DE2433312A1

DE2433312A1 - Elektrisch beheizbare glasscheibe mit einem temperaturfuehler

Info

Publication number: DE2433312A1
Application number: DE2433312A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Gillner; Heinz Josef Reinmold
Original assignee: KINON GLAS SPIEGEL
Current assignee: KINON GLAS SPIEGEL
Priority date: 1974-07-11
Filing date: 1974-07-11
Publication date: 1976-01-29
Also published as: BE831233A; DE2433312B2

Description

Elektrisch beheizbare Glasscheibe mit einem Temperatur fühler Die Erfindung betrifft eine elektrisch beheizbare Glasscheibe mit einem eingebauten Temperaturfühler, durch den der Heizstrom geregelt wird.
Die Regelung des Heizstromes ist insbesondere bei Heizscheiben aus Verbundglas wichtig, um Schäden durch eine Überhitzung der thermoplastischen Zwischenschicht zu vermeiden. Die Heizwiderstände liegen nämlich innerhalb oder neben der thermoplastischen Zwischenschicht, und eine Überhitzung dieser Zwischenschicht kann zu bleibenden Schlieren oder zu anderen Fehlern innerhalb der Folie führen, die bei der Durchsicht stören. Es ist daher bekannt, innerhalb solcher heizbarer Verbundglasscheiben, und vorzugsweise innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht selbst, einen Temperaturfühler einzubauen. Nach dem Stand der Technik bestehen die Gemperaturfühler aus einem dünnen Widerstandsdraht, dessen Widerstand als Funktion der Temperatur zur Steuerung des Heizstromes dient. Elektrische Heizscheiben dieser Art sind z. B. in der US-PS 2 932 710, und in den I)T-OS 2 221 055 und 2 248 o94 beschrieben.
Bei den bekannten Heizscheiben mit Temperaturfühlern ist nachteilig, daß die Temperaturfühler Anschlußdrähte aufweisen, die aus dem Scheibeninnern herausgeführt werden müssen. Wenn aiese in der Regel sehr dünnen Anschlußdrabte abreißen, oder wenn der Widerstandsdraht des Temperaturfühlers selbst beschädigt wird und seine Funktionsfähigkeit verliert, kann meistens die Regelfunktion nicht wiederhergesteRlt werden, denn der Temperaturfühler ist fest in der Heizscheibe eingebaut, und kann nicht ohne Zerstörung der GlasscheiMe-ausgebaut bzw. repariert werden.
Der Erfindung liegt die aufgabe zu Grunde, eine Eelzscheibe mit einem Temperaturfühler zu schaffen, der robust und unerpSindlich gegen Beschädigungen ist, und der keine Zuleitung drähte benötigt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Temperaturfühler aus einem ferromagnetischen Metallplättchen besteht, dessen Curie-Temperatur der Solltemperatur der Glasscheibe entspricht, und daß außerhalb der Glasscheibe eine durch den Ferromagnetismus des Metallplättchens beeinflußbare Steuervorrichtung vorgesehen iSt.
Das den Temperaturfühler darstellende Metallplättchen kann auf einer der freien Oberfläche der Glasscheibe angeordnet sein. Diese Anordnung kann z. B. bei monolithischen Heizscheiben gewählt werden, bei denen der Heizwiderstand auf einer Oberfläche der Glasscheibe sitzt, wenn bei einer solchen Reizscheibe eine Temperaturregelung gewünscht wird.
Bei dem eingangs erwähnten Fall einer Verbundglasscheibe bei der es darauf ankommt, die thermoplastische Zwischenschicht vor Überhitzung zu schützten, wird das Metallplättchen zweckmäßigerweise innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht, oder in ihrer unmittelbaren Nähe angeordnet, um möglichst genau die Temperatur der gefährdeten Folie selbst zu messen Unter normalen Umständen kann das Metallplättchen seine für den Regelvorgang ausgenutzte Eigenschaft einer definierten Curie-Temperatur nicht verlieren, so daß also an dem in der Glasscheibe eingebauten Teil des Reglers keine Fehler auftreten können. Damit ist unter diesem Gesichtspunkt eine optimale Ausführung für einen Regler gegeben, Bei einer Verbundglasscheibe soll in der Regel die thermoplastische Zwischenschicht eine Temperatur von etwa 6o bis 80°C nicht überschreiten. In diesem Temperaturbeisich stehen als Werkstoffe mit einer entsprechenden CvDie>Temi,eratur beispielsweise die sogo Heusolerschen Legierungen zur Verfügung.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die außerhalb der Glasscheibe angeordnete Steuervorrichtung einen in zwei Endstellungen bewegbaren Nagnetkörper auf, der bei einer unterhalb der Curie-Temperatur liegenden Temperatur des Metallplättchens durch dessen ferromagnetische Eigenschaft in eine dem Metallplättchen benachbarte Endstellung, und der bei einer oberhalb der CurieTemperatur liegenden Temperatur durch die Wirkung einer entgegengerichteten Feder kraft in die von dem Metallplättchen entfernte Endstellung bewegt wird.
Durch eine solchen in zwei Endstellungen bewegbaren Magnet körper läßt sich auf verschiedene Weise eine Ein-Aus-Regelung des lleizstromes erreichen Eine besonders einfache Art der Regelung besteht darin, daß der llagnetkörper unmittelbar auf einen mechanischen Ein-Ausschalter einwirkt.
