DE2360672A1 - Glasscheibe mit heiz- und antennenfunktion - Google Patents

Glasscheibe mit heiz- und antennenfunktion

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Description

Glasscheibe mit Heiz- und Antennen— funktion
Die Srfindung betrifft eine Glasscheibe-, insbesondere Autoscheibe y mit Heiz- und Aatennenfunktion, bei der zwischen stromführenden Sammelschienen elektrische Widerstandselesente angeordnet sind, die sowohl als Heizleiter als auch als Antennenleiter dienen.
Es sind verschiedene Ausfuhrungsforiaen für eine solche Heis— Antennenscheibe bekannt geworden (BiP-OS Λ 936 78c). Gemäß einer ersten Ausführung sind auf der Oberfläche einer moric-. lithischen Glasscheibe eine Serie von horizontal oder verti-. kai verlaufenden schmalen Leitstreifen angeordnet, die in entlang zweier gegenüberliegender Kanten angebrachte Saimselschienen münden. Eine soldhe Autoscheibe findet in erster ; Linie als Heckscheibe in Kraftfahrzeugen Anwendung. Bei einer anderen Ausführungsform sind innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht einer Verbund Sicherheitsglasscheibe dünne Widerstandsdrähte mit einem Durchmesser von o,oo5 bis o,o5 see parallel zueinander angeordnet, und erstx^ecken sich von einer
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entlang der oberen Kante angeordneten bis zu einer entlang der unteren Kante angeordneten Sammelschiene. Diese Ausführungsform eignet sich auch als Windschutzscheibe, denn die Durchsicht durch die Scheibe ist durch die dünnen Drähte nicht gestört.
Diese bekannten Anordnungen, bei denen das Leitersystem sowohl Antennenfunktion als auch Heizfunktion erfüllt, sind im FM-Wellenlängenbereich normalerweise wenig wirksam. Die Geometrie der Leiteranordnung ist nämlich durch deren Funktion als Heizleiter und durch die Scheibenabmessungen vorgegeben. Die Leiter sind unter normalen Umständen nicht auf den FBtwellenlängenbereich abgestimmt. Wenn man eine Abstimmung vornehmen will, was bei den bekannten Ausführungsformen der gattungsgemäßen Glasscheibe aber nicht vorgesehen ist, kann man diese mit Hilfe von zusätzlichen Bauelementen außerhalb der Glasscheibe vornehmen. Das bedeutet aber einen erhöhten Aufwand, und führt darüber hinaus nicht zu optimalen Ergebnissen·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Glasscheibe der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Eundfunkempfang im 51M-WeIl enlängenbereich verbessert, und gleichzeitig der erforderliche Aufwand an zusätzlichen Schaltgliedern verringert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Sammelschienen aus dem Einflußbereich der Hetallteile des Hahmens zur Scheibenmitte hin versetzt angeordnet, und durch Verlängerung der Sammelschienen über den Bereich der Heizleiter hinaus das Leitersystem auf eine mittlere Frequenz im FM-Bereich abgestimmt ist.
Gegenüber den bekannten Anordnungen weist eine Scheibe nach der Erfindung entscheidende Vorteile auf. Zum einen sind
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keine zusätzlichen Abstimmglieder erforderlich, sondern es ist auf diese ¥eise möglich, ein in sich schwingfähiges, d.h. abgestimmtes leitersystem ohne zusätzliche Maßnahmen zu schaffen. Es ist lediglich erforderlich, für jeden Scheibentyp die günstigste Geometrie der Sammelschienen einmal zu ermitteln, d.h. die Scheibe zu optimieren. Ist .die optimale Geometrie einmal festgelegt, dann braucht bei der Herstellung und dem Einbau der Scheiben nichts mehr geändert zu werden.
Ein anderer Vorteil der erfindungsgemaßen Scheibe liegt darin, daß durch die Verlegung .der Sammelschienen aus dem Einflußbereich des Rahmens heraus die Kapazität der Antenne verringert wird. Um eine Anpassung der Antenne an die heute üblichen Rundfunkempfänger zu ermöglichen, muß die Antenne nämlich eine verhältnismäßig geringe Kapazität aufweisen, die einen Wert von etwa 1oo pJF nicht übersteigen soll. Das aber ist bei einer Anordnung der Samme!schienen unmittelbar am Rand der Scheiben nicht möglich. Es sei denn, daß man die Kapazität des Leitersystems durch eine in Reihe dazu geschaltete Kapazität auf den erforderlichen Wert bringt, was jedoch wiederum zur Erniedrigung der verfügbaren Antennenspannung " führt.
