DE2417017C3 - Elektrisch beheizbare Glasscheibe mit automatischer Ein- und Ausschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch beheizbare Glasscheibe, insbesondere eine Sichtscheibe für Kraftfahrzeuge, mit auf einer Oberfläche angeordneten, als Feuchtefühler dienenden Elektroden, welche über eine Verstärkerschaltung den Heizstrom zu den Heizleitern bei Vorhandensein bzw. nach Entfernen des Feuchtigkeitsbeschlages ein- bzw. ausschalten, wobei die als Feuchtefühler dienenden Elektroden aus in geringem Abstand parallel zueinander angeordneten einzelnen Leitern oder kammförmig ineinandergreifenden Gebilden bestehen.

Eine elektrisch beheizbare Glasscheibe dieser Art ist aus der DT-OS 22 07 230 bekannt. Bei dieser bekannten beheizbaren Glasscheibe sind die parallel zueinander verlaufenden Leiterstücke der als Feuchtefühler dienenden Elektroden stets in horizontaler Richtung angeord-

net.

Es hat sich gezeigt, daß die Wirkung dieser bekannten sich automatisch ein- und ausschaltenden Heizscheibe unter bestimmten extremen Bedingungen nicht immer ganz zufriedenstellend ist. So kann es zum Beispiel

vorkommen, daß gelegentlich der Heizstrom eingeschaltet bleibt, obwohl das beheizte Sichtfeld bereits von Beschlag frei geheizt ist. Der Grund für diese Erscheinung ist offensichtlich im Aufbau und in der Anordnung des Feuchtefühlers zu suchen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sich automatisch ein- und ausschaltende Heizscheibe zu schaffen, bei der der Feuchtefühler verbesserte Ligenschaften aufweist und die Ein- und Abschaltautomatik zuverlässig steuert.

Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß die parallel zueinander angeordneten Leiterstücke der als Feuchtefühler dienenden Elektroden in im wesentlichen vertikaler Richtung d. h. in Richtung der Fallinien angeordnet sind.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung des Feuchtefühlers beruht offenbar darauf, daß die Gefahr einer Überbrückung der Elektroden durch zwischen den nebeneinander angeordneten Leitern sitzende Wassertröpfchen dadurch verringert wird, daß die Wassertröpfchen bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Feuchtefühlers längs der vertikalen Leiterstücke nach unten laufen und sich dort wenigstens von einer der beiden Elektroden lösen können. Begünstigend für diesen Effekt wirken in der Regel die Erschütterungen, denen ein fahrendes Fahrzeug ohnehin ausgesetzt ist. Durch die Entfernung solcher Wassertröpfchen wird deren Einfluß auf den Meßwert des Feuchtefühlers eliminiert.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung reichen die der einen Elektrode des Feuchtefühlers zugeordneten vertikalen Leiterstücke weiter nach unten als die der anderen Elektrode zugeordneten Leiterstükke. Vorzugsweise laufen die Leiterstücke in Spitzen aus.

Dadurch verringert sich die Wahrscheinlichkeit, daß die Wassertröpfchen am unteren Ende der Elektrode eventuell festgehalten werden. Vielmehr können sie sich nunmehr leichter zunächst von der einen Elektrode lösen und laufen dann längs der darüber hinaus ragenden Elektrode weiter nach unten. Dieses Ziel läßt ■ ich beispielsweise dadurch erreichen, daß die einander zugeordneten vertikalen Leiterstücke gleich lang, aber in vertikaler Pichtung gegeneinander versetzt angeord-

Zweckmäßigerweise beginnen jedoch die einander zugeordneten Elektroden an ihrem oberen Ende auf gleicher Höhe, während die weiter nach unten reichenden vertikalen Leiterstücke der einen Elektrode langer als die vertikalen Leiterstücke der anderen Elektrode sind.