ITach einer anderen möglichen Ausführungsform der Erfindung kann die außerhalb der Glasscheibe angeordnete Steuervorrichtung einen magnetfeldabhängigen Widerstand umfassen, der sich beim Wechsel des magnetischen Zustandes des Metallplättchens in der Glasscheibe sprunghaft ändert. Dabei muß das Metallplättchen ebenso wie die Feldplatte innerhalb eines Magnetfeldes angeordnet sein, dessen magnetische Induktion dann von der relativen Permeabilität des Metallplättchens und ihrer sprunghaften Änderung bei der Curie-Temperatur bestimmt wird, Werner kann die außerhalb der Glasscheibe angeordnete Steuervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch eine stromdurchflossene Spule mit einem Eisenkern sein, dessen magnetisches Joch das den Pemreraturfühler bildende ferromagnetische Metallplättchen bildet, wobei die durch die sprunghaften Änderungen der relativen Permeabilität des Metallplättchens und die dadurch hervorgerufenen Änderungen der Selbstinduktion der Spule sich ergebenden Stromänderungen als Steuergröße für den Heizstrom dienen.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen naher erläutert. Von den Zeichnungen zeigt, jeweils in einem Teilquerschnitt Fig. 1 eine -Ausführungsform mit einem durch einen Magneten betätigten Schalter, Fig. 2 eine Ausfb.hrungsform mit einem magnetfeldabhängien Widerstand, und Fig. 3 eine Ausführungsforin mit einer induktiv arbeitenden Steuervorrichtung.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform umfaßt die elektrisch beheizbare Vcrbundglasscheibe zwei Siliiatglasscheiben 1 und 2, die durch eine thermoplastische Zwischenschicht 3, heute gewöhnlich aus Polyvinylbutyral, miteinander zu einer Einheit verbunden sind. In der thermoplastischen Zwischenschicht 3 eingebettet befinden sich die elektrischen Widerstandsdrähte 4 als Heizleiter. Anstelle von Widerstandsdrähten können selbstverständlich auch durchgehende leitende Schichten als Heizwiderstände vorgesehen sein.
Ebenfalls innerhalb der thermoplastischen Schicht eingebettet ist das Metallplättchen 5 aus einer sogenannten Heusler'schen Legierung mit einer Curie-Temperatur von etwa 6o0C. Als Material hierfür eignet sich beispielsweise der unter Bezeichnung 'THEESOFLUX 65/100 S' bekannte Werkstoff der Firma VACTWUMSCHMELZE? Hanau.
Dem Metallplättchen 5 gegenüber ist auf der Außenseite der Heizscheibe ein magnetischer Ein-Aus-Schalter angeordnet.
Er umfaßt einen Dauermagneten 6 und eine Feder 7, die beide auf das Schaltstück 8 einwirken, durch das die Kontakte 9, lo miteinander verbunden bzw. voneinander getrennt werden.
In der dargestellten Stellung beflndet sich der Schalter in der Aus-Stellung, weil sich das Metallplättchen 5 bei einer Temperatur oberhalb der Curie-Temperatur befindet;.
Der Dauermagnet 6 wird infolgedessen von dem Metallplättchen 5 nicht angezogen, und die Kraft der Feder 7 hat das Schaltstück 8 von den Kontakten 9, lo abgehoben. Sobald däs Metallplättchen 5 wieder bis unter die Curie-Temperatur abgekühlt ist, wird das Netallplättchen 5 ferromagnetisch, und der Dauermagnet 6 wird gegen die Oberfläche der Glasscheibe 1 gezogen. In dieser Stellung werden die Kontakte 9, 10 durch das Schaltstück 8 geschlossen.
Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform besteht die Eeizscheibe wiederum aus zwei Silikatglasscheiben 11, 12, die durch die thermoplastische Zwischenschicht 13 miteinander verbunden sind, und wobei in der thermoplastischen Zwischenschicht 13 Widerstandsdrähte 14 angeordnet sind. Innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht ist ebenfalls ein Metallplättchen 15 angeordnet, das wiederum eine Curie-Temperatur in Ilöhe der gelrwnschten Solltemperatur der thermoplastischen Zwischenschicht aufweist.
Dem Metallplättchen 15 gegenüber sind zwei Dauermagnetplatten 16, 17 angeordnet, die durch ein Weicheisenjoch 18 miteinander verbunden sind. Die beiden Magnete 16, 17 erzeugen also zwischen sich ein Magnetfeld, das die Heizscheibe und das Metallplättchen 15 durchdringt. Zwischen dem Dauermagneten 16 und der Glasscheibe 11 ist ein magnetfeldabhängiger Widerstand 19 angeordnet, wie sie im Handel als magnetisch steuerbare Feldplatten erhältlich sind. Der elektrische Widerstand der Feldplatte 19 ändert sich bei Änderung der magnetischen Indulction, die wiederum von dem magnetischen Zustand des Netallplättchens 15 bestimmt wird. Die Widerstandsänderung der Beliplatte 19 läßt sich an den Zulefttzgen 20, 21 abgreifen, und für die Ansteuerung eines Relais verwenden, mit dem der Heizstrom geregelt wird.
Auch bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform besteht die Reizscheibe aus zwei Silikatglasscheiben 31, 32, die durch die thermoplastische Zwischenschicht 33 miteinander verbunden sind. In der thermoplastischen Zwischenschicht 33 sind einerseits die Widerstandedrähte 34, und andererseits das Metallplättchen 35 angeordnet, das eine Curie-Temperatur in Höhe der gewünschten Solltemperatur der thermoplastischen Zwischenschicht ausweist Dem Metallplättchen 35 gegenüber ist der Eisenkern 36 eines Elektromagneten angeordnet derart, daß das Metallplättchen 35 das magnetische Joch des Elektromagneten bildeto Der magnetische Fluß und damit die Selbstinduktion der Spule wird auf diese Weise durch die relative Permeabilität der Glasscheibe 71 und des Metallplättchens 35 bestimmt, Beim Uber- bzw0 Unterschreiten der Curie-Temperatur des Metallplättchens 35 ändert sich die relative Permeabilität des Metallplättchens 35 sprunghaft, und als Folge davon auch die Selbstinduktion der Spule 37 Da an den Anschlüssen 38, 39 der Spule 37 eine konstante Spannung anliegt, erfährt mithin der die Spule 37 durchfließende Strom bei Änderung der Selbstinduktion der Spule 37 eine sprunghafte Anderung, die ihrerseits für ule Steuerung des Heizstromes verwendet wird0

