DE2246992A1

DE2246992A1 - Verfahren zur korrektur des elektrischen widerstandes einer elektrisch beheizbaren glasscheibe

Info

Publication number: DE2246992A1
Application number: DE19722246992
Authority: DE
Inventors: Helmut Brook; Wolfgang Dr Schaefer
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1972-09-25
Publication date: 1973-04-26
Also published as: JPS4843190A; GB1411265A; DE2246992B2; IT975130B; DE2246992C3; US3864545A; BE789555A; FR2154920A5

Description

Verfahren zur Korrektur des elektrischen Widerstandes einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur des elektrischen Widerstandes einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe mit auf der Glasoberfläche sitzenden und vorzugsweise eingebrannten schmalen Heizleitern und seitlich angeordneten Saramelschienen.

Es sind verschiedene; Verfahren zur Herstellung derartiger elektrisch beheizbarer Glasscheiben bekannt. Bei den am meisten gebräuchlichen Verfahren wird eine elektrisch leitende einbrennfähige Metallpaste in dem gewünschten Muster auf die Glasoberfläche aufgetragen, beispielsweise mit Hilfe des Siebdruckverfahs« :i rens, und anschließend bei erhöhten Temperaturen eingebrannt.

Allen üblichen Auftrage- bzw. Druckverfahren ist gemeinsam, daß es Schwierigkeiten bereitet* stets eine gleichbleibende Schichtdicke bzw. Streifenbreite zu erzeugen« Bei den aufzutragenden schmalen Heizleitern, deren Breite in der Größenordnung von octroi liegt, kommt hinzu, daß im Laufe-ö©r Produktion sich auch die Breite der Streifen ändern kann. WiIr diese Querschnittsänderung©!! sind eine Reihe von Faktoren verantwortliche wie g_o B₀ dia

ORIGINAL INSPECTED

309817/0705

VE 188

,ι

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 Abweichungen im Querschnitt resultieren entsprechende Abweichungen im elektrischen Widerstand der so hergestellten Heizscheiben.

Es ist jedoch in vielen Fällen erwünscht, und darin besteht die der Erfindung zu Grunde 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 (DAS 1.807.643).

Die Erfindung schlägt zur Erreichung dieses Zieles eine andere Lösung vor. Sie besteht darin, daß im Bereich der Sammelschienen und/oder im Ubergangsbereich zwischen den Sammelschienen und den Heizleitern Umwegleitungen zur Verlängerung des Stromweges vorgesehen werden, die durch Entfernen von Leiterstücken oder durch die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen verschiedenen Leiterteilen in den Stromkreis eingeschaltet bzw. aus dem Stromkreis herausgenommen werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man also auf die nachträgliche Beschichtung der Heizleiter mit einem Metall verzichten. Infolgedessen brauchen diejenigen Helz^scheiben, deren Widerstandswert nach dem Einbrennen der Heizleiter innerhalb der gegebenen Toleranzen liegt, keiner weiteren Behändlungsstufe unterzogen zu werden. Die Korrektur des elektrischen

3098 17/0705

VE 188

Widerstandes solcher Scheiben, die nicht im Toleranzbereich liegen, ist verhältnismäßig einfach; man braucht nur an einer oder mehreren der dafür vorgesehenen Stellen mit einem geeigneten Werkzeug die elektrisch leitende Schicht zu unterbrechen, so daß dann der Strom gezwungen wird, nunmehr über ein längeres Leiterstück zu fließen, wodurch zwangsläufig der Widerstand erhöht wird.

Während es im Prinzip auch möglich ist, die Heizscheiben von vornherein so auszubilden, daß die Umwegleitungen als Widerstände normalerweise in den Stromkreis eingeschaltet sind, und bei einer notwendig werdenden Erniedrigung des elektrischen Widerstandes die Vorwiderstände durch Überbrücken aus dem Stromkreis herausgenommen werden, ist.der umgekehrte Weg demgegenüber meistens einfacher» Danach werden die Scheiben zunächst mit dem niedrigsten Gesamtwiderstand hergestellt, d.h. so, daß die Vorwiderstände von vornherein überbrückt und demgemäß nicht in den Stromkreis eingeschaltet sind. Falls nun eine Erhöhung des Gesamtwiderstandes erforderlich ist, kann durch Unterbrechen der Überbrückung der Vorwiderstand in den Stromkreis eingeschaltet werden.