Darüber hinaus, hat die Lösung nach der Erfindung den weiteren Vorteil, daß die Sammelschienen, da sie aus dem Einflußbereich der Karosserie heraus verlegt sind, weniger Störspannungen von der Karosserie empfangen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind- die Sammelschienen parallel zu. den vertikalen Seitenkanten der Glasscheiben angeordnet, und wenigstens eine der Sammelschienen weist außerhalb des Heizfeldes Verlängerungen in Richtung auf die andere Sammelschiene auf.
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Nach einer anderen Ausführungsform sind die Samme!schienen parallel zu der oberen bzw. zu der unteren Scheibenkante angeordnet. Die untere Sammelschiene, die mit den der Abstimmung dienenden Verlängerungen versehen ist, kann darüber hinaus mit parallel zu den vertikalen Seitenkanten verlaufenden Abschnitten versehen sein.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist während des Betriebes der Scheibe als Antenne hochfrequenzmäßig nur an einer einzigen Stelle eine Anschlußleitung wirksam· Die Stellen, an denen die Anschlußleitungen aus der Scheibe herausgeführt werden, sind nämlich einmal wegen der durch die Zuleitungen bedingten Erhöhung der Kapazität, und zum anderen wegen ihrer Nähe zu den Metallteilen der Karosserie, von der Stör spannungen übertragen werden, besonders kritische Punkte. Es ist daher außerordentlich vorteilhaft, wenn einer dieser kritischen Punkte eliminiert wird. Das kann dadurch geschehen, daß beispielsweise eine der Zuleitungen beim Antennenbetrieb unterbrochen wird· Die andere Möglichkeit besteht darin, die Zuleitungen zu den beiden Sammelschienen an einer einzigen Stelle aus der Glasscheibe herauszuführen.
Eine besonders elegante Lösung zur Unterdrückung eines zweiten kritischen Punktes besteht darin, daß eine Sammelschiene geteilt, die so gebildeten zwei Heizfelder in Serie geschaltet und die geteilte Sammelschiene durch Zwischenschaltung einer Kapazität hochfrequenzmäßig kurzgeschlossen wird, und daß die Anschlußleitungen an der Stelle, an der die Sammelschiene geteilt ist, aus der Glasscheibe herausgeführt sind·
Das erfindungsgemäße System läßt sich bei monolithischen ' Glasscheiben anwenden, bei denen auf einer Oberfläche schmale,
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eingebrannte Heizleiter oder durchsichtige Flächenwiderstände, "beispielsweise aus Zinnoxyd, angeordnet sind. Es läßt sich aber in besonders vorteilhafter V/eise bei Verbundglas scheiben anwenden, bei denen sehr dünne Heizdrähte in der plastischen Zwischenschicht angeordnet sind. Solche Glasscheiben lassen sich mit gutem Erfolg als Windschutzscheiben in Kraftfahrzeugen verwenden.
Eine weitere Verbesserung der Empfangsleistung kann dadurch erreicht werden, daß die das Heizfeld bildenden Leiter in Bezug auf die Fensteröffnung asymmetrisch angeordnet sind. Stattdessen bzw. zusätzlich dazu können auch die beiden Äste der mit dem Empfänger verbundenen Sammelschiene vom Anschlußpunkt aus gesehen unterschiedlich lang ausgebildet sein. Durch eine solche unsymmetrische Ausbildung" wird die Bundempfangscharakteristik der Antenne verbessert, wie es zum Beispiel in der DT-OS 23 o2 291 beschrieben ist.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen. Diese zeigen in .