Falls die Elektroden als kammförmige, ineinander greifende Gebilde ausgeführt sind, enden die vertikalen Leiterstücke der oberen Elektrode zweckmäßigerweise im Abstand von größenordnungsmäßig einigen Millimetern von dem die vertikalen Leiterstücke der unteren Elektrode miteinander verbindenden horizontalen Leiter.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der untere Teil der vertikalen Lehrstücke der als Feuchtefühler dienenden Elektroden in einem beheizten Bereich angeordnet ist. Eine besonders wirkungsvolle Anordnung wird erreicht, wenn die Glasscheibe mit auf der Glasoberfläche angeordneten, waagerecht verlaufenden Heizleitern versehen ist, und der Feuchtefühler derart oberhalb des obersten Heizleiters angeordnet ist, daß der untere Teil der vertikalen Leiterstücke des Feuchtefühlers in unmittelbarer Nachbarschaft des Heizleiters liegt. Man erhält somit ein. sehr gutes Funktionieren der Anordnung in einem ;ehr großen Bereich atmosphärischer Bedingungen.

Es hat sich ferner herausgestellt, daß die örtliche Bildung von Wassertröpfchen insbesondere bei sehr niedrigen Temperaturen die Wirkungsweise der Anordnung stark beeinträchtigen kann. Diese Wassertröpfchen, die man zweifellos als Rückkondensation der Feuchtigkeit auf der noch kalten Glasscheibe betrachten kann, konzentrieren sich hauptsächlich während der Beheizung im oberen Teil der Elektroden. Sie haben die Neigung, sich längs der horizontalen Leiter zu gruppieren, die im oberen Teil des Feuchtefühlers angeordnet sind, wobei sie nacheinander unter der Wirkung ihres eigenen Gewichtes und der Kapillarkräfte in die aktive Zone eindringen, d. h. in die Zone, die zwischen den Leitern unterschiedlicher Poiarität vorhanden ist, die so weit einander angenähert sind, daß Elektroden entstehen.

Gemäß einem weiteren Merkmal bildet somit der obere Rand der die Elektroden, die den oberen Teil des Feuchtefühlers bilden, versorgenden Leiter für diese Wassertröpfchen einen Ablauf, der über die aktive Zone des Feuchtefühlers reicht. Dieser Ablauf kann unterschiedliche Formenraufweisen, die.sich leicht aufgrund der nachfolgend angeführten Ausführungsbeispiele verwirklichen lassen. Insbesondere ist jedoch darauf hinzuweisen, daß es wesentlich ist zu vermeiden, daß die Versorgungsleiter über eine große Länge horizontal verlaufen, so daß sich eine große Menge an Wassertropfchen auf ihnen sammeln könnte und damit die _v Gefahr bestünde, daß parasitäre Sammel- oder Ablei-'tungskanäle gebildet werden. Andererseits ist es , vorteilhaft, den oberen Kamm derart auszubilden, daß er den unteren Kamm und die aktive Zone des Feuchtefühlers überdeckt, so daß alle parasitären Kanäle in dieser Zone unterdrückt werden und das Wasser gezwungen ist, sich außerhalb zu sammeln. Ferner ist es vorteilhaft, jeden Ablauf bis zum niedrigsten Niveau des Feuchtefühlers in der Nachbarschaft des nächsten Heizleiters dera.-t zu verlängern, daß die Wassertröpfchen daran gehindert sind, sich in einem unteren Teil zu sammeln, vielmehr ihre fortschreitende Verdampfung bewirkt wird.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigt in

F i g. 1 eine erste Ausführungsform der heizbaren Glp^scheibe nach der Erfindung;

F i g. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Glasscheibe;

F i g. 3 eine verbesserte Ausführungsform des Feuchtefühlers nach F i g. 1 in natürlicher Größe;

F1 g. 4 eine Einzeldarstellung des Feuchtefühlers nach F i g. 2 in natürlicher Größe; und in

F i g. 5 - 8 verschiedene Varianten des Feuchtefühlers nach F i g. 4.