Nach einer ersten Ausführungsform wird wenigstens eine der Sammelschienen mit einer in Längsrichtung der Sammelschiene verlaufenden Aussparung versehen, wobei der die Aussparung auf allen Seiten umgebende leitende Werkstoff der Sammelschiene an geeigneter Stelle durchgetrennt wird. Falls beispielsweise die Stromzuleitung zu einer derart ausgebildeten Sammelschiene am Ende der Sammenschiene sitzt, kann zur Erhöhung des elektrischen Widerstandes der zwischen der Aussparung und den Heizleitern liegende Teil der Sammelschiene in Höhe zwischen dem Stromanschluß und dem ersten Heizleiter durchgetrennt werden.

309817/0705

22A6992

VE 188

Bei der Anordnung des Stromanschlußelementes in der Mitte der Sammelschiene empfiehlt es sich, zwei durch einen elektrisch leitenden Teil voneinander getrennte, in der gleichen Richtung angeordnete Aussparungen vorzusehen. Falls eine Erhöhung des Widerstandes erforderlich wird, wird die Sammelschiene zwischen diesen Aussparungen so durchgetrennt, daß der direkte Stromfluß vom Anschlußelement zu den zwischen den Aussparungen und den Heizleitern liegenden Teilen der Sammelschiene unterbrochen wird.

Eine weitere Verfeinerung der Abstimmung des Widerstandes läßt sich dadurch erreichen, daß in den Sammelschienen eine Reihe von Aussparungen hintereindander vorgesehen werden, so daß sich zwischen diesen Aussparungen eine Reihe von Leitungsstücken ergeben, die je naeh Bedarf in unterschiedlicher Anzahl aufgetrennt werden können.

Falls stärkere Korrekturen des elektrischen Widerstandes ermöglicht werden sollen, können gemäß einer weiteren AusfUhrungsform der Erfindung mehrere Aussparungen parallel zueinander in den Sammelschienen vorgesehen werden. Durch Weiterführung dieser Aussparungen jeweils an dem entgegengesetzten Ende kann ein mäanderförmig verlaufender Leiter geschaffen werden, wodurch die Gesamtlänge des Vorwiderstandes bis auf ein Mehrfaches der Länge der Sammelschienen erhöht werden kann.

Gemäß einer weiteren Abwandlung des Erfindungsgedankens können kurz vor der Einmündung der Heizleiter in die Sammelschienen zusätzliche Umwegleitungen zwischen den Heizleitern und den Sammelschienen vorgesehen werden. Zweckmäßigerweise verlaufen diese Umwegleitungen parallel zu den Sammelschienen in geringem Abstand von diesen. Falls eine Erhöhung des Widerstandes vorgenommen werden soll, werden die Heizleiter unmittelbar vor den

309817/0705

VE 188 _ 5 _

Sammelschienen durchgetrennt, so daß der Heizstrom durch die Umwegleitungen fließt. Die Umwegleitungen können aus einer oder mehreren Schleifen bestehen,. wobei es bei der Anordnung mehrerer Schleifen möglich ist, auch Teile der Schleifen in den Heizstromkreis einzubezlehen. Dieses Verfahren der Anordnung von Umwegleitungen zwischen den Heizleitern und den Sammelschienen ermöglicht auch die Widerstandskorrektur einzelner Heizleiter.

