DE2030204A1 - Verfahren zum Aufbringen von Metallfaden auf flächige Körper - Google Patents

Verfahren zum Aufbringen von Metallfaden auf flächige Körper

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DE2030204A1 DE19702030204 DE2030204A DE2030204A1 DE 2030204 A1 DE2030204 A1 DE 2030204A1 DE 19702030204 DE19702030204 DE 19702030204 DE 2030204 A DE2030204 A DE 2030204A DE 2030204 A1 DE2030204 A1 DE 2030204A1
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Description

OR..,Na. DIPL-INO. M.8C. ΟΙΡΙ-.-ΡΗΥβ. OR. DIPt-PHVS. HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER · PATENTANWÄLTE IN STUTTGART
A 38 108 m
m - 134
14. Mai 1970
Herr Wilhelm Breitner 7000 Stuttgart 1
Bopser-Straße 34
Verfahren zum Aufbringen von Metallfäden auf flächige Körper.
■ ■ ■ (
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Metallfäden, Metalldrähten ο. dgl. auf flächige Körper.
Es sind Verbundgläser aus zwei Glasscheiben und einem dazwischen angeordneten Folienmaterial, z. B. aus Polyvinylbutyral, PVC, Polyäthylen, bekannt, wobei das Folienmaterial ein System elektrischer Leiter, meist in Form dünner Metallfäden, enthält.
109852/0997
A 38 108 m
m - 134
14. 5. 1970
Diese Gläser finden als beheizte Scheiben an Kraftfahrzeugen, Plugzeugen, Wohnungen, Tiefkühltruhen o.dgl. Verwendung, um Vereisung oder Peuchtigkeitsbeschlag zu verhindern. Eine weitere bekannte Anwendung von Glasscheiben mit eingelegtem oder aufgebrachtem, elektrischem Leitersystem betrifft söge" nannte "Alarmgläser" für die Verglasung von Schaufenstern, Vitrinen o. dgl. Bei Zerstörung der Scheibe, beispielsweise im Falle eines Einbruches, wird der stromdurchflossene, dünne Metalldraht durchgetrennt und der Stromkreis zwecks Auslösung eines Alarmsignals unterbrochen.Schließlich ist auch daran zu denken, elektrische Leitungssysteme in oder auf Bläser oder andere flächige Körper sum Zwecke einer elektrischen Abschirmung oder als Empfangs- oder Sendeantennen anzuordnen. Die nachstehend beschriebene Erfindung zieht alle zuvor genannten Ausbildungen und Anwendungen von elektrischen Leitersystenen in oder auf flächigen Körpern in Betracht.
Die bekannten Verfahren des Einlegens oder Aufbringens von dünnen Drähten auf flächige, insbesondere transparente Körper haben sich als aufwendig, arbeitsintensiv und somit kostspielig erwiesen. Ein solches bekanntes Verfahren besteht beispielsweise darin, geradlinig ausgespannte oder wellenförmig gelegte Drähte in eine Kunststoff-Folie einzuwalzen. Mit Hilfe der bekannten Verfahren ließen sich auch nur Wellenformen der sogenannten "harmonischen Schwingung" verwirklichen, die aber den menschlichen Auge so vertraut sind, daß das Auge unwillkürlich abgelenkt und beim Durchblick durch die Scheibe behindert wird.
109 85 2/0997
A 38 108 m
m - 134 l
IiJ. 5. 1970 * . -i -
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, elektrische Leitersysteme auf flächige Körper einfacher als bisher aufzubringen und dabei insbesondere weitgehend beliebige Formen des Verlaufs der einzelnen Stromleiter zu realisieren. Dabei zieht die Erfindung in erster Linie auf die Herstellung beheizter Glasscheiben ab.
