DE2326981C3 - Schichtförmiges Sicherheitsglas General Electric Co., Schenectady, N. Y. (V.StA.) - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein schichtförmiges Sicherheitsglas mit einem Paar äußerer Glasschichao ten und einer einstückig damit verbundenen zusammengesetzten inneren Scheibe, die eine Schicht aus transparentem thermoplastischem Polymer umfaßt, in deren eine Hauptoberfläche eine Vielzahl Widerstandsdrähte eingebettet ist und mit Sammelleitungselektroden, die aus einem unteren Leiterstreifen, der direkt mit der Scheibe aus thermoplastischem Polymer verbunden ist, und einem darüberliegenden Leiterstreifen bestehen, wobei die Ensjen der Widerstandsdrähte zwischen diesen Leiters'.reifen liegend mit beiden verbunden sind.

Bei einem bekannten schichtförmigen Sicherheitsglas der vorstehend bezeichneten Art (US-PS 34 09 759) ist der untere Leiterstreifen durch Lufttrocknen einer Suspension fein zerteilter, elektrisch leitender Metallteiichen in einem an Luft trocknenden Binder hergestellt und der darüberliegende Leisterstreifen weist im wesentlichen die Abmessungen des un'eren Leiterstreifens auf (Anspruch 11 der US-PS 34 09 759). Fin wesentliches Problem bei der Herstellung soleher schichtförmigen Sicherheitsgläser ist die Schaffung einer zuverlässigen und dauerhaften elektrischen Verbindung zwischen den Sammelleitungselektroden und den Widerstandsdrähten. Diese elektrische Verbindung kann durch das Fließen des Polymermaterials, wie es beim Herstellen des schichtförmigen Sicherheitsglases auftritt verschlechtert oder unterbrochen werdea Der aus einer Suspension fein zerteilter Metallteilchen hergestellte untere Leiterstreifen nach der US-PS 34 09 759 kann mangels ausreichender mechanischer Festigkeit das plastische Fließen des Polymerscheibenmaterials nicht verhindern.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, bei einem schichtförmigen Sicherheitsglas der eingangs genannten Art eine Sammelleitungselektroden-Konstruktion zu schaffen, die eine zuverlässige und dauerhafte elektrische Verbindung mit den Widerstandsdrähten gestattet und die darüber hinaus eine gute mechanische Verbindung mit der Schicht aus transparentem thermoplastischem Polymer gestattet. Diese Aufgabe wird gemaß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der untere Leiterstreifen der Sammelleitungselektroden einen segmentartigen Aufbau hat, der durch Wärmebindung direkt an der thermoplastischen Polymerschicht an jedem Ende der einzelnen Widerstandsdrähte befestigt ist, und daß der obere Leiterstreifen ein Streifen mit größerer Breite und Dicke ist, der den darunterliegenden, in Segmente geteilten Streifen überlagert und ebenfalls durch Wärmebindung an jedem Ende der einzelnen Widerstandsdrähte direkt an der thermoplastischen Polymerschicht befestigt ist.

Die segmentartige Ausbildung der unteren Leiterstreifen hat den zusätzlichen Vorteil der gleichmäßigeren Verteilung der elektrischen Leistung über die Widerstandsdrähte, die bei einer gewölbten Ausfüh-

rung des Sicherheitsglases verschiedene Längen aufweisen.

Der vorliegenden Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen

des erfindungsgemäßen schichtförmigen Sicherheitsglases zu schaffea Das erfindungsgemäße Verfahren besteht aus folgenden Stufen:

a) aufbringen eines Paares in Segmente geteilter bandartiger Streifen auf einer Hauptobertläcbe einer Scheibe aus transparentem thermoplastischem Polymer, so daß jeder Streifen benachbart und parallel zu einer gegenüberliegenden Randkante eines gewölbten Sicherheitsglasfensterteiles angeordnet ist;

b) aufbringen eines Quermusters von parallel zueinander ausgerichteten Widerstandsdrähten zwischen den in Segmente geteilten bandartigen Streifen, so daß sich das Drahtmuster zwischen den Streifest erstreckt, und Befestigen des Drahtmusters auf der gleichen Hauptoberfläche des Polymers mittels elektrischer Heizelektroden, die an jedem Ende der einzelnen Widerstandsdrähte angeordnet sind;

c) befestigen durchgehender bandartiger Streifen . größerer Breite und Dicke im Vergleich zu den in Segmente geteilten bandartigen Streifen durch Wärmeverbinden der durchgehenden Streifen mit der gleichen Hauptoberfläche der Polymerplatte, um einen direkten Kontakt zwischen den einzelnen Widerstandsdrähten und den darunterliegenden, in Segmente geteilten Folienstreifen zu erhaltea

Die Erfindung schafft darüber hinaus ein schichtförmiges Sicherheitsglas mit verbesserter Wärmekapazitat sowohl zum Abtauen als auch zum Entfernen von Eis und Schnee von einer Windschutzscheibe und gestattet einen vereinfachten und zuverlässigeren Aufbau des endgültigen Sicherheitsglases.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert, woraus sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 e^;ne perspektivische Ansicht eines gewölbten Fensters, das einen schichtförmigen Sicherheitsglasaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist,

F i g. 2 einen Schnitt 2-2 entlang einer Kante eines longitudinalen Randes des in F i g. 1 dargestellten Sicherheitsglasaufbaues und

Fig.3 einen Schnitt 3-3, der durch eine andere Randkante des gleichen Sicherheitsglasaufbaues gelegt ist.

F i g. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer sonst herkömmlichen Autowindschutzscheibe, die eine gekrümmte Umrißlinie aufweist und eine im wesentlichen blend- und spiegelfreie Widerstandsdrahtanordnung enthält. Insbesondere ist eine schichtförmige Sicherheitsglasscheibe 10 dargestellt, die zwei äußere Glasschichten 12 und 14 aufweist, die adhäsiv durch Wärmebindung an der elektrisch beheizten durchsichtigen Scheibe 16 der vorliegenden Erfindung in einem integralen Aufbau hängen und damit zusammenhalten. Diese elektrisch beheizte durchsichtige Scheibe, die als die innere Schicht der Sicherheitsglasscheibe dient (die genauer in F i g. 2 dargestellt ist), bildet ein zusammengesetztes Teil, das eine Scheibe aus durchsichtigem thermoplastischem Polymer J8 aufweist, in dessen eine Hauptoberfläche eine Vielzahl von gekrümmten Widerstandsdrähten 20 eingebettet ist, die in bezug zueinander in einer dreidimensionalen und nicht parallelen unregelmäßigen Anordnung ausgerichtet sind. Die Sammelleitungselektroden 22 und 24 bilden einen integralen Bestandteil dieses zusammengesetzten Teils und sind jeweils an jedem Ende der einzelnen Widerstandsdrähte angeordnet uad liefern einen elektrischen Anschluß für die verfügbare elektrische Stromquelle in dem Fahrzeug zum Erhitzen der Drähte. Beide Sammelleitungselektroden sind bi Längsrichtung entlaug des größten Teils der Längsabmessung des Fensteraufbaus angeordnet und liegen sowohl nahe als auch parallel zu gegenüberliegenden Rändern 26 und 28 der gekrümmten Sicherheitsglasscheibe. In dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 1 is-i die Widerstandsdrahtanordnung 70 für elektrischen und mechanischen Kontakt jeweils am Ende der einzelnen Widerstandsdrähte transversal ausgerichtet, so daß die Abschnitte 30 und 32 der Widerstandsdrahtanordnung, die jenseits der äußeren Enden der in Längsrichtung verlaufenden Sammelleitungselektrode liegen, keinen Teil des elektrischen Heizsystems bilden.

In F i g. 2 i»t ein vertikaler Schnitt durch den Windschutzscheibenaufbau nach F i g. 1 dargestellt, um den Aufbau der Sammelleitungselektrode gemäß der vorliegenden Erfindung näher zu erläutern. Wie aus F j g. 2 zusammen mit F i g. 1 ersichtlich ist, besteht die Sammelleitungselektrode 22 in ihrem Aufbau in dem endgültigen Sicherheitsglas aus einem dünnen bandartigen Streifen 40 mit einem segmentierten Aufbau, der durch die Spalte 43,44 und 46 dargestellt ist, der durch Wärmebindung an der darunterliegenden thermoplastischen Schicht befestigt ist, und einem durchgehenden bandartigen Streifen 42 mit größerer Breite und Dicke, der über dem angrenzenden segmentierten Streifen liegt und ebenfalls direkt mit der thermoplastischen Schicht durch Wärmebindung verbunden ist. Die Spaltöffnungen, die sich gänzlich durch den segmentierten Streifen 40 erstrecken, schaffen einen unterbrochenen elektrisch leitenden Weg, wenn die einzelnen elektrischen Drähte thermisch an die thermoplastische Polymerscheibe in einer Art, die unten näher erklärt werden wird, angeheftet werden. Der durchgehende bandartige Streifen steht an einer Seite in direktem Kontakt mit der inneren Oberfläche der äußeren Glasschicht 12, während er an der anderen Seite sowohl mit einem einzelnen Heizdraht 20 als auch dem darunterliegenden segmentierten Streifen 40 in körperlichem und elektrischem Kontakt steht. Der direkte Kontakt zwischen den bandartigen Streifen, der beiderseits durch ein elektrisch leitendes Metall wie z. B. Kupfer bewerkstelligt werden kann, wird durch teilweise Verformung des darunterliegenden segmentierten Streifens erreicht, die beide Male während des thermischen Anheftens der einzelnen Widerstandsdrähte an die thermoplastische Polymerscheibe und während des endgültigen Zusammenbaus des Fensters in einer noch zu erklärenden Weise auftritt. Der Schnitt in F i g. 2 wurde ebenfalls gewählt, um einen vorspringenden Lappen 48 des durchgehenden bandartigen Streifens 42 darzustellen, der eine elektrische Verbindung mit der Stromquelle des Fahrzeugs für die Scheibenheizung erlaubt.

F i g. 3 ist eine Querschnittsansicht in der entgegengesetzten Richtung der Sammelleitungselektrode gemäß der vorliegenden Erfindung. Im einzelnen wurde ein Schnitt 3-3 durch die Verbundglasscheibe gelegt, der in einer Richtung verläuft, die senkrecht zu dem in F i g. 2 gezeigten Schnitt 2-2 verläuft, um den endgültig zusammengestellten Aufbau einer einzelnen Sammelleitungselektrode aufzuzeigen. Auf diese Weise wird ein schichtförmiger Sicherheitsglasaufbau gezeigt, dessen äußere Glasschichten 12 und 14 einstückig mit der elektrisch beheizten durchsichtigen Scheibe 16 zusam-

men verbunden sind, wobei die einzelnen mit 50,52 und 54 bezeichneten Widerstandsdrähte, die die Hebanordnung 20 bilden, zwischen dem durchgehenden bandartigen Streifen 42 und dem darunterliegenden segmentierten Streifen 40 angeordnet sind. Es kann bemerkt werden, daß der darunterliegende segmentierte Streifen teilweise verformt worden ist, um die äußere Oberfläche der einzelnen Widerstandsdrähte in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen durchsichtigen Scheibe mit einer derartigen Sammelleitungselektrode als einem integralen Bestandteil zu umhüllen. Es soll ebenfalls bei dieser Sammelleitungselektrodenanordnung bemerkt werden, daß Abschnitte des segmentierten Streifens, die die einzelnen Widerstandsdrähte nicht umhüllen, in direktem nie- chanischem und elektrischem Kontakt mit dem darüberliegenden durchgehenden Streifen 42 stehen.

In einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung der elektrisch beheizten durchsichtigen Scheibe wird ein Paar segmentierter bandartiger Streifen zuerst auf die Hauptoberfläche der Scheibe aus durchsichtigem thermoplastischem Polymer (das aus seinen ursprünglichen Abmessungen schrumpft, wenn es auf eine erhöhte Temperatur erhitzt wird) aufgebracht, so daß jeder Streifen nahe und parallel zu einem der sich gegenüberliegenden äußeren Ränder des Umrisses angeordnet ist, der eine gekrümmte Sicherheitsglasscheibe festlegt.

Danach wird eine transversale Anordnung von Widerstandsdrähten in paralleler Ausrichtung bezüglich der Drähte untereinander zwischen diesen segmen- tierten bandartigen Streifen aufgebracht, und zwar so, daß sich diese Drahtanordnung oder das Drahtmuster jenseits des segmentierten Streifens erstreckt. Auf diesen Verfahrensschritt folgt das Befestigen der Drahtanordnung an der gleichen Hauptoberfläche der Polymer- Scheibe unter Verwendung elektrischer Heizelektroden, die an dem Ende jedes einzelnen Widerstandsdrahtes angeordnet sind. Dann kann elektrischer Strom durch die Heizelektroden geschickt werden, so daß sich die Polymerscheibe und die Widerstandsdrähte während des Heizens ausdehnen und zusammenziehen können, um Abschnitte der Drähte in dei Oberfläche der Polymerscheibe einzubetten. Die bandartigen Streifen sind segmentiert um elektrische Leistung gleichmäßig über die Heizelektroden anzuwenden, da der geölbte Umriß des Fensters und die angepaßte Drahtanordnung einzelne Widerstandsdrähte mit ungleicher Länge ergeben, die sonst der Grund für eine ungleichmäßige Heizung wären. Die segmentierten bandartigen Streifen erleiden eine leichte Verformung während dieses thermischen Anheftungs- oder Verbindungsschrittes, die ausreichend für einen teilweisen Kontakt mit den im folgenden aufgelegten ununterbrochenen bandartigen Streifenverdrahtungen ist, und liefern ferner an den elektrischen Anschlüssen eine Sperrschicht gegen irgendwelchen Fluß des thermoplastischen Polymermaterials während des endgültigen Wärmebindungsverfahrensschrittes bei dem Scheibenzusammenbau. Die durchgehenden bandartigen Streifen 42 mit hinreichender Breite und Dicke, die den Anforderungen für die elektrische Stromzufuhr genügen und direktes Verbinden mit der Hauptoberfläche der Polymerscheibe gestatten, werden als nächstes durch zusätzliches thermisches Anheften befestigt, was nach dem Entfernen der Heizelektroden stattfinden kann. Der übliche End-Wärmebindungs-Verfahrensschritt, der bei der Herstellung von Verbundglas angewendet wird, bringt eine weitere Verformung der segmentierten bandartigen Streifen mit sich, wobei diese Streifen den äußeren Oberflächenabschnitt der einzelnen Widerstandsdrähte umfassen, was zu einem direkten mechanischen und elektrischen Kontakt mit den darüberliegenden durchgehenden bandartigen Streifen führt

Das oben beschriebene Verfahren zum Herstellen der verbesserten Sammelleitungselektrode der vorliegenden Erfindung kann auf der gleichen Vorrichtung durchgeführt werden, die in der US-PS 37 29 616 beschrieben ist

Das Verbinden der mit Sammelleilungselektroden und Widerstandsdrähten versehenen Polymerschicht mit den beiden äußeren Glasschichten erfolgt durch Erhitzen unter Druck. Bei dieser Art der Herstellung des endgültigen Fensteraufbaus ist es ebenfalls offensichtlich, daß das thermoplastische Polymere sich während des endgültigen Wärmebindungsverfahrensschrittes relativ frei bewegt und mit dem eigentlichen elektrischen Anschluß der einzelnen Widerstandsdrähte zusammenstößt wenn nicht Mittel angewendet werden, um eine derartige Wirkung zu verhindern.

1 Blatt Zeichnungen

h

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schichtförmiges Sicherheitsglas mit einem Paar äußerer GJasschichten und einer einstückig damit verbundenen zusammengesetzten inneren Scheibe, die eine Schicht aus transparentem thermoplastischem Polymer umfaßt, in deren eine Hauptoberfläche eine Vielzahl Widerstandsdrähte eingebettet ist, und mit Sammelleitungselektroden, die aus einem unteren Leiterstreifen, der direkt mit der Scheibe aus thermoplastischem Polymer verbunden ist, und einem darüberJiegenden Leiterstreifen bestehen, wobei die Enden der Widerstandsdrähte zwischen diesen Leiterstreifen liegend mit beiden verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Leiterstreifen (40) der Sammelleitungselektroden (22, 24) einen segmentartigen Aufbau hat, der durch Wärmebindung direkt an der thermoplastischen Polymerschicht (18) an jedem Ende der einzelnen Widerstandsdrähte (50, 52, 54) befestigt ist, und daß der obere Leiterstreifen (42) ein Streifen mit größerer Breite und Dicke ist, der den darunterliegenden, in Segmente geteilten Streifen überlagert und ebenfalls durch Wärmebindung an jedem Ende der einzelnen Widerstandsdrähte direkt an der thermoplastischen Polymerschicht befestigt ist

2. Schichtförmiges Sicherheitsglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der ununterbrochene bandartige Streifen (42) der Sammelleitung (22, 24) mit der inneren Oberfläche einer äußeren Glasschicht (12) in direktem Kontakt steht

3. Schichtförmiges Sicherheitsglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der segmentierte Streifen (40) teilweise durch Wärmebindung verformt ist und den äußeren Oberflächenabschnitt der einzelnen Widerstandsdrähte (50,52,54) umfaßt

4. Verfahren zur Herstellung eines schichtförmigen Sicherheitsglases nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Stufen:

a) aufbringen eines Paares in Segmente geteilter bandartiger Streifen (40) auf einer Hauptoberfläche einer Scheibe (18) aus transparentem thermoplastischem Polymer, so daß jeder Streifen benachbart und parallel zu einer gegenüberliegenden Randkante eines gewölbten Sicherheitsglasfensterteiles angeordnet ist,

b) aufbringen eines Quermusters von parallel zueinander ausgerichteten Widerstandsdrähten (50,52, 54) zwischen den in Segmente geteilten bandartigen Streifen (40), so daß sich das Drahtmuster zwischen den Streifen (40) erstreckt und Befestigen des Drahtmusters auf der gleichen Hauptoberfläche des Polymers (18) mittels elektrischer Heizelektroden, die an jedem Ende der einzelnen Widerstandsdrähte angeordnet sind,

c) befestigen durchgehender bandartiger Streifen (42) größerer Breite und Dicke im Vergleich zu den in Segmente geteilten bandartigen Streifen (40) durch Wärmeverbinden der durchgehenden Streifen (42) mit der gleichen Hauptoberfläche der Polymerplatte (18), um einen direkten Kontakt zwischen den einzelnen Widerstandsdrähten (50, 52, 54) und den darunterliegenden, in Segmente geteilten Folienstreifen (40) zu erhalten.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bandartigen Streifen (40, 42) mit den in Längsrichtung verlaufenden Randkanten der gewölbten Sicherheitsglasscheibe ausgerichtet sind.