Fig. Λ eine erste Ausführungsform einer Scheibe nach, der Erfindung, die sich als Windschutzscheibe für ein Kraftfahrzeug eignet, einschließlich eines Schaltbildes mit den notwendigen Schal tgliedem;
Fig. 2 eine zx-zeite Ausführungsform einer Antennen— Heizscheibe nach der Erfindung, de in erster Linie als Autoheckscheibe geeignet ist, und
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform, bei der die
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Heizleiter als flächenhafte Schichten ausgebildet sind«
Die in Figur 1 dargestellte Windschutzscheibe 1 ist eine Verbundglasscheibe aus zwei Einzelglasscheiben und einer zwischen diesen angeordneten thermoplastischen Zwischenschicht aus Polyvinylbutyral, wobei das Leitersystem in dieser thermoplastisehen Zwischenschicht eingebettet ist. Das Leitersystem besteht aus vertikal im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Widerstandsdrähten 2, die oben in die Sammelschiene 3? und unten in die beiden Sammelschienen 4 und 5 münden· Die Drähte 2 haben einen Durchmesser von etwa o,o1 m und sind vorzugsweise in einem gegenseitigen Abstand von etwa Ί bis 2 mm wellenförmig verlegt. Die Sammelsehienen 3,4 und 5 sind etwa 3 bis 5 mn breite Streifen aus einer Metallfolie, beispielsweise einer Silberfolie, und stehen mit den Widerstandsdrähten 2 in leitendem Eontakt. Diese Metallfolienstreifen sind als Zuführungsleitungen 6, 7 aus der Glasscheibe herausgeführt. Um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern, sind die beiden Zuführungsleitungen 6, nicht durch den Scheibenrand aus der Scheibe herausgeführt, sondern durch einen Ausschnitt 8 in der inneren Glasscheibe des Verbundglases. Der Ausschnitt 8 ragt über den Einfaßgummi der Glasscheibe geringfügig hinaus, so daß die Zuführungsleitungen 6,7 ohne Berührung mit dem Einfaßgummi unmittelbar ins Fahrzeuginnere führen. Statt durch einen Randausschnitt können die Zuführungsleitungen auch durch eine in der Nähe des Randes angebrachte Bohrung ins Fahrzeuginnere geführt werden, so wie das beispielsweise in der DT-PS 2 o14 642 beschrieben ist.
Bei der dargestellten Anordnung sind die das Heizfeld bildenden Widerstandsdrähte 2 in zwei Gruppen aufgeteilt, die mit Hilfe der oberen Sammelschaaie 3 in Serie geschaltet sind*.
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Die obere Sammelschiene 3 ist in einem Abstand von etwa 5 cm vom oberen Scheibenrand entfernt angeordnet, die untere Sammelschiene 4- und 5 -in einem Abstand von etwa 8 cm. Die metallischen Sammelschienen sind geschwärzt oder durch eine schwarze !Folie abgedeckt, um Reflexionen zu vermeiden. Die obere Sammelschiene 3 kann zweckmäßigerweise auch innerhalb des Grünkeiles der Windschutzscheibe angeordnet sein, falls ein solcher vorhanden ist.
Im FM-Bereich ist das Leitersystem der Glasscheibe durch .Anordnung der Verlängerungen, 9·* 10 der unteren Sainmelleiter 4,5 überden Bereich des Heizfeldes hinaus abgestimmt, so daß ein im wesentlichen aus den beiden Sammelschienen 4,5 und den Verlängerungen 9*1ο bestehendes schwingfähiges Gebilde entsteht. Die beiden Sammelschienen 4,5 sind zu diesem Zweck bei gleichzeitigem Betrieb der Scheibe als Heisscheibe über die beiden Hondensatoren 19,20 von je 100OpF hochfrequenzmäßig verbunden, oder, wenn die Glasscheibe, etwa im Sommer, lediglich Antennen— funktion zu erfüllen hat, über die Kontakte 11, 12 des Relais -omittelbar miteinander verbunden.
Die Abstimmung erfolgt in der Weise, daß die optimale'Länge der Sammelschienen zunächst theoretisch ermittelt wird, und dann mit Hilfe einer .oder mehrerer Probe-Scheiben durch I-iessungen in einem.weiten Frequenzbereich die Resonanzfrequenz festgestellt und notfalls daraufhin die Länge entsprechend korrigiert wird.
Das von den Widerstandsdrähten 2 überdeckte Sichtfeld ist zur Seite des Fahrers hin asymmetrisch verschoben. Dadurch wird einmal die Heizfunktion bevorzugt auf der Fahrerseite ausgenutzt. Andererseits hat diese asymmetrische Anordnung für die Antennenfunktion die Folge, daß die Ründempfangs-. charakteristik der Antenne verbessert wird. Zur Verbesserung der Rundempfangscharakteristik trägt ebenfalls die in Bezug
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~ 8 " BAD ORlGIMAL
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auf die Anschlußstelle unterschiedliche IJänge der beiden Sammelschienen 4 und 5 bei. Die nähere Begründung dieses Effektes findet sich in der DT-OS 2 3o1 291.