Bei der in Fig. 1 dargestellten elektrisch beheizbaren Glasscheibe 1 handelt es sich um eine monolithische Glasscheibe aus thermisch vorgespanntem Glas. Die Heizwiderstände bestehen aus nach einem Druckverfahren aufgebrachten schmalen horizontal verlaufenden Widerstandsftreifen 2 aus einer metallkeramischen Zusammensetzung, die bei erhöhten Temperaturen, vorzugsweise irr, Zuge der Wärmebehandlung fur das Biegen und/oder das Vorspannen der Glasscheibe, auf der Glasoberfläche eingebrannt sind. Die Widerstandsstreifen 2 werden über die seitlich angeordneten Sammelschienen 3, 4 gespeist, die aus dem gleichen Material wie die Widerstandsstreifen bestehen und im Zuge des gleichen Druckvorganges wie diese aufgedruckt sind.

Oberhalb des obersten Widerstandssireifens 2 ist von der Sammelschiene 3 aus der Lötstreifen 5 und auf der anderen Seite der Leitstreifen 6 angeordnet, der seinerseits mit der von der Sammelschiene 4 getrennten Anschlußschiene 7 verbunden ist. Die beiden Leitstreifen 5 und 6 dienen als Zuleitungen zu dem eigentlichen Feuchtefühler, der aus den beiden senkrech' verlaufenden und die eigentlichen Elektroden bildenden Leiterstücken 8 und 9 besteht. Die Leiterstreifen 5 und 6 sowie die Leiterstücke 8 und 9 weisen etwa die gleiche Breite und Höhe wie die Widerstandsstreifen 2 auf, bestehen aus dem gleichen Material und sind ebenfalls nach dem gleichen Druckverfahren wie diese uufgetragen. Der Abstand zwischen den Leiterstücken 8,9 beträgt 0,2 bis 1 mm, ihre Länge etwa 2 bis 3 im. Die Leiterstücke 8, 9 sind beim Ausführungsbeispiel nach F 1 g. 1 gleich lang und reichen bis in die Nähe des obersten Widerstands Streifens 2

F i g. 2 zeigt eine andere Ai:sführungsform. bei der dt« Glasscheibe 11 wiederum eine monolithische Glasschei be ist und die Widerstandsstreifen 12 ebenso wie di< seitlich angeordneten Sammeischienen 13 und 14 au ei.ier in die Glasoberfläche eingebrannten metallkera mischen Zusammensetzung bestehen. Der aus dei beiden kammförmig ausgebildeten und ineinande greifenden Elektroden 18,19 bestehende Feuchtefühle ist bei dieser Ausführungsform im seitlichen Randbe reich der Glasscheibe in der Nähe der Sammelschien 13 angeordnet. Es hat sich gezeigt, daß in vielen Fälle diese oberen seitlichen Bereiche der Scheiben, wenn e sich um Rückwandscheiben in Kraftfahrzeugen handel

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am längsten beschlagen sind. Bei der Anordnung des Feuchtefühlers in diesem Bereich ist also in jedem Falle sichergestellt, daß die Scheibe in ihrem mittleren Bereich frei geheizt ist. Die Elektroden 18 bzw. 19 sind durch die als Zuleitungen wirkenden Leitstreifen 15 bzsv. 16 mit der Sammelschiene 13 bzw. der Anschlußschiene 17 verbunden.