Der Erfindung liegt der allgemeine Gedanke zugrunde, zum Zwecke einer rationellen Großserienfertigung das Heizleitersystem als selbständigen Struktur- oder Bauteil maschinell vorzufertigen, und zwar in einer Weise, die es gestattet, das vorgefertigte Heizleitersystem ohne großen manuellen Aufwand als eigenen Schichtteil z. B. in einem Glas-Kunststoff-Verbund einzubringen oder aber bei Folienfertigung in die Kunststoff-Folie einzulegen oder auch haftend auf irgend einen anderen flächigen Körper, z. B. eine Platte, aufzubringen. Demgemäß sieht die Erfindung vor, daß man flexible elektrische Leiter, insbesondere Metallfäden mit einer elektrisch isolierenden Trägerstruktur zu einen flächigen Bauteil verbindet und diesen als Schicht auf den flächigen Körper aufbringt, wobei man als isolierende Trägerstruktur vorzugsweise Fäden aus isolierendem Material verwendet und sie mit den Metallfäden zu dem flächigen Bauteil verwebt, verstrickt, verwirkt, verstickt, verheftet und/oder verknüpft.
Die Metallfäden werden vorzugsweise am einen Rand des flächigen Bauteiles zu einem Hauptleiter verbunden, was durch Verwirken, Verstricken o. dgl. erfolgen kann.
109852/0997
A 38 108 m
m - 134
14. 5. 1970
Bei der Herstellung eines zwischen zwei Glasscheiben angeordneten Heizleitersystems ist es günstig, wenn eine aus thermoplastischen Fäden bestehende Trägerstruktur, z. B. ein Gestrick, gemeinsam mit den gleichzeitig verstrickten Metallfäden in eine thermoplastische Kunststoff-Folie eingeschmolzen und die Kunststoff-Folie wenigstens einseitig mit einer Glasscheibe verbunden wird.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung, auf welcher darstellen:
Fig". 1 ein erfindungsgemäß verwendetes Gestrick aus Metall- und elektrisch isolierenden Kunststoff-Fäden und eine Kunststoff-Folie;
Fig. 2 das in die Kunststoff-Folie eingeschmolzene Gestrick aus Fig. 1;
Fig. 3 eine Verbundglasscheibej
Fig. Ί eine Kunststoff-Folie mit erfindungsgemäß aufgenähtem Heizleitersystem und
Fig. 5 eine schematische Ansicht der bei der Herstellung der Folie gemäß Fig. 4 angewandten Nähtechnik.
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A 38 108 m -
m - 134 ■ ■ ■ ■ O .
11. 5. 1970 -Jer -
Fig. 1 zeigt in ihrem oberen Teil ein Gestrick 1 in sogenannter Rechts-Rechts-Bindung, das teilweise aus durchsichtigen, thermoplastischen, vorzugsweise schmelzbaren Kunststoff-Fäden 2 und elektrisch leitenden Metalldrähten oder Metallfäden 3 besteht. Die Metallfäden 3 sind am Rand jeweils zu einem sogenannten "Hauptleiter" 4 verstrickt, der der Stromzuführung dient. Das Gestrick 1 ist vorteilhafterweise z. B. durch Verkleben der Maschinenbindungsstellen durch leichtes Aufschmelzen in seiner Flächenform stabilisiert, so daß die Wellenform der einzelnen Metalldrähte 3 nicht verändert werden kann.
vorzugsweise Das Gestrick 1 wird auf eine Folie 5 aus/dem gleichen transpa-· renten, thermoplastischen Kunststoffmaterial wie die Fäden 2 aufgebracht. Ein geeignetes Kunststoffmaterial ist beispielsweise Polyvinylbutyral, PVC oder Polyäthylen.
Nach dem Auflegen des Gestrickes 1 auf die Folie 5 werden die Kunststoff-Fäden 2 des Gestrickes mit der Folie 5 verschmolzen, so daß sie nicht mehr sichtbar sind. Gleichzeitig werden dabei die Metallfäden 3 mit der Folie 5 verbunden. Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt. Das Verschmelzen des Gestrickes 1 mit der Folie 5 kann beispielsweise mittels beheizter Walzen erfolgen, zwischen denen das Gestrick und die Folie hindurchlaufen.
