DE2246992C3

DE2246992C3 - Verfahren zur Korrektur des elektrischen Widerstandes einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe

Info

Publication number: DE2246992C3
Application number: DE2246992A
Authority: DE
Inventors: Helmut Brook; Wolfgang Dr. Schaefer
Original assignee: Saint Gobain Industries SA
Current assignee: Saint Gobain Industries SA
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1972-09-25
Publication date: 1979-09-27
Also published as: IT975130B; DE2246992A1; DE2246992B2; US3864545A; FR2154920A5; GB1411265A; JPS4843190A; BE789555A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur

•5 des elektrischen Widerstands einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe mit auf der Glasoberfläche sitzenden und vorzugsweise eingebrannten schmalen Heizleitern und seitlich angeordneten Sammelschienen.

Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung der-

*> artiger elektrisch beheizbarer Glasscheiben bekannt. Bei dem am meisten gebräuchlichen Verfahren wird eine elektrisch leitende einbrennfähige Metallpaste in dem gewünschten Muster auf die Glasoberfläche aufgetragen, beispielsweise mit Hilfe des Siebdruckverfahrens, 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 0,5 mm liegt, kommt hinzu, daß im Laufe der Produktion sich auch die Breite der Streifen ändern kann. Für diese Querschnittsänderungen sind eine Reihe von Faktoren verantwortlich, wie z. B. die Viskosität der Druckpaste, die Umgebungstemperatur, die Auftragsgeschwindigkeit, der Zustand bzw. Abnutzungsgrad der Auftragewerkzeuge und anderes mehr. 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, 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 Heizleiter nachträglich bis auf den gewünschten Leitwert auf galvanischem Wege zu verstärken (DE-AS 18 07 643).

Ferner ist es bereits vorgeschlagen worden, die Heizleiter in einer dickeren Schicht aufzutragen, als es zur Erreichung des gewünschten Gesamtwiderstands der fertigen Heizscheibe erforderlich wäre, und nach dem Einbrennen der Heizleiter diese oberflächlich so weit abzutragen, bis der gewünschte Gesamtwiderstand erreicht ist (DE-PS 20 55 849).

Das Abtragen der Heizleiter erfolgt dabei durch mechanischen Abrieb oder chemischen Angriff oder elektrolytische Auslösung, erfordert also in jedem Falle ein eigenes, relativ aufwendiges Behandlungsverfahren, bei dem auf die Heizleiter selbst eingewirkt wird. Die Be-

handlung der Heizleiter muß dabei sehr sorgfältig vorgenommen werden, da diese außerordentlich dünn sind. Weiterhin ist es bekannt (DE-OS 18 06 257) bei einem Schichtwiderstand mit Widerstandspfad und mit

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mehreren parallelen Strompfaden einen diese Strom- Nach einer ersten Ausführungsform wird wenigstens

pfade verbindenden Leiter zum Abgleich des Wider- eine der S-immelschjenen mit einer in Längsrjchiunt:

Standes zu entfernen bzw. teilweise zu entfernen. Der der Sammelschiene verlaufenden Aussparung versehen,

bekannte Schichtwiderstand weist an den Enden des wobei der die Aussparung auf allen Seiten umgebende

Widerstandspfades etwa punktförmige Elektroden auf. 5 leitende Werkstoff der Sammelschiene an geeigneter

Mit diesem Verfahren ist nur eine Erhöhung des Wider- Stelle durchgetrennt wird. Falls beispielsweise die

standswertes der gesamten Anordnung möglich. Stromzuleitung zu einer derart ausgebildeten Sammel-