Neben den beschriebenen Ausfürhungsformen der Erfindung sind auch andere denkbar, die von dem gleichen Prinzip Gebrauch machen. Die Zeichnungen zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele, die im folgenden näher erläutert werden;

Figur 1 zeigt eine elektrisch beheizbare Glasscheibe 1, auf deren Oberfläche die Heizleiter 2 angeordnet sind. Die Heizleiter 2 bestehen aus einer Leitmetallzusammensetzung«, Sie werden mit Hilfe des Siebdruckverfahrens auf die Oberfläche aufgetragen und bei einer Temperatur von etwa 600°C eingebrannt. Die Heizleiter 2 gehen seitlich in die Sammelschienen J5 über. Die Sammelschienen J> bestehen vorzugsweise aus demselben Material wie die Heizleiter 2 und werden im gleichen Druckvorgang wie diese auf die Glasscheibe aufgetragen. Auf den Sammelschienen sind Stromanschlußelemente K aufgelötet, auf deren Anschlußfahnen5 Plachstecker befestigt werden. Die Sammelschienen 3 weisen eine in ihrer» Längsrichtung sich erstreckende Aussparung 6 auf. Die Längsausdehnung dieser Aussparung β erstreckt sich etwa über die Strecke, auf der die Heizleiter 2 in die Sammelschienen münden. Die Aussparungen β werden dadurch hergestellt, daß diese Felder beim Druckvorgang abgedeckt werden, so daß hie.r keine Leitmetallpaste aufgetragen wird« Die Aussparungen teilen die Sammelschienen mit Ausnahme der Endbereiche in zwei Bahnen Ja. und JJb auf. Die Breite A der inneren Bahn 2>a Ist etwa

3 0 9817/0705

VE 188 - 6 -

so gewählt, daß sie allein für die Stromversorgung der Heizleiter ausreicht, ohne daß sie selbst einen wesentlichen Eigenwiderstand aufweist. Die äußere Bahn 3b ist etwas schmaler ausgebildet und stellt für den Heizstrom einen Widerstand dar, der in der Größenordnung von etwa 5# des Gesamtwiderstandes der Heizscheibe liegt. Der Heizstrom fließt infolgedessen hauptsächlich durch die inneren Bahnen 3a der Sammelschienen, das heißt auf dem durch die Pfeile P beschriebenen Weg.

Stellt sich heraus, daß der Gesamtwiderstand der Heizscheibe zu niedrig liegt, dann wird^erden eine oder beide Bahnen 3a in der Höhe des unteren Endes der Aussparung 6 durchgetrennt. Durch die so hergestellten Unterbrechungen 7 wird der Stromfluß in Richtung der Pfeile P unterbrochen. Der Strom fließt nunmehr durch die äußeren Bahnen 3b in Richtung der Pfeile P¹. Falls eine geringe Widerstandserhöhung ausreicht, genügt es, wenn die Unterbrechung 7 auf nur einer Sammelschiene angebracht wird. Durch Anbringung der Unterbrechung 7 auf beiden Sammelschienen kann die Widerstandserhöhung verdoppelt werden.

Während bei dem beschriebenen Verfahren nur eine Erhöhung des Widerstandes möglich ist, kann man das Verfahren auch so abwandeln, daß die Korrektur des elektrischen Widerstandes auch in Richtung auf eine Verringerung des elektrischen Widerstandes möglich ist. Zu diesem Zweck werden die Unterbrechungen 7 von vornherein bei der Herstellung der Heizscheiben vorgesehen, und zum Zweck einer Verringerung des elektrischen Widerstandes nachträglich überbrückt. Die Überbrückung kann beispielsweise durch Auftragen von Lötzinn erfolgen.

Schließlich Ist es auch möglich, auf nur einer Sammelschiene eine Unterbrechung 7 von vornherein vorzusehen. Der Gesamtwider-

- 7

■j O ü 8 1 7 / t"j 7 0S

" VE 188 _ γ -

stand einer so ausgebildeten Heizscheibe kann sowohl durch Anbringung.einer Unterbrechung auf der zweiten Sammelschiene erhöht, als auch durch Überbrücken der vorhandenen Unterbrechung auf der ersten Sammelschiene erniedrigt werden. Dadurch wird eine Korrektur des Gesamtwiderstandes in beiden Richtungen ermöglicht.