Fig. 3 zeigt in etwa natürlicher Größe eine gegenüber F i g. 1 abgewandelte Ausführungsform eines Feuchtefuhlers. Die Anordnung entspricht insofern der in Fig. I dargestellten F.lektrodenanordnung. als der Feuchtefühler durch die beiden in geringem Abstand voneinander angeordneten vertikalen Leiierstücke 28, 29 gebildet ist Die beiden vertikalen Leiterstücke 28, 29 sind wiederum durch die Zuleitungen 25 bzw. 26 mit den zugehörigen Anschlußschienen verbunden. Unterhalb des Feuchtefühlers ist der Heizleiter 22' angeordnet. Das vertikale Leiterstück 28 ist um einige Millimeter länger als das die andere Elektrode darstellende vertikale Leitei stuck 29. Zwischen den Elektroden sich bildende Wassertröpfchen lösen sich bei dieser Ausführungsform leichter von dem kürzeren Leiterstück 29 und gleiten entlang dem unteren Teil des Leiterstückes 28 nach unten. I Inter dem Einfluß des Widerstandsstreifens 22 verdampfen sodann die Wassertröpfchen, die entlang dem Leiterstück 28 bis in unmittelbare Nähe des Widerstandsstreifens 22' herabgleiten.

Durch Vervielfachung der Elektroden parallel neben einander erhält man einen Feuchtefühler, wie er in F ι g 4 dargestellt ist. und der sich gegenüber den vorher beschriebenen durch eine höhere Empfindlichkeit auszeichnet. Mehrere vertikale Leiterstücke 38 sind durch den Leiterstreifen 40 miteinander verbunden und bilden die eine Elektrode, wahrend da/wischen die die zweite Flektrode bildenden vertikalen Leiterstücke 3935 angeordnet sind Beide Elektroden sind über die Zuleitungen 35 bzw. 36 mit den zugehörigen Anschlußschienen verbunden. Der Leiterstreifen 40 ist in geringem Abstand von etwa einem Millimeter parallel zu dem Widerstandsstreifen 22' angeordnet. Zwischen den Elektroden sich bildende W assertröpfchen gleiten, begünstigt durch die Fahrerschütterungen des Fahrzeuges, entlang den vertikalen Leiterstücken 39 bis zu den Leiterstreifen 40. wo sie hängen bleiben und durch die vom benachbarten Widerstandsstreifen 32' abgegebene45 Wärme verdampfen. Gute Ergebnisse werden bei einem solchen Feuchtefühler erzielt, wenn die vertikalen Leiterstücke 39 eine Länge von etwa 10 bis 20 Millimeter und die vertikalen Leiterstücke 38 eine Länge von 15 bis 30 Millimetern aufweisen und der gegenseitige Abstand der vertikalen Leiter voneinander etwa 0.3 bis 0.5 Millimeter beträgt. Die Breite der aufgedruckten Leitstreifen beträgt ebenfalls etwa 03 bis 0.5 mm.

Die aktive Zone des Feuchtefühlers ist die vorzugsweise markierte Zone 44. die in der Zeichnung gepunktet angedeutet ist. Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen kann es unter sehr ungünstigen Bedingungen vorkommen, daß der kondensierte Feuchtigkensbelag sich zu größeren Wassertröpfchen 6 sammelt. Diese können unter Umständen in den durch den äußeren Leiter 39' und den in die Zuleitung 35 übergehenden Leiter 38 gebildeten Kanal hineinfließen. Dnn können diese Tröpfchen dann einen elektrischen Kurzschluß zwischen diesen beiden Leitern hervorrufen

Um diese mögliche Fehlerquelle auszuschalten, sind in den weiteren Figuren insoweit verbesserte Ausführungsformen dargestellt

Der Feuchtefühler nach Fi g. 5 ist über dem obersten Widerstandsstreifen 42' in der Nähet der Sammelschiene 43 angeordnet. Von den Leitstreifen 45 und 46 ist der eine an einen unabhängigen Anschluß 47, der andere an an die Sammelschiene 43 angeschlossen, welche die beiden sich ergänzenden Elektrodengruppen 48, 49 versorgen. Elektroden 48 sind unter sich durch den unteren Leitstreifen 50 verbunden, der in der Nachbarschaft des Heizleiters 42' verläuft und an den Leitstreifen 45 angeschlossen ist Dieser führt vertikal zum Anschluß 47. Der Leitstreifen, der die Elektroden 49 verbindet, wird durch das Ende des Leitstreifens 46 gebildet. Die aktive Zone des Feuchtefühlers ist gepunktet bei 54 angedeutet.