Im M-Bereich kann die erfindungsgemäße Scheibe gleichzeitig als Heizscheibe und als Antennenscheibe betrieben werden. Der hochfrequenzinäßig£ Eurzschluß der Antenne mit Hasse während des Heizbetriebes wird durch die beiden Drosseln 14, 15 verhindert. Theoretisch können diese Drosseln so dimensioniert werden, daß sie auch im AM-Bereieh wirksam sind, so daß auch dort ein gleichzeitiger Betrieb als Heiz- und Antennenscheibe möglich wäre. Da jedoch für den Betrieb der Heizscheibe der Heizstrom verhältnismäßig hoch ist und 15 A und- mehr erreichen kann, müßten die Drosseln 14, 15, um im AM-Bereich wirksam zu sein, so große Abmessungen aufweisen, daß ihre Anwendung im Kraftfahrzeug unwirtschaftlich wäre. Deshalb ist ein Umschaltrelais I3 vorgesehen, wodurch bei eingeschalteter Heizung der gleichzeitige Empfang im AM-Bereich ausgeschlossen wird. Im Kormalfall, d.h. bei nicht eingeschalteter Heizung, verbinden die Kontakte 11, 12 des Umschaltrelais I3 den Empfänger 16 mit den Zuleitungen 6, zum Heizfeld. Diese werden zusammen auf die Empfängerzuleitung 17 geschaltet. Durch den Schalter 18 werden die Zuleitungen 6, 7 über die Kontakte 11, 12 mit dem Stromnetz verbunden. Die Drosseln 14 und 15 mit einer Induktivität von je 4,7 /uH verhindern den hochfrequenzmäßigen Kurzschluß der Antenne im FM-Bereich. Sie haben für Gleichstrom einen vernachlässigbaren Innenwiderstand, stellen dagegen bei loo MHz einen Widerstand von etwa $ ΙΛ dar. Die Kondensatoreni9, 2o mit einer Kapazität von je I000 pF dienen während des Heizbetriebes gleichzeitig als Verbindungsbrücken zur Empfängerzuleitung Sie haben einen Innenwiderstand von jeweils 1,6X1bei loo MHz. Damit hat .das Heizfeld auch wahrend des Heizbetriebes im FM-Bereich direkten Kontakt mit dem Empfänger. IJm Störspannungen fernzuhalten, sind die Kondensatoren 22, 23 vorgesehen. Die Kontrollampe 21 zeigt an, ob die Heizung eingeschaltet ist.
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In !Figur 2 ist eine Scheibe 24 dargestellt, die in erster Linie als heizbare Heckscheibe in Kraftfahr zeugen Verwendung findet. Es handelt sich um eine monolithische Glasscheibe, bei der das gesamte Leitersystem aus einer auf die Oberfläche der Glasscheibe vorzugsweise im Siebdruckverfahren aufgetragenen und bei erhöhten Temperaturen eingebrannten metall— keramischen Masse besteht. Das Leiter system besteht aus den · beiden vertikalen Sammelschienen 25, 26, den horizontal angeordneten Heizleitern 27? die mit beiden Sammelschienen Eontakt haben, sowie den außerhalb des Heizfeldes liegenden horizontalen Stichleitungen 28, 29, die mit der Sammelschiene 23 in Verbindung stehen. Die beiden Stichleitungen 28, 29 dienen zur Abstimmung der Antenne. Sie werden auf eine solche Länge gebracht, daß das Leitersystem als solches ein schwingfähiges Gebilde darstellt. Der Abstand der Sammel schienen 25, 26 von den Seitenkanten der Glasscheibe beträgt größenordnungsmäßig 5 Zentimeter.
Bei der Ausführungsform nach Figur 2 befinden sich die beiden Zuleitungen 3°, y\ auf einander gegenüberliegenden Seiten der Scheibe. Für den Antennenbetriets bedeutet das, daß sowohl in der Zuleitung 3o als auch in der Zuleitung 31 3© ein Relais angeordnet wird, das die anhand der Figur 1 beschriebenen Funktionen in jeder der beiden Zuleitungen erfüllt.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausfilhrungsform, bei der auf bzwin einer Glasscheibe y±. flächenartige Heizleiter 35? 36 angeordnet sind. Es kann sich hierbei entweder um durchsichtige dünne Schichten aus Metall oder einem Halbleiter wie Zi rmoxid handeln, die auf einer monolitMsehen Glasscheibe aufgebracht sind. Andererseits können die.'flächenartigen Heizleiter auch elektrisch leitende Folien--sein, die zwischen zwei Glasscheiben angeordnet sind.» "Ferbundglasseheiben mit
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solchen elektrisch leitenden Folien sind beispielsweise ■ in der DI-OS 1 7o4 619 beschrieben. Die beiden flächenartigen Heizleiter 35» 36 sind über die obere Sammelschiene 37 in Serie geschaltet, während die unteren Sammelschienen 38, gleichzeitig zum Anschluß der Heizleiter wie auch als wesentlicher und abstimmbarer Teil der Antenne dienen. Wie bei den bisher beschriebenen Beispielen wird die Abstimmung mit Hilfe der über das Heizfeld hinausragenden Verlängerungen der Sammel schienen 38» 39 vorgenommen· Die Verlängerungen der Sammelschienen sind im dargestellten Fall nach oben abgewinkelt, so daß sie parallel zu den Seitenkanten der Glasscheibe verlaufende Abschnitte 4o, 41 umfassen. Die Zuleitungen 42, 43 entsprechen den Zuleitungen 6, 7 in Figur 1. Sie sind mit der gleichen Schaltung, wie sie anhand der Figur 1 beschrieben wurde, mit dem Empfangsgerät verbunden.