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Die in Pig. 2 dargestellte, durchsichtige Folie 5 mit den in ihrer vorgegebenen und stabilisierten Wellenform eingelegten Metallfäden 3 kann bei entsprechender Formgestaltung auf die Front- oder Heckscheibe eines bereits vorhandenen Kraftfahrzeuges nachträglich aufgebracht werden. Durch Verbinden der Hauptleiter 4 mit einer Stromquelle wird die Folie und damit die Scheibe aufgeheizt, so daß sie gegenüber Beschlagen und Eisbildung gesichert ist.
Fig. 3 zeigt eine unter Verwendung des in Fig. 2 dargestellten Bauteils gefertigte, heizbare Verbundglasscheibe. Hierzu wird die die Metallfäden 3 enthaltende Folie 5 zwischen zwei Glasscheiben 6, z. B. aus vorgespanntem Glas (sogenanntem Sicherheitsglas), eingelegt. Durch Erwärmung und leichte, oberflächliche Anschmelzung der Folie 5 bei gleichzeitiger Verpressung wird ein fester Verbund zwischen der Folie 5 und den Glasscheiben 6 hergestellt. Durch Verbindung der Hauptleiter 4 mit einer Stromquelle kann die Verbundglasscheibe gemäß Fig. 3 aufgeheizt werden.
^ Normalerweise haben die Front- und Heckscheiben der Kraftfahrzeuge eine charakteristische Form und Wölbung. Gestrick 1 und Folie 5 werden erfindungsgemäß von vornherein so ausgebildet, daß sie sich in vereinigtem Zustand entsprechend Fig. 3 genau der Gestalt der betreffenden Kraftfahrzeugscheibe anpassen, wobei die bereits erwähnte Stabilisierung des Gestrickes 1 de: Beibehaltung der gewünschten Form dient. Diese Abstimmung der
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Form des Gestrickes 1 auf die zu beheizende Scheibe stellt gegenüber bekannten Verfahren einen wesentlichen Vorteil dar. Außerdem ist es ein Vorzug, daß erfindungsgemäß beliebige Wellenformen der Metallfäden 3 gewählt werden können. Dies erfolgt einfach durch Auswahl entsprechender Maschenbindungen. In Frage kommt beispielsweise die "Fang"-Bindung oder die "offene Tuchlegung". Die dabei entstehenden Formen der Fadenführung sind dem Auge weniger vertraut, so daß die Durchsicht durch die mit solchen Strukturen versehenen Glasscheiben nicht behindert ist.
Die Fig. 4 und 5 dienen der Erläuterung eines abgewandelten Verfahrens gemäß der Erfindung. In Fig. 4 sind Metallfäden 13 unmittelbar mit einer transparenten, thermoplastischen Kunststoff-Folie 15, die der Folie 5 in Fig. 1-3 entspricht, vernäht. Anstelle einer Vernähung kann auch eine Verheftung oder Verstickung treten. Die Folie 15 kann.an den Stichstellen vorperforiert sein. Weiterhin kann die Folie 15 auch durch ein Gewebe, Gewirk, Gestrick ο. dgl. aus transparentem, thermoplastischem Kunststoffmaterial ersetzt werden. In Fig. 5 ist dargestellt, daß man beim Vernähen oder Versticken den elektrisch leitenden Metallfaden 13 als Unterfaden führt, während man als Oberfaden 12 einen Faden aus durchsichtigem, thermoplastischem Kunststoffmaterial oder Glas verwendet, der anschließend durch Anwendung von Wärme mit der Folie verschmolzen wird.
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Die Anwendung von Wärme führt dabei gleichzeitig auch zu einem Einschmelzen des Metallfadens 13 in die Folie 15· Ebenso wie in Fig. 1-3 werden die einzelnen Metallfäden 13 am Rand der Folie 15 wieder zu Hauptleitern I1I verbunden, die der Stromzuführung dienen..Die weitere Verarbeitung der mit den Metallfäden 13 versehenen Folie 15 entspricht der oben beschriebenen Verarbeitung der die Drähte 3 tragenden Folie 5.