Der Leitstreifen 46 verläuft nicht horizontal, sondern ist zur Sammelschiene 43 hin geneigt und bildet somit in Richtung des Pfe.les /"einen Ablauf für die Wassertröpfchen G außerhalb der aktiven Zone. Die Tröpfchen G können dann bequem längs der Sammelschiene 43 ablaufen. Die äußerste Elektrode 49' ist zweckmäßigerweise bei 49" verlängert, um so jeden Ablauf von Tröpfchen über den Leiterstreifen 46 ins Innere des Feuchtefühlers zu verhindern.

Bei der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. b ist der Leitslreifen 56 in der anderen Richtung geneigt und der vertikale Leitstreifen 55. der die Elektrodengruppen 58 speist, ist von der äußersten Elektrode 59' der anderen Elektrodengruppe weiter entfernt. Daraus ergibt sich, daß diese Leitstreifen zu weit voneinander entfernt sind, als daß der sie trennende Abstand zwischen den Leitern 55 und 59' durch die Wassertröpfchen G überbrückt werden könnte. Ihr Abstand liegt vorteilhaft zwischen 3 und 5 Millimeter. Sie bilden somit einen vertikalen Ablauf, der den Wassertropfen ein Abfließen längs des Pfeiles f zum horizontalen Leitstreifen erlaubt, damit sie nacheinander auf dem Leitstreifen 60 verdampfen können, der in einem Abstand von größenordnungsmäßig I bis 3 Millimeter vom oberen Heizleiter 52' angeordnet ist. Entsprechend dem elektrischen Einbau des Feuchtefühlers und der Aufteilung der Spannungen kann die aktive Zone 64 gegebenenfalls wegen der engen Nachbarschaft des Leitstreifens 60 und des Heizleiters 52' unter bestimmten Umständen durch die ebenfalls gepunktet angedeutete Zone 64' vervollständigt werden. Dabei kann gegebenenfalls der Aufbau des elektrischen Versorgungskreises gewisse Vorsichtsmaßnahmen erforderlich machen.

Bei der in F i g. 7 wiedergegebenen Anordnung weist der Feuchtefühler noch einen einzigen äußeren Anschluß 67 auf, während die Leitstreifen 65 und 66 senkrecht verlaufen und der Leitstreifen 65 unmittelbar an den Heizleitern 62' angeschlossen ist. Die Gruppe der oberen, dem Leitstreifen 66 zugeordneten Elektroden 69 überdeckt vollständig die aktive Zone 74 wie im Falle der Anordnung nach F i ? 6 und bildet zwei Abläufe längs der Elektroden 69' und 69". Der Anschluß 67 kann selbst in den oberen Kamm einbezogen sein. Man kann aber den Anschluß 67 auf durch einen -weiten aufgedruckten Streifen 70 schützen, der zwischen dem Anschluß und dem Scheibenrand angeordnet ist

Bei der in F i g. 8 wiedergegebenen Ausführungsform ist der Aufbau des Feuchtefühlers gerade umgekehrt. Der Leitstreifen 75 führt zu dem unteren Teil des Feuchtefühlersund mündet in die Elektroden 78 aus. Die oberen Elektroden 79 gehen in die Leitstreifen 76 über, der sowohl die Elektroden 79 als auch die Elektroden 78 abdeckt. Über den Leitstreifen 76 rollende Tropfen

/gelangen in den Bereich zwischen der Elektrode 79' und dem vertikalen Teil des Leitstreifens 75 auf den horizontalen Teil des Leitstreifens 75, wo sie unter der Einwirkung der Wärme vom Heizleiter 72' verdunsten. Auch hier ist ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig.6 ein gepunktet angedeuteter Dereich 84 vorgesehen. Die Leitstreifen 75 und 76 führen zu unabhängigen Anschlüssen 77. Die horizontalen Teile der Leitstreifen

