, wie Kupfer-Kadmium, bestehen und zuerst mit einem Überzug 29 aus einem schwarzen Kunststoff mit einer Dicke von etwa 0,02 mm und dann mit einem Außenüberzug 30 aus transparentem Kunststoff mit einer Dicke von etwa 0,01 bis. 0,02 mm überzogen bzw. beschichtet sein. Der Draht 31 gemäß

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Pig» 9 unterscheidet sich von dem Draht 28 dadurch, daß er aus einem bei 33 silberplattierten Kupferkern 32 besteht, jedoch hat sowohl der Draht aus Kupferlegierung als auch der plattierte Draht vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 0,12 mm, wobei der plattierte Draht entsprechend mit einem gedunkelten und einem transparenten Überzug 34 bzw. 35 versehen 1st, die übereinander angeordnet sind.

Die Wahl des für den Draht zu verwendenden Metalls ist in erster Linie von dem erforderlichen spezifischen Widerstand und der erforderlichen Biegsamkeit abhängig, wobei blanker, unbeschichteter Draht verwendet werden kann, sofern er ausreichend chemisch behandelt oder oxydiert ist, um seine Außenfläche soweit zu dunkeln, daß er bei seiner Verwendung verhältnismäßig wenig wahrnehmbar ist. Im allgemeinen ist' es jedoch vorzuziehen, den Draht mit einem Überzug, beispielsweise axis einem dunklen Kunststoff, zu beschichten. Diesel: Kunststoff kann ein in geeigneter Weise eingefärbtes Harz sein. Beispielsweise hat mit Ruß geschwärztes PoIyvinylformaläehydharz ausgezeichnete Ergebnisse gezeigt und verhindert das unerwünschte Verlaufen des Farbstoffes in die Kunststoffzwischenschicht hinein, das, sofern es auftritfc| bewirken würde, daß der Draht dicker erscheint als er tafesächlich ist. Dieses Harz hat außerdem die zusätzlichen Vorteile, daß es als Isolierung dient und wärmebestän-

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dig ist· Der äußer®'transparente Überzug ist vorzugsweise aus einem Material_s wie beispielsweise Polyvinylbutyral, das gewährleistet j «laß der" Brc&kt- wShswid dkis Ztiaafeaiürifügens und -schichtens zur -Haftung an der Kuftststoffewifthenschicht fähig ist j jedoch hat erfinduirigsgeasäö der transparente Aussenüberzug den weiteren Vo/ ^iI» daß durch sorgfältige Wahl und Steuerung seiner Bick© seine Brechungszahl so einstell-_t bar ist-, -daß sie- der der ICtinststoffzwischenschicht· entspricht und sich daraus eine theoretische Unsichtbarkeit in der"Windschutzscheibe ergibt«

Es sei bemerkt, daß die besondere Anordnung der Anschluß- bzw* Verbindungsplatte in sich deckender Lage mit der Öffnung oder dem Ausschnitt in der Glasscheibe ermöglicht _t daß der abgeschirmte Verbindungsdraht 26 in die Windschutzscheibe in einem beliebigen Winkel zu ihrer Fläche sowie von ihrer Kante aus eindringen kann {Fig. 3), und daß dies zusätzlich zu der Erleichterung einer erstmaligen Installation des Windschutzscheiben-^irstiKmentoauteiles, einer Reparatur

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sowie einer Auswechselung in erheblichem Maße beiträgt·

Ferner ist klar, daß ein mehrschichtiger oder geschichteter Bauteil mit einem Gebilde aus leitfähigen Elementen zwischen den Lagen oder Schichten, wie vorstehend beschrieben, auch

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anderen Verwendungen als für Antennen anpaßbar ist, daß sowohl die vorgesehenen länglichen leitfähigen Elemente als auch das plattenartige leitfähige Element aus Metall sein können, das aufgetragen oder aufgedruckt worden ist oder aber die Form von dünnen Drähten und/oder Folien hat, und daß sie als Antennen entweder mit einer amplitudenmodulierten oder einer frequenzmoduliert en Rundfunkausstattung' (AM- oder FM-Rundfunkausstattung3', und zwar sowohl zum Senden als auch zum Empfang verwendet werden können·

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Claims (1)

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   Anspruch©

   Elektrisch leitfähiges» swei ssit ihrem Fliehen einander zu- *-— gekehrt angeordnete Glasscheiben enthaltendes Fenster, dadurch gekennzeichnet). daß eine ClS) der Scheiben (14_P ISi in ein®¹ ihrer Stirnflächen eine Öffnung (173 aufweist-und daß zwischen den Scheiben ein Gebilde aus leitfähigen Elementen angeordnet ist» das aus länglichen Elementen (18, 19, 20, 21) und aus einem sich mit der Öffnung (173 in der Glasscheibe (15) deckenden flachen Vertoindungs- bzw. Änschlußeleraent (24) besteht, an dem die länglichen Elemente C20, 21) befestigt sind*

   2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Glasscheiben (14, 15) eine Kunststoff zwischenschicht (16) eingeschlossen und mit ihnen zu einer zusammengesetzten Einheit verklebt ist, daß die Einheit so ausgebildet ist, daß sie in eine Fensteröffnung eines Kraftfahrzeuges hineinpaßt, wobei das Gebilde aus leitfähigen Elementen von der Zwischenschicht (16) auf ihrer der Öffnung (17) in der Glasscheibe (15) zugekehrten Seite getragen wird, und die länglichen Elemente (20, 21) an dem flachen Element (24) mittels einer gegen normale Löttempe-* raturen beständigen Verbindung (25) befestigt sind*

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   dadurch gekennzeichnet₉ daß die #jü*dschut«*eheibfe hat» die Öffnung # ^tS) durch einen Ausschnitt in ihrer I -4aß dl® .tSngliciten "Elemente die

   Isabep, "die -aus liojciEOiiitalen Drähtenaus, süaicrecht in- dichtung auf 6i?ist:r®cfe«SBd®n Drähten

   Metallplatte ist und die unteren

   $::$$!*·- <20_f; ItI. an der Plafcfcs C24) ^:

   3-i"·Httdiirch g®kesinss«ichsj:«t, daß sieh In dar Mitfee der tinterkante befindet» Prthte {18| 19) in Nähe der Ober-

   verlaufen und -die senkrechten iron ihren Enden in der Mitte der Windnach unten erstrecken,.und daß.die Metall-

   Anspruch 4_t; dadurch gejcennseichnet₉ daß die italen und verfeilt&len Drähte mxm Verringern ihrer

   Lichtreflexionsvermögens gedunkelt „itnd..#p «ngeordnet jsindj, _ dlaß sie eine aus Rücken -'«»feinander anliegenden kopfstehenden ■■'■■ - .../16

   ÖADORICpAL

   "L" zusammengesetzte Gestalt ergeben, wobei die unteren Enden der senkrechten Drähte (20, 21) mit der verzinnten Metallplatte (24) verschweißt oder hartgelötet sind.

   6. Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die. Drähte mit einem eingefärbten Kunststoff beschichtet sind.

   7. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte mit übereinander angeordneten Überzügen aus einem eingefärbten Kunststoff bzw. einem transparenten' Kunststoff versehen sind.

   8. Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff des Überzugmaterials ein Polyvinylformaldehyd-Harz ist, der Farbstoff Ruß ist und das transparente Kunststoffmaterial eine im wesentlichen mit der Brechungszahl der Kunstsbffzwischenschicht ( 6) übereinstimmende Brechungszahl aufweist.

   ι Patentanwälte

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