DE2433312C3 - Thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe, bei der der elektrische Heizwiderstand und ein Temperaturfühler innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet sind.

Die Regelung des Heizstromes ist 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 thermoDlastischen Zwischenschicht selbst, einen Temperaturfühler einzubauen. Nach dem Stand der Technik bestehen die -ffeniperaturfuhler aus einem dünnen Widerstandsdrahfc dessen Widerstand als Funktion der Temperatur zur Steuerung de-3 Heizstromes dient. Elektrische Heizscheiben dieser Art sind z. B. in der US-PS 29 32 710, und in den DT-OS 22 21055 und 22 48 094 beschrieben.

Bei den bekannten Heizscheiben mit Temperaturfühlern ist nachteilig, daß die Temperaturfühler Anschlußdrähte aufweisen, die aus dem Scheibeninneren herausgeführt werden müssen. Wenn diese in der Regel sehr dünnen Anschlüßdrähte abreißen, oder wenn der Widerstandsdräht des Temperaturfühlers selbst beschädigt wird und seine Funktiohsfähigkeit verliert, kann meistens die Regelfunktion nicht wieder hergestellt werden, denn der Temperaturfühler ist fest in der Heizscheibe eingebaut, und kann nicht ohne Zerstörung der Glasscheibe ausgebaut bzw. repariert werden.

Der Enfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizscheibe mit einem Temperaturfühler zu schaffen, der robust und unempfindlich gegen Beschädigungen ist, und der keine Zuleitungsdrähte benötigt

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise als Temperaturfühler ein magnetothermisches Metallplättchen mit Curie-Punkt-Ausnutzung dient, und daß die auf das magnetothermische Metallplättchen ansprechende Tastvorrichtung außerhalb der Glasscheibe gegenüber dem Metallplättchen angeordnet ist

Die Anwendung eines magnetothermischen Metallplättchens mit Curie-Punkt-Ausnutzung als Temperaturfühler ist bereits aus der DT-AS 11 85 699 bekannt Diese bekannte Anordnung ist ein Kleinthermostat, bei dem das temperaturempfindliche Metall mit dem zu überwachenden Medium unmittelbar in Berührung steht, und einen Wandteil eines allseitig geschlossenen Gehäuses bildet wobei in dem Gehäuse des Thermostaten ein Dauermagnet beweglich angeordnet ist, der als Kontaktbrücke dient. Das magnetothermische Metall und das auf dessen Eigenschaften ansprechende Tastelement