DE2055849B2

DE2055849B2 - Verfahren zur herstellung einer elektrisch/ beheizbaren glasscheibe mit einem endwiderstand innerhalb enger toleranz grenzen

Info

Publication number: DE2055849B2
Application number: DE19702055849
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Phys. Dr.; Lochmann Walter; 5050 Porz Baum
Original assignee: Spiegelglaswerke Germania Zweigniederlassung Der Glaceries De Saint-Roch, S.A., 5050 Porz
Priority date: 1970-11-13
Filing date: 1970-11-13
Publication date: 1971-12-02
Also published as: DE2055849A1; GB1315426A; IT941743B; PL77106B1; CA957909A; LU64257A1; FR2114435A5; NL7115563A; BE775292A; ES396929A1; CS169827B2; SE375976B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, durch Auftragen schmaler Streifen einer elektrisch leitenden Zusammensetzung auf die Glasscheibe und anschließendes Einbrennen der Leitstreifen.

Das Auftragen der elektrisch leitenden Zusammensetzung in Streifenform in dem gewünschten Muster kann nach den verschiedenstenMethoden erfolgen. Bewährt haben sich dabei insbesondere bekannte Druckverfahren, beispielsweise das Siebdruckverfahren.

Allen Auftrage- bzw. Druckverfahren ist gemeinsam, daß es sehr schwierig ist, stets eine gleichbleibende Schichtdicke zu erzeugen. Bei den aufzutragenden schmalen Heizleitern, deren Breite in der Größenordnung von 0,5 mm liegt, kommt hinzu, daß im Laufe der Produktion auch die Breite der Streifen sich ändern kann. Für diese Querschnittsänderungen der Leitstreifen sind eine Reihe von Faktoren verantwortlich, wie z. B. die Viskosität der Druckpaste, die Umgebungstemperatur, die Auftragegeschwindigkeit, der Zustand bzw. Abnutzungsgrad der Auftragewerkzeuge u, a. m. Selbst bei Beachtung umfangreicher Vorsichtsmaßnahmen ist es unter Betriebsbedingungen nicht möglich, alle diese Einflußgrößen absolut konstant zu halten.

Aus den sich so ergebenden geringfügigen Änderungen im Querschnitt der Leitstreifen resultieren entsprechende Änderungen im elektrischen Widerstand der so hergestellten Heizscheiben.

Es ist jedoch in vielen Fällen erwünscht, und darin besteht die der Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe, die Heizscheiben mit einem möglichst genauen Endwiderstand, d. h, also mit möglichst geringen Toleranzen, herzustellen. Um das zu erreichen, ist es bereits bekannt, die eingebrannten Leitstreifen nachträglich bis auf den gewünschten Leitwert auf galvanischem Wege zu verstärken (deutsche Offenlegungsschrift 1 807 643).

Die Erfindung schlägt zur Erreichung dieses Zieles eine andere Lösung vor. Sie besteht darin, daß die Leitstreifen in einer dickeren Schicht aufgetragen werden, als es zur Erreichung des gewünschten Gesamtwiderstandes der fertigen Heizscheibe erforderlich wäre, und daß nach dem Einbrennen der Leitstreifen diese oberflächlich so weit abgetragen werden, bis der gewünschte Gesamtwiderstand erreicht ist.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im Gegensatz zur Widerstandskorrektur durch galvanische Verstärkung der elektrische Widerstand der Heizscheibe während des oberflächlichen Abtragens der Leitstreifen laufend gemessen werden kann. Infolgedessen besteht eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß vor dem Beginn des Abtragevorganges die Scheibe an ein Widerstandsmeßgerät angeschlossen, die Widerstandszunahme während des Abtragevorganges verfolgt und der Abtragevorgang abgebrochen wird, sobald der gewünschte Widerstandswert erreicht ist.

Es kann weiter zweckmäßig sein, die oberflächliche Abtragung der Leitstreifen nicht auf der gesamten Scheibenoberfläche, sondern nur auf einem ausgewählten Bereich, etwa auf einem für die Durchsicht bevorzugten Bereich, durchzuführen. In diesem Bereich ergibt sich aus der Verringerung des Leiterquerschnittes eine verstärkte Heizwirkung der Leiter.

Die oberflächliche Abtragung kann grundsätzlich auf verschiedene Weise erfolgen, so beispielsweise durch mechanischen Abrieb, durch chemischen Angriff oder durch elektrolytische Auflösung der Leit-Streifenoberfläche.