W Die Stärke der erfindungsgemäß verwendeten Metallfaden 3 bzw. 13 richtet sich nach der Stärke des durch die Metallfäden hindurchfließenden elektrischen Stromes. Wenn es nötig ist, besonders schwache Fäden zu verwenden, die beim Verstricken,Vernähen, Versticken o.dgl. reißen würden, ist es günstig, die dünnen Metallfäden mit einer isolierenden Kunststoffhülle oder einem Glasüberzug (Glasfäden, Glasvlies) zu umgeben, die sich später mit dem Material der Folie 5 bzw. 15 unsichtbar verschmilzt bzw. verbindet.
Wenn das elektrische Leitersystem, welches auf einen flächigen Körper aufgebracht werden soll, nicht als Heizleitersystem Verfe . Wendung findet, sondern beispielsweise lediglich der Abschirmung elektrischer Felder dient, kann das Gestrick 1 auch ausschließlich aus Metallfäden in den verschiedensten Bindungsarten hergestellt und anschließend in eine Kunststoff-Folie eingeschmolzen werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß man durch die Auswahl entsprechender Maschenbindungen Muster erzeugen kann, die bezüglich der zu erzielenden, elektrischen Heizlei-
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stung durch praktisch unbeschränkte Variaton der Drahtlänge pro Zeile den jeweils herrschenden Verhältnissen genau angepaßt werden können. Das Fehlen einer solchen zusätzlichen Variablen bildet in der heutigen Praxis der Heizscheibenherstellung einen beachtlichen Mangel, was dazu führt, daß man nicht jedes beliebige Flächenmaß bei vorgegebener Heizleistung und ' Heizspannung realisieren kann. Außerdem ist es erfindungsgemäß grundsätzlich möglich, die Metallfäden enger als bisher anzuordnen, so daß man eine dichtere Leiterbelegung pro Flächeneinheit erhält. Dies führt wiederum bei Heizscheiben zu dem Vorteil geringerer spezifischer Wärmeenergie pro Leiter.
Das erfindungsgemäß verwendete Gestrick 1 gemäß Fig. 1 oder ein Gewirk, läßt sich bezüglich Maschenform und Maschengröße auf an sich bekannten Maschinen rationell in der jeweils gewünschten Breite herstellen. Das Gestrick oder Gewirk kann für den Transport zur Verarbeitungsstätte aufgerollt werden, wobei als schützende Zwischenlage ein Papier- oder Folienband verwendet werden kann. Die vor dem Aufrollen zweckmäßigerweise vorgenommene Stabilisierung des Gestrickes oder Gewirkes kann in einfacher Weise durch einen kurzzeitigen Erwärmungsprozeß erfolgen, wobei sich die Kunststoff-Fäden 2 mit den Metallfäden an den Maschenbindungsstellen selbstklebend verbinden. Erfindungsgemäß können die Fäden 2 grundsätzlich auch aus anorganischen Materialien bestehen. In diesem Fall sollten diese Fäden jedoch, um die Stabilisierung durchführen zu können, einen thermoplastischen Kunststoffüberzug besitzen. Den gleichen Effekt erreicht man im' übrigen auch, wenn der elektrisch leitende Metallfaden einen thermoplastischen Kunststoffüberzug aufweist oder mit einem Kunststoff-Faden verzwirnt oder um spönnen ist.