75 und 76 unten bzw. oben sind mit 80 bzw. 8i bezeichnet. Der Teil /deutet an, wie die Wassertropfer in den Zwischenraum zwischen dem vertikalen Teil de; Leitstreifens 75 und der äußersten Elektrode 79' nacl unten auf den horizontalen unleren Teil 80 de: Leitstreifens 75 wandern können. Das gleiche gil selbstverständlich auch für die auf dem Leitstreifen Ii befindlichen Wassertropfen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Elektrisch beheizbare Glasscheibe, insbesondere Sichtscheibe für Kraftfahrzeuge, mit auf einer Oberfläche angeordneten als Feuchtefühler dienenden Elektroden, welche über eine Verstärkerschaltung den Heizstrom zu den Heizleitern bei Vorhandensein bzw. nach Entfernen des Feuchtigkeitsbeschiages ein- bzw. ausschalten, wobH die als Feuchtefühler dienenden Elektroden aus in geringem Abstand parallel zueinander angeordneten einzelnen Leitern oder kammförmigen ineinandergreifenden Gebilden bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zueinander angeordneten Leiterstücke (8, 9; 18, 19; 28, 29; 48, 49; 58, 59; 68, 69; 78, 79;) der als Feuchtefühler dienenden Elektroden in im wesentlichen vertikaler Richtung angeordnet sind.

2. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der einen Elektrode zugeordneten vertikalen Leiterstücke (28) weiter nach unten reichen als die der anderen Elektrode zugeordneten vertikalen Leiterstücke (29).

3. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Leiterstücke (28; 38; 48; 58; 68; 78) der einen F.lektrode kammartig zwischen die νertikalen Leiterstucke (29; 39; 49; 59; 69; 79) der anderen Elektrode greifen.

4. Glasscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Leherstücke (39; 49; 59; 69; 79) der oberen Elektrode im Abstand von größenordnungsmäßig einigen Millimetern von dem die vertikalen Leiterstücke (38; 48; 58; 68; 78) der unteren Elektrode miteinander ^verbindenden horizontalen Leitstreifen (40,50,60,70,80) enden.

5. Glasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der vertikalen Leiterstücke der als Feuchtefühler dienenden Elektroden in einem beheizten Bereich angeordnet ist.

b. Glasscheibe nach Anspruch 5. dadurch gekenn zeichnet, daß bei einer Glasscheibe mit waagerecht verlaufenden Heizleitern die als Feuchtefühler dienenden Elektroden oberhalb des obersten waagerechten Heizleiter (2'; 12'; 22'; 32'; 42'; 52'; 62'; 72) angeordnet sind, wobei der untere Teil der vertikalen Leiterstücke des Feuchtefühlers in unmittelbarer Nachbarschaft des Heizleiters liegt.

7. Glasscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Feuchtefühler dienenden Elektroden außermittig und vorzugsweise in einem seitlichen Randbereich der Glasscheibe angeordnet sind.

8. Glasscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Zuleitungen zum oberen Teil des .Kammes außerhalb der aktiven Zone (44; 54; 64; 74; ■•4) des Feuchtefühlers wenigstens einen Ablaufkanal für die sich längst ihres horizontalen Teiles bildenden Feuchtigkeitstropfens definieren.

9. Glasscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kämm den unteren Kamm und die aktive Zone des Feuchtigkeitsfühlers vollständig überdeckt.

10. Glasscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet* daß der Ablauf bis zum unteren Teil des Feuchtefühlers in der Nähe des oberen

Heizleiters (52', 62') reicht.

11. Feuchtefühler nach einem der Anspiüche 8 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (70) den Feuchtefühler vollständig überdeckt.

12. Glasscheibe nach einem der Ansprüche 8 bis

11, dadurch gekennzeichnet daß der Ablauf über die Leitstreifen (60, 75, 76) reicht, die längs des oberen Heizleiters die Elektroden (58,78) versorgen, welche den unteren Teil des Feuchtefühlers bilden.