Durch die DE-OS 15 90 525 ist es noch bekannt, einen schiene am Ende der Sammelschiene sitzt, kann zur Er-Schichtwidersta.id mit Widerstandspfad dadurch abzu- höhung des elektrischen Widerstands der zwischen der gleichen, daß die an den Enden befindlichen nieder- io Aussparung und den Heizleitern liegende Teil der Sumohmigen Elektroden in den Widerstandspfad hinein melschiene in Höhe zwischen dem Stromanschluß und verlängert werden. Mit dieser Methode ist lediglich eine dem ersten Heizleiter durchgetrennt werden.
Erniedrigung des Widerstandswertes des Schichtwider- Bei der Anordnung des Stromanschlußelements in Standes erreichbar. Darüber hinaus finden die Schicht- der Mitte der Sammelschiene empfiehlt es sich, zwei widerstände nach den DE-OS 18 06 257 und 15 90 525 15 durch einen elektrisch leitenden Teil voneinander geoffensichtlich als Bauteile elektrischer Geräte Ver- trennte, in der gleichen Richtung angeordnete Ausspawendung und unterscheiden sich damit von elektrisch rungen vorzusehen. Fall«, eine Erhöhung des Widerbeheizten Glasscheiben der vorliegenden Art hin- stands erforderlich wird, wird die Sammelschiene zwisichtlich ihrer Verwendung und ihres Aufbaues be- sehen dieser. Aussparungen so durchgetrennt, daß der trächtlich. 20 direkte Stromfluß vom Anschlußeler^snt zu den zwi-

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde. Heiz- sehen den Aussparungen und den Heizieit-:rn Hegenden

scheiben mit einem möglichst genauen Endwrderstand Teilen der Sammelschiene unterbrochen wird,

herzustellen, ohne daß die Heizleiter selbst in irgendei- Eine weitere Verfeinerung der Abstimmung des

ner Form nachbearbeitet werden müssen. Diese Aufga- Widerstands läßt sich dadurch erreichen, daß in den be löst die Erfindung dadurch, daß im Bereich der Sam- 25 Sammeln.hienen eine Reihe von Aussparungen hinter-

melschienen und/oder im Obergangsbereich zwischen einander vorgesehen werden, so daß sich zwischen die-

den Sammelschienen und den Heizleitern Umweglei- sen Aussparungen eine Reihe von Leitungsstücken er-

tungen zur Verlängerung des Stromwegs vorgesehen geben, die je nach Bedarf in unterschiedlicher Anzahl

werden, die durch Entfernen von Leiterstücken oder aufgetrennt werden können.

durch die Herstellung einer elektrich leitenden Verbin- 30 Falls stärkere Korrekturen des elektrischen Wider-

dung zwischen verschiedenen Leiterteilen in den stands ermöglicht werden sollen, können gemäß einer

Stromkreis eingeschaltet bzw. aus dem Stromkreis her- weiteren Ausführungsform der Erfindung mehrere

ausgenommen werden. Aussparungen parallel zueinander in den Sammelschie-

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man nen vorgesehen werden. Durch Weiterführung dieser

also sowohl auf die nachträgliche Beschichtung der 35 Aussparungen jeweils an dem entgegengesetzten Ende

Heizleiter mit einem Metall als auch auf ein nachträgli- kann ein mäanderförmig verlaufender Leiter geschaf-

ches Abtragen der Heizleiter verzichten. Infolgedessen fen werden, wodurch die Gesamtlänge des Vorwider-

brauchen diejenigen Heizscheiben, deren Widerstands- stands bis auf ein Mehrfaches der Länge der Sammel-

wert nach dem Einbrennen der Heizleiter innerhalb der schienen erhöht werden kann.

gegebenen Toleranzen liegt, keiner weiteren Behänd- 40 Gemäß einer weiteren Abwandlung des Erfindungslungsstufe unterzogen zu werden. Die Korrektur des gedankens können kurz vor der Einmündung der Heizelektrischen Widerstands solcher Scheiben, die nicht im leiter in die Sammelschienen zusätzliche Umwegleitun-Toleranzbereich liegen, ist verhältnismäßig einfach: gen zwischen den Heizieitern und den Sammelschienen man braucht nur an einer oder mehreren der dafür vor- vorgesehen werden. Zweckmäßigerweise verlaufen gesehenen Stellen mit einem geeigneten Werkzeug die 45 diese Umwegleitungen parallel zu den Sammelschienen elektrisch leitende Schicht zu unterbrechen, so daß in geringem Abstand von diesen. Falls eine Erhöhung dann der Strom gezwungen wird, nunmehr über ein des Widerstands vorgenommen werden soll, werden längeres Leiterstück zu fließen, wodurch zwanglaufig die Heizleiter unmittelbar vor den Sammelschienen der Widerstand erhöht wird. Der Querschnitt des Heiz- durchgetrennt, so daß der Heizstrom durch die Umleiters selbst bleibt unangetastet, so daß eine unkontrol- 50 wegleitungen fließt. Die Umwegleitungen können aus lierte Schwächung der Heizleiter nicht vorkommen einer oder mehreren Schleifen bestehen, wobei es bei kann. Außerdem läßt sich die erfindungsgemäße Kor- der Anordnung mehrerer Schleifen möglich ist. auch rektur wesentlich einfacher durchführen. Teile c'tr Schleifen in den Heizsiromkreis einzubezic-

Während es im Prinzip auch möglich ist, die Heiz- hen. Dieses Verfahren der Anordnung von Umweglei-

scheiben von vornherein so auszubilden, daß die Um 55 tungen zwischen den Heizleitern und den Sammel-

wegleitungen als Widerstände normalerweise in den schienen ermöglicht auch die Widerstandskorrektur

Stromkreis eingeschalter sind und bei einer notwendig einzelner Heizleiter.

werdenden Erniedrigung des elektrischen Widerstands Neben den beschriebenen Ausführungsformen der

die Vorwiderstände durch Überbrücken aus dem Erfindung sind auch andere denkbar, die von dem glei-

Stromkreis herausgenommen werden, ist der urnge- 60 chen Prinzip Gebrauch machen. Die Zeichnungen zei-

kehrte Weg demgegenüber meistens einfacher. Danach gen bevorzugte Ausführungsbeispiele, die im folgenden

werden die Scheiben zunächst mit dem niedrigsten Ge- näher erläutert werden:

samtwiderstand hergestellt, d. h. so, daß die Vorwider- F i g. 1 zeigt eine elektrisch beheizbare Glasscheibe

stände von vornherein überbrückt und demgemäß nicht 1, auf deren Oberfläche die Heizleiter 2 angeordnet

in den Stromkreis eingeschaltet sind. Falls nun eine Er- 63 sinH, Die Heizleiter 2 bestehen aus einer Leichtmetall-

höhung des Gesamtwiderstands erforderlich ist. kann zusammensetzung. Sie werden mit Hilfe des Siebdruck-

durch Unterbrechen der Überbrückung der Vorwider- Verfahrens auf die Oberfläche aufgetragen und bei

stand in den Stromkreis eingeschaltet werden. einer Temperatur von etwa 600°C eingebrannt. Die

Heizleiter 2 gehen seitlich in die Snmmelschicnen 3 über. Die Sammelschienen 3 bestehen vorzugsweise aus demselben Material wie die Heizleiter 2 und werden im gleichen Druckvorgang wie diese auf die Glasscheibe aufgetragen. Auf den Sammelschienen 3 sind Stromanschlußelemente 4 aufgelötet, auf deren Anschlußfahnen 5 Flachsteckcr befestigt werden. Die Sammelschienen 3 weisen eine in ihrer Längsrichtung sich erstreckende Aussparung 6 auf. Die Lärigsausdehnung dieser Aussparung 6 erstreckt sich etwa über die Strecke, auf der die Heizleiter 2 in die Sammclschicncn münden. Die Aussparungen 6 werden dadurch hergestellt, daß diese Felder beim Druckvorgang abgedeckt werden, so daß hier keine Lcitmclallpasic aufgetragen wird. Die Aussparungen 6 teilen die Sammelschienen mit Ausnahme der Endbereiche in zwei Bahnen 3.» und 36 auf. Die Breite A der inneren Bahn 3.7 ist etwa so gewählt. daß sie aiiein Für die Stromversorgung u'ei Heizleiter ausreicht, ohne daß sie selbst einen wesentlichen Eigenwiderstand aufweist. Die äußere Bahn 36 ist etwas schmaler ausgebildet und stellt für den Heizstrom einen Widerstand dar. der in der Größenordnung von etwa 5% des Gesamtwiderstands der Heizscheibe liegt. Der Heizstrom fließt infolgedessen hauptsächlich durch die inneren Bahnen 3a der Sammelschienen, el. h. auf dem durch die Pfeile /'beschriebenen Weg.

Stellt sich heraus, daß der Gcsamtwidcrstand der Heizscheibe zu niedrig liegt, dann wird/werden eine oder beide Bahnen 3;/ in der Höhe des unteren Endes der Aussparung 6 durchgeircnnt. Durch die so hergestellten Unterbrechungen 7 wird der Stromfluß in Richtung der Pfeile P unterbrochen. Der Strom fließt nunmehr durch die äußeren Bahnen 36 in Richtung der Pfeile P'. 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 Widerstands möglich ist. kann man das

Vorfiihron :itw*h tr» '.»hu/:inrlpln HaR dip Knrrplctur Ho».

elektrischen Widerstands auch in Richtung auf eine Verringerung des elektrischen Widerstands möglich ist. Zu diesem Zweck werden die Unterbrechungen 7 von vornherein bei der Herstellung der Heizscheiben vorgesehen und /um Zweck einer Verringerung des elektrischen Widerstands nachträglich überbrückt. Die Überbrückung kann beispielsweise durch Auftragen von Lötzinn erfolgen.

Schließlich ist -.s auch möglich, auf nur einer Sammelschiene eine Unterbrechung 7 von vornherein vorzusehen. Der Gesamtwiderstand 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 Gesamtwiderstands in beiden Richtungen ermöglicht.

Die F i g. 2 bis 4 stellen zweckmäßige Abwandlungen und Weiterbildungen des Erfindungsprinzips dar. Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform ist das Stromanschlußelement 14 in der Mitte der Sammelschienen 13 angeordnet. Zu beiden Seiten des Stromanschlußclcmcnts 14 befindet sich je eine Aussparung 16. Der Heizstrom fließt hauptsachlieh durch die inneren Bahnen 13;/ 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 \3b in Richtung der Pfeile <7 zu fließen. |e nach Dimensionierung der Bahnen 136 wird dadurch der elektrische Widerstand um ein vorgegebenes Maß erhöht.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform sind in Längsrichtung der Sammelschienen 23 mehrere Aussparungen 26 hintereinander angeordnet. Durch Anbringung der Unterbrechungen 27 und einer oder mch-

rercr der Unterbrechungen 28 können nunmehr die äußeren Leiterbahnen 236 auch teilweise in den Stromkreis cinbe/ogcn werden. Auf diese Weise läßt sich eine feinere Abstufung der Widerslandskorrektur erreichen.

F i g. 4 stellt eine Ausführungsform dar. die es gestattet, einen besonders hohen Vorwidersland in den Stromkreis einzuschalten. Zu diesem Zweck sind zwei Aussparungen 36 und 36' μίϋίίΐίοι /ucinünücr in tier Sammelschiene 33 vorgesehen, wodurch die Sammelschiene 33 in drei Leiterbahnen 33a. 33b und 33c unterteilt wird. Während normalerweise der direkte .Stromweg von dem Stromanschlußelcment 34 durch die Leiterbahn 33;i zu den Hci/.leitern 2 gegeben ist. wird durch Anbringung der Unterbrechung 37 die Leiterbahn 33t' als Vorwiderstand Zwischengeschäft. Will man den Gcsamtwidcrstand noch weiter erhöhen, dann wird die Unterbrechung 38 angebracht, wodurch zusätzlich die Leiterbahn 336 in den Stromkreis eingeschaltet wird, so daß jetzt der Heizstrom den durch die gestrichelte Linie ^dargestellten V/cg nimmt.

Die F i g. 5 bis 7 zeigen Ausfuhrungsformen, bei denen die Vorschallwiderständc nicht innerhalb der Sammelschienen 43 selbst, sondern zwischen den Sammelschienen und den Heimleitern 42 liegen. Die Heizleiter 42 münden unmittelbar in die Sammelschienen 43. Kurz vor den Sammelschienen zweigen von den Heizleitern 42 l.eitstreifen 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 Stromvcrzwcigtingsgesei- ron flipRi nur pin pprinper Teil des Heizstroms 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 Gesamtwiderstands der Heizscheibe, sondern auch eine Widerstandskorrektur einzelner Heizleiter erfolgen.

Durch Anordnung mehrerer solcher UmweglcKungen kann die Größe der Vorschaltwiderstände erhöht werden. Beispiele hierfür zeigen die F i g. 6 und 7. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 sind zwei Leitstreifen 54a und 546 parallel zueinander angeordnet.

Durch Anbringung der Unterbrechung 55a wird der Leitstreifen 54a vorgeschaltet, während durch die zusätzliche Anbringung der Unterbrechung 556 die Leitstreifen 54b und 54a in Serie in den Stromkreis des Heizleiters 52 eingeschaltet werden.

F i g. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit drei parallel zueinander angeordneten Leitstreifen 64. 64a und 646. 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 656 allein die beiden Leitstreifen 64a und 646 und bei Anbringung der beiden Unterbrechungen 65a und 656 schließlich werden alle drei Leitstreifen 64. 64a und 646

in Serie in den Stromkreis des llei/.leiters f>2 eingeschaltet.

Selbstverständlich können «tuch bei den in ilen I·' i g. 5 bis 7 dargestellten Ausluhrungsformen die llnierbrcehungcn von vornherein vorgesehen und dnmit die I iniwcglciiungcn von vornherein in den Stromkreis

eingeschaltet sein, so daß durch Überbrücken diesel Unterbrechungen der Widerstund verringert werden kiinn. Auch ist es möglich, die Atisführungsrormen nach I" i g. ^ri bis 7 mit denen iiiich F i g. I bis 4 /u kombinieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Korrektur des elektrischen Widerstands einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe mit auf der Glasoberfläche sitzenden, vorzugsweise eingebrannten schmalen Heizleitern und seitlich angeordneten Sammelschienen, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Sammelschienen (3) und/oder im Übergangsbereich zwischen den Sammelschienen (3) und den Heizleitern

(2) Umweglcitungen zur Verlängerung des Stromwegs 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.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Sammelschienen

(3) mit wenigstens einer in Längsrichtung der Sammelschiene (3) laufenden Aussparung (6) versehen wird, wobei der die Aussparung (6) auf allen Seiten umgebende leitende Werkstoff der Sammelschiene an geeigneter Stelle durchgetrennt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung (4) zu den Sammelschienen (3) an dem einen Ende der Sammclschienen (3) erfolgt und daß zur Erhöhung des elektrischen Widerstands der zwischen der Aussparung (6) und den Heizleitern liegende Teil der Sammelschiene (3) in Höhe zwischen dem Stromanschluß und dem ersten Heizleiter (2) Jurchgetrennt wird (7)·

4. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung (14) zu den Sammelschienen (13) in der Mitte der Sammelschienen (13) erfolgt und daß zwei durch einen elektrisch leitenden Teil voneinander getrennte, in der gleichen Richtung hintereinander angeordnete Aussparungen (16) vorgesehen werden, wobei zur Erhöhung des elektrischen Widerstands die Sammelschiene (13) zwischen diesen Aussparungen (16) durchgetrennt wird (17), so daß der direkte Stromfluß vom Stromanschlußelement (14) zu den zwischen den Aussparungen (16) und den Heizleitern (2) liegenden Teilen (13a) der Sammelschiene (13) unterbrochen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Sammelschienen (23) eine Vielzahl von Aussparungen (26) in einer Richtung hintereinander vorgesehen werden, so daß sich zwischen diesen Aussparungen (26) eine Reihe von Leitungsstücken ergeben, die je nach Bedarf in unterschiedlicher Anzahl aufgetrennt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Aussparungen bzw. Reihen von Aussparungen (36. 36') unter Bildung von leitenden Zwischenbahnen (33,7, 33£>, 33c) parallel zueinander angeordnet werden, wobei durch nachträgliche Weiterführung der Aussparungen (37, 38) abwechselnd an den jeweils entgegengesetzten Enden eine mehrfache Verlängerung des Stromwegs in den Sammelschienen (33) erzielt wird.

7. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor der Einmündung der Heizleiter (42) in die Sammelschienen (43) zwischen den Heizleitern (42) und den Sammelschienen (43) zusätzliche Leitstreifen (44) vorgesehen werden, die durch Durchtrennen des Heizleiters (45) unmittelbar an der Sammelschiene (43) in den Stromkreis des Heizleiters eingeschaltet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leitsireifen (54a, 54Λ, 64,64,/, 64b) parallel zur Sammelschiene vorgesehen werden, die durch Durchtrennen der Leiter (55.7, 55Z>, 65,7, 656) einzeln oder in Serie in den Stromkreis des Heizleiters eingeschaltet werden.