Claims

Patentansprüche 1. Elektrisch beheizbare Glasscheibe mit einem eingebauten Demperaturfuhler, durch den der Heizstrom geregelt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Temperaturfühler aus einem ferromagnetischen Metallplättchen (5;15;35) besteht, dessen Curie-Deaperatur der Solltemperatur der Glasscheibe entspricht, und daß außerhalb der Glasscheibe eine durch den Ferromagnetismus des Metallplättchens (5; 15; 35) beeinflußbare Steuervorrichtung vorgesehen ist.
2. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheibe eine mehrschichtige Verbundglasscheibe (1,2,3; 11,12,13; 31,32,33) mit in der thermoplastischen Zwischenschicht (3;13;33) angeordneten Heizwiderständen (4;14;54) ist, und daß das ferromagnetische lletallplättchen (5; 15; 35) ebenfalls innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet ist.
3. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Metallplättchen (5;15;)5) aus einer HeuIerschen Legierung mit einer Curie-Temperatur von etwa60°C besteht.
4. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach einem der Anspräche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der Glasscheibe angeordnete Steuervorrichtung einen in zwei Endstellungen bewegbaren Magnetkörper (6) aufweist, der durch das Metallplättchen (5) bei einer unterhalb der Curie-Temperatur liegenden Temperatur in die dem Metallplättchen (5) benachbarte Endstellung, und bei einer oberhalb der Curie-Temperatur liegenden Temperatur durch die Wirkung einer entgegengerichteten Federkraft (7) in die von dem Metallplättchen (5) entfernte Endstellung bewegt wird.
5. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Magnetkörper (6) ein mechanischer Ein-Aus-Schalter (8,9,1o) betätigt wird.
6. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkörper (6) ein Permanentmagnet ist.
7. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der Glasscheibe (11,12,13) angeordnete Steuervorrichtung einen magnetfeldabhängigen Widerstand (19) umfaßt, der ebenso wie das Metallplättchen (15) zwischen den Polen eines Magneten (16,17,18) in dessen Magnetfeld angeordnet ist.
8. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der Glasscheibe (31,32,33) angeordnete Steuervorrichtung eine stromdurchflossene Spule (37) mit einem Eisenkern (36) ist, dessen magnetisches Joch das den Temperaturfühler bildende ferromagnetische Metallplättchen (35) bildet, wobei die durch die sprunghaften Änderungen der relativen Permeabilität des Metallplättchens (35) und die dadurch hervorgerufenen Änderungen der Selbstinduktion der Spule (37) sich ergebenden Stromänderungen als Steuergröße für den Heizstrom dienen.