Die Figuren 2 bis 4 stellen zweckmäßige Abwandlungen und Weiterbildungen des Erfindungsprinzips dar. Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist das Stromanschlußelement 14 in der Mitte der Sammelschienen 13 angeordnet. Zu beiden Seiten des Stromanschlußelementes 14 befindet sich Je eine Aussparung 16. Der Heizstrom fließt hauptsächlich durch die inneren Bahnen 1Ja in Richtung der Pfeile Q. Durch Anbringung der gestrichelt dargestellten Unterbrechungen 17 wird diese Strombahn unterbrochen, und der Strom gezwungen, durch die als Vorwiderstand wirkenden äußeren Bahnen 1j5b in Richtung der Pfeile Q¹ zu fließen. Je nach Dimensionierung der Bahnen I3 b wird dadurch der elektrische Widerstand um ein vorgegebenes Maß erhöht.

Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform sind in Längsrichtung der Sammelschienen 23 mehrere Aussparungen 26 hintereinander angeordnet. Durch Anbringung der Unterbrechungen 27 und einer oder mehrerer der Unterbrechungen 28 können nunmehr die äußeren Leiterbahnen 23b auch teilweise in den Stromkreis einbezogen werden. Auf diese Weise läßt sich eine feinere Abstufung der Widerstandskorrektur erreichen.

. Figur H stellt eine Ausführungsforrn dar, die es gestattet, einen besonders hohen Vorwiderstand in den Stromkreis einzuschalten. Zu diesem Zweck sind zwei Aussparungen 36 und 36' parallel zueinander in der Sammelschiene 33 vorgesehen, wodurch die Sammel-

3098 17/0705

VE 188 - 8 -

schiene 33 in drei Leiterbahnen 33a, yjt> und y$o. unterteilt wird. Während normalerweise der direkte Stromweg von dem Stromansohlußelement JM durch die Leiterbahn JJa. zu den Heizleitern 2 gegeben ist, wird durch Anbringung der Unterbrechung 37 die Leiterbahn 33° als Vorwiderstand zwischengeschaltet. Will man den Gesamtwiderstand noch weiter erhöhen, dann wird die Unterbrechung 38 angebracht, wodurch zusätzlich die Leiterbahn 3JH> in den Stromkreis eingeschaltet wird, so daß Jetzt der Heizstrom den durch die gestrichelte Linie R dargestellten Weg nimmt.

Die Figuren 5 bis 7 zeigen Ausführungsformen, bei denen die Vorschalwiders.tände nicht innerhalb der Sammelschienen 43 selbst, sondern zwischen den Sammelschienen und den Heizleitern 42 liegen. Die Heizleiter 42 münden unmittelbar in die Sammelschienen 43· Kurz vor den Sammelschienen zweigen von den Heizleitern 42 Leitstreifen 44 ab, die in geringem Abstand parallel zu den Sammelschienen 43 verlaufen, und vor dem nächstfolgenden Heizleiter 42 in die Sammelschiene 43 münden. Entsprechend den Stromverzweigungsgesetzen fließt nur ein geringer Teil des Heizstromes durch die Leitstreifen 44. Die Leitstreifen 44 können jedoch vollständig in den Stromkreis der Heizleiter eingeschaltet werden, wenn die Heizleiter 42 an den mit 45 bezeichneten, gestrichelt dargestellten Stellen unterbrochen werden. Auf diese Weise kann nicht nur eine Korrektur des Gesamtwiderstandes der Heizscheibe, sondern auch eine Widerstandskorrektur einzelner Heizleiter erfolgen.

Durch Anordnung mehrerer solcher Umwegleitungen kann die Größe der Vorschaltwiderstände erhöht werden. Beispiele hierfür zeigen die Figuren 6 und 7· Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 sind zwei Leitstreifen 54a und 54b parallel zueinander angeordnet. Durch Anbringung der Unterbrechung 55a wir der Leitstreifen 54a vorgeschaltet, während durch die zusätzliche An-

-9 3098 1 7/0705 : :

bringung der Unterbrechung 55b die Leitstreifen 54 und 5*Ja in Serie in den Stromkreis des Heizleiters 5² eingeschaltet werden.

Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit drei parallel zueinander angeordneten Leitstreifen 64, 64a und 6*lb, die einzeln oder zusammen in den Stromkreis der Heizleiter 62 eingeschaltet werden können. Durch Anbringung der Unterbrechung 65a z.B. wird der Leitstreifen 64 vorgeschaltet, bei Anbringung der Unterbrechung 65b allein die beiden Leitstreifen 64a und 64b, und bei Anbringung der beiden Unterbrechungen 65a und 65b schließlich werden alle drei Leitstreifen 64, 64a und 64b in Serie in den Stromkreis des Heizleiters 62 eingeschaltet.

Selbstverständlich können auch bei den in den Figuren 5 bis 7 dargestellten Ausführungsformen die Unterbrechungen von vornherein vorgesehen und damit die Urnwegleitungen von vornherein in den Stromkreis eingeschaltet sein, so daß durch überbrücken dieser Unterbrechungen der Widerstand verringert werden kann. Auch ist es möglich, die Ausführungsformen nach Figur 5 bis 7 mit denen nach Figur 1 bis 4 zu kombinieren.

- 10 309817/0705

Claims

VE 188 - 10 Patentansprüche

^J Verfahren zur Korrektur des elektrischen Widerstandes einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe mit auf der Glasoberfläche sitzenden, vorzugsweise eingebrannten schmalen Heizleitern und seitlich angeordneten Sammelschienen, dadurch gekennzeichnet , daß im Bereich der Sammelschienen und/oder im Ubergangsbereich zwischen den Sammelschienen und den Heizleitern Umwegleitungen zur Verlängerung des Stromweges vorgesehen werden, die durch Entfernen von LeiterstUcken oder durch die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen verschiedenen Leiterteilen in den Stromkreis eingeschaltet bzw. aus dem Stromkreis herausgenommen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Sammelschienen mit wenigstens einer in Längsrichtung der Sammelschiene laufenden Aussparung versehen wird« wobei der die Aussparung auf allen Seiten umgebende leitende Werkstoff der Sammelschiene an geeigneter Stelle durchgetrennt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung zu den Sammelschienen an dem einen Ende der Sammelschienen erfolgt, und daß zur Erhöhung des elektrischen Widerstandes der zwischen der Aussparung und den Heizleitern liegende Teil der Sammelschiene in Höhe zwischen dem Stromanschlufl und dem ersten Heizleiter durchgetrennt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung zu den Samroelschienen In der Mitt· der

- 11 309817/0705

VE 188

- 11 -

Sammelschienen erfolgt, und daß zwei durch einen elektrisch leitenden Teil voneinander getrennte, in der gleichen Richtung angeordnete Aussparungen vorgesehen werden, wobei zur Erhöhung des elektrischen Widerstandes die Sammelschiene zwischen diesen Aussparungen durchgetrennt wird, so daß der direkte Stromfluß vom Stromanschlußelement zu den zwischen . den Aussparungen und den Heizleitern liegenden Teilen der Sammelschiene unterbrochen wird.
5· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß in den Sammelschienen eine Vielzahl von Aussparungen in einer Richtung hintereinander vorgesehen werden, so daß sich zwischen diesen Aussparungen eine Reihe von Leitungsstücken ergeben, die Je nach Bedarf in unterschiedlicher Anzahl aufgetrennt werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Aussparungen bzw. Reihen von Aussparungen unter Bildung von leitenden Zwischenbahnen parallel zueinander angeordnet werden, wobei durch nachträgliche Weiterführung der Unterbrechungen abwechselnd an den Jeweils entgegengesetzten Enden eine mehrfache Verlängerung des Stromweges in den Sammelschienen erzielt wird.
7- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor der Einmündung der Heizleiter in die Sammelschienen zwischen den Heizleitern und den Sammelschienen zusätzliche Leitstreifen vorgesehen werden, die durch Durchtrennen des .Heizleiter^ unmittelbar an der Sammelschiene in den Stromkreis des Heizleiters eingeschaltet werden.

- 12 -

3098 17/070 5

VE 188

- 12 -
8. Verfahren nach Anspruch 7# dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leitstreifen parallel zur Sammelschiene vorgesehen werden« die durch Durchtrennen der Leiter einzeln oder in Serie in den Stromkreis des Heizleiters eingeschaltet werden.

Leerseite