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Das Verzwirnen des Metallfadens 3» 13 mit ein oder mehreren Fäden aus transparenten organischen oder anorganischen Materialien kann au..h lann zur Anwendung gelangen, wenn es sich bei den Metallfäden um so dünne Fäden handelt, daß sie sich wegen ihrer Reißbarkeit nicht maschinell verarbeiten lassen. In diesem Fall verwendet man für die Beifäden ein Fadenmaterial, das die Reißbarkeit herabsetzt.
auf In Verbundgläser eingebettete oder allgemein/flächige Körper aufgebrachte, elektrische Leitersysteme werden zur Erfüllung der eingangs aufgezählten Zwecke in den meisten Fällen als parallel geschaltete Leitersysteme ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, die erfindungsgemäß verwendeten Metalldrähte 3, 13 hintereinander zu schalten, was beispielsweise ebenfalls durch Anwendung entsprechender Strick- oder Wirkverfahren erreichbar ist. Bei Parallelschaltung der einzelnen Metallfäden ist es günstig, die erforderlichen Hauptleiter 4, 14 gleich an den seitlichen Rändern einzuwirken, einzustricken, einzunähen oder einzusticken und sie dabei gegebenenfalls als Randborte auszubilden. Auch dies ist gegenüber herkömmlichen Verfahren, bei denen der Hauptleiter als besonderer Metallstreifen in einem arbeitsaufwendigen Prozeß aufgebracht werden mußte, ein erheblicher Vorteil.
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Erfindungsgemäß können bestimmte Flächenmuster der Leitersysteme unter Erzielung flächenmäßiger Verdichtungen der Metallfäden durch Programmsteuerung der verwendeten Strick-, Wirk- oder Nähmaschinenhergestellt werden. Auch diese Muster können als "Parallelschaltung" oder "Hintereinanderschaltung" der einzelnen Metallfäden 3, 13 ausgebildet werden.
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Claims (11)

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    m - 131»
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    Patentansprüche
    ■ 1. Verfahren zum Aufbringen von Metallfäden auf flächige Körp.er, dadurch-gekennzeichnet, daß man die Metallfäden mit einer
    elektrisch isolierenden Tragerstruktur zu einem flächigent Bauteil verbindet und dieses als Schicht auf den flächigen Körper aufbringt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als isolierende Trägerstruktur Fäden aus isolierendem Material verwendet und sie mit den Metallfäden zu einen flächigen Bauteil verwebt, verstrickt, verwirkt, verstickt, verheftet und/oder verknüpft.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als isolierende Trägerstruktur eine Folie, ein Gewebe, Gewirk, Gestrick o.· dgl. aus isolierendem Material verwendet und zur Herstellung des flächigen Bauteiles die Metallfäden
    " auf die Folie, das Gewebe, Gewirk, Gestrick o. dgl. aufstickt, aufnäht oder aufheftet.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nan eine perforierte Folie verwendet.
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  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Bauteil mit einer Kunststoff-Folie verbunden und diese auf den flächigen Körper aufgebracht wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfäden wenigstens an einem Rand des flächigen Bauteiles zu einem Hauptleiter verbunden werden.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Metallfäden zum Hauptleiter durch Verwirken, Verstricken, Vernähen, Verweben oder Versticken erfolgt.
  8. 8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Bauteil als Heizleitersystem zwischen zwei Glasscheiben angeordnet wird.
  9. 9· Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus thermoplastischen Fäden oder Glasfäden bestehende Trägerstruktur gemeinsam mit den Metallfäden in eine thermoplastische Kunststoff-Folie eingeschmolzen oder aufgeklebt und die Kunststoff-Folie wenigstens einseitig mit einer Glasscheibe verbunden wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Metallfäden mit isolierenden Fäden in Rechts-Rechts-Bindung, in Fangbindung oder in offener Tuchlegung zu einem flächigen Eauteil verstrickt oder verwirkt werden. .
    1098 52/0997 BAD ORiQINAL
    A 38 108 m su '
  11. 11.6.1970 ·"
    in - 100 - & -
    11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Bauteil vor dem Aufbringen auf den flächigen Körper stabilisiert wird.
    . 12. Verfahren nach einem der voranstehenden Anspruches dadurch gekennzeichnet, daß man mit thermoplastischen Kunststoff oder anorganischem Material, insbesondere Glasfäden, isolierte und hierdurch verstärkte Metallfäden verwendet.
    1098-62/0997
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