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Claims (14)

  1. _ 11 - VE 242
    Patentansprüche
    Glasscheibe, insbesondere Autöscheibe mit Heiz- und Antennenfunktion, bei der zwischen stromführenden Sajnmelschienen elektrische Widerstandselemente angeordnet sind, die sowohl als Heizleiter als auch als Antennenleiter dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen (3,4,53 25,26,'37,38,39) aus dem Einflußbereich der Metallteile des Rahmens zur Scheibenmitte hin versetzt angeordnet, und durch Verlängerung der Sammelschienen (4,5. 25j 38,39) über den Bereich der Heizleiter hinaus das Leitersystem auf eine mittlere Frequenz im FM-Bereich abgestimmt ist.
  2. 2. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen (25,26) parallel zu den vertikalen Seitenkanten angeordnet sind, und daß eine der beiden Sammelschienen (25) außerhalb des Heizfeldes Verlängerungen (28,29) in Richtung auf die andere Sammelschiene (26) aufweist. . .
  3. 3. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen (3.»^.>5· 37*38*39) parallel zu der oberen bzw. zu der unteren Scheibenkante angeordnet sind.
  4. H. Glasscheibe nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungen der unteren Sammelschiene (38,39) parallel zu den vertikalen Seitenkanten verläufenden Abschnitte (4o,4i) umfassen.
  5. 5· Glasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußleitungen (6,7; 42,43) an einer Stelle dicht nebeneinander aus der Scheibe herausgeführt sind.
    "12~ 509820/0955
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  6. 6. Glasscheibe nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß eine Sammelschiene geteilt, die so gebildeten zwei Heizfelder durch die obere Sammelschiene in Serie geschaltet, und die geteilte Sammelschiene durch Zwischenschaltung einer Kapazität (9*10) hochfrequenzmäßig kurzgeschlossen ist.
  7. 7." Glasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Leitersystem aus auf einer Oberfläche der Glasscheibe angeordneten aufgedruckten und eingebrannten schmalen Leitern aus einer metallkeramischen Zusammensetzung besteht.
  8. 8. Glasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis J3 dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen (37^^8,39) aus metallischen oder metallkeramischen Leitern, und die Heizelemente (35i36) aus einer durchsichtigen leitenden Schicht bestehen. .
  9. 9· Glasscheibe nach einer oder mehreren der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitersystem aus in der plastischen Zwischenschicht einer Verbundglasscheibe angeordneten Drähten (2) bzw. dünnen Metallstreifen (j5,4,5) besteht..
  10. 10. Glasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschienen einen Abstand von wenigstens etwa 5 Zentimetern von den Metallteilen der
    • Scheibeneinfassung aufweisen.
  11. 11. Glasscheibe nach einem oder mehreren, der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die das Heizfeld bildenden Leiter (2) in Bezug auf die Fensteröffnung asymmetrisch angeordnet sind-
    509820/0955
    - 13 - VE 242
  12. 12. Glasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß^vom Anschlußpunkt aus gesehen, die beiden mit dem Empfänger verbundenen Sammelschienen (4i5 unterschiedlich lang sind. - - '
  13. 13. Glasscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zuleitungen durch einen Ausschnitt am unteren Rand der inneren Glasscheibe bzw. durch eine in der Inneren Glas.-
    . scheibe in der Nähe des Randes angebrachte Bohrung aus der Glasseheibe herausgeführt sind. ■
  14. 14. Glasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche .1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen zum Leitersystem über ein Umschaltrelais (Ij5) mit dem Stromnetz verbunden sind, das mit Hilfe den Empfang im FM-Bereich erlaubenden Induktivitäten und Kapazitäten während des Heizbetriebes den Empfang im AM-Bereich ausschließt.
    , 509820/0956 . . .!
DE2360672A 1973-10-31 1973-12-05 Auf oder in einer Sichtscheibe für Kraftfahrzeuge angeordnetes Leitersystem mit Heiz- und Antennenfunktion Expired DE2360672C3 (de)

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