Wenn der Gesamtwiderstand der Heizscheiben erfindungsgemäß abgestimmt ist, können die Leitstreifen natürlich, falls erwünscht, wiederum mit einer Schutzschicht, etwa mit einer galvanisch aufgebrachten Metallschicht, versehen werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und aus den nachfolgend wiedergegebenen Ausführungsbeispielen.

B eispiel 1

Die Leitstreifen werden mit Hilfe des Siebdruckverfahrens auf eine als Autorückwandscheibe vorgesehene Glasscheibe aufgetragen, wobei als Siebdruckschablone in üblicher Weise eine direkte Fotoschablone verwendet wird. Um einen ausreichend dicken Auftrag der Druckpaste zu erreichen, wird auf das Siebdruckgewebe eine entsprechend dicke lichtempfindliche Emulsionsschicht aufgetragen. Die Herstellung der für einen dicken Auftrag geeigneten Fotoschablonen kann nach einem der in der deutschen Offenlegungsschrift 1911555 beschriebenen Verfahren erfolgen. Die Siebdruckschablone soll so hergestellt werden, daß die mit ihrer Hilfe aufgedruckten Leitstreifen nach dem Einbrennen einen Gesamtwiderstand ergeben, der im Mittel etwa 10 bis 20 °/o niedriger ist als der gewünschte Endwiderstand.

Nach dem Einbrennen der Leitstreifen wird die Heizscheibe an ein Widerstandsmeßgerät angeschlos-

3-5 sen. Zweckmäßigerweise wird hierfür eine Wheatstonesche Brückenschaltung verwendet, bei der ein Vergleichswiderstand den Sollwert aufweist und der Widerstand der Heizscheibe mit diesem verglichen wird.

Nunmehr werden die Leitstreifen auf einem mittleren Feld von 15 cm Breite oberflächlich abgeschliffen. Als Schleifmittel dient handelsübliches Bimsmehl auf einem entsprechenden Träger, wie Nylongewebe oder Filz, der auf einer handeisüblichen oszillierenden Flächenschleifmaschine mit einer Arbeitsfläche von 80 · 150 mm aufgespannt wird. Die Flächenschleifmaschine wird von Hand über die Glasoberfläche mit den Leitstreifen geführt.

Bei einem ersten Versuch betrug der Ausgangswiderstand 2,20 Ω. Der Sollwert betrug 2,4 Ω. Als Schleifmittel wurde loses Bimsmehl, als Träger ein Nylongewebe mit einer Maschenweite von 120 verwendet. Der Sollwert von 2,4 Ω war nach einer Bearbeitungszeit von 30 Sek. erreicht.

Bei einem zweiten Versuch betrug der Ausgangswiderstand 2,15 Ω. Als Schleifmittel diente diesmal an einen Filzträger mit verdünnter Dispersionsfarbe gebundenes Bimsmehl. Der Sollwert von 2,4 Ω war nach einer Bearbeitungszeit von 11 Sek. erreicht.

Beispiel 2

Mit einer wie in Beispiel 1 beschriebenen Siebdruckschablone wurde eine Heizscheibe hergestellt, die nach dem Einbrennen einen Gesamtwiderstand von 1,75 Ω aufwies.

Die Erhöhung des Widerstandes erfolgte durch chemisches Abtragen der Oberfläche auf einem mittleren Feld von 20 cm Breite. Als Ätzflüssigkeit diente

eine 5%ige Natriumcyanid-Lösung. Ein mit einer geeigneten Halterung versehener Filzstreifen von 20 cm Länge und etwa 1 cm Breite wurde mit der Ätzlösung getränkt und der Filzstreifen darauf über die Glasscheibenoberfläche geführt. Nach einer Zeit von 60 Sek. war der Gesamtwiderstand auf den Sollwert von 1,85 Ω angestiegen.

Beispiel 3

Mit einer wie in Beispiel 1 beschriebenen Siebdruckschablone wurde eine Heizscheibe hergestellt, deren Gesamtwiderstand nach dem Einbrennen 2,20 Ω betrug.

Das Abtragen der Oberfläche der Leitstreifen wurde auf elektrolytischem Wege durchgeführt. Zu diesem Zweck wurde ein Stück säurebeständigen Stahls mit den Abmessungen 20 · 1 · 0,5 cm mit einem Glasseidengewebe umwickelt und das Glasseidengewebe mit einer Nickelsulfamat-Lösung getränkt. Diese Lösung diente als Elektrolyt; das Werkzeug wurde als Kathode an die Gleichstromquelle von 6 V geschaltet, während die Leitstreifen als Anode geschaltet wurden. Die Kathode mit dem Elektrolyten wurde auf einem mittleren Feld von 20 cm Breite über die Glasoberfläche mit den Leitstreifen geführt. Der Sollwert von 2,5 Ω wurde nach einer Bearbeitungszeit von 30 Sek. erreicht.

Alle beschriebenen Verfahren können in der Weise automatisiert werden, daß die Bearbeitung selbsttätig abgebrochen wird, sobald der Sollwiderstand erreicht ist. Dabei wird, wie weiter obenerwähnt, zweckmäßigerweise die Heizscheibe in einer Brückenschaltung mit einem Widerstand verglichen, der auf den Sollwert des Heizscheibenwiderstandes eingestellt ist.

Bei der Automatisierung des mechanischen und des rein chemischen Abtrageverfahrens ergeben sich keine besonderen Schwierigkeiten. Beim elektrolytischen Abtragen ergeben sich jedoch insofern Komplikationen, als der Elektrolysestrom bei der Wider-Standsmessung stört. Um diese Schwierigkeit auszuschalten, kann man zweckmäßigerweise so vorgehen, daß die Widerstandsmessung diskontinuierlich erfolgt, indem die Meßbrücke etwa in seitlichen Abständen von 1 Sek. mit Gleichstromimpulsen, deren Impulsdauer 0,1 Sek. beträgt, versorgt wird. Eine Widerstandsmessung in Abständen von 1 Sek. genügt vollständig für eine ausreichend genaue Widerstandsmessung. In der Zeit zwischen diesen Meßimpulsen wird dann jeweils der Elektrolysestrom eingeschaltet, der jeweils kurz vor Beginn der Meßimpulse wieder abgeschaltet wird. Diese elektrische Schaltung kann mit bekannten handelsüblichen Schaltelementen erreicht werden.

Claims

Patentansprüche: 55

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, durch Auftragen schmaler Streifen einer elektrisch leitenden Zusammensetzung auf die Glasscheibe und anschließendes Einbrennen der Leitstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstreifen in einer dickeren Schicht aufgetragen werden, als es zur Erreichung des gewünschten Gesamtwiderstandes der fertigen Heizscheibe erforderlich wäre, und daß nach dem Einbrennen der Leitstreifen diese oberflächlich so weit abgetragen werden, bis der gewünschte Gesamtwiderstand erreicht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächliche Abtragung der Leitstreifen auf einem ausgewählten Bereich, etwa auf einem für die Durchsicht bevorzugten Bereich, erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Beginn des Abtragevorganges die Scheibe an ein Widerstands-Meßgerät angeschlossen wird, die Widerstandszunahme während des Abtragevorganges verfolgt und der Abtragevorgang abgebrochen wird, sobald der gewünschte Widerstandswert erreicht ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstreifen maschinell oberflächlich abgetragen werden und die Steuerung bzw. Abschaltung des Abtragevorganges unter Verwendung einer Brückenschaltung erfolgt, als deren einer Zweig die bearbeitete Glasscheibe geschaltet ist.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstreifen durch mechanischen Abrieb oberflächlich abgetragen werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstreifen durch chemischen Angriff oberflächlich abgetragen werden.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstreifen durch elektrolytische Auflösung oberflächlich abgetragen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizleitersystem der Scheibe als Anode geschaltet und zur Behandlung in den Elektrolyten eingetaucht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizleitersystem der Scheibe als Anode geschaltet und als Kathode eine mit einem saugfähigen, den Elektrolyten enthaltenden Stoff umhüllte Elektrode verwendet wird, die über die Leitstreifen geführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 3, 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Widerstandes während der elektrolytischen Behandlung diskontinuierlich durch in Intervallen abgegebene Stromimpulse erfolgt, und daß der Elektrolysestrom in den Intervallen zwischen den Meßstromimpulsen eingeschaltet wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstreifen nach Erreichen des gewünschten Widerstandsendwertes mit einer Schutzschicht versehen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzschicht eine Metallschicht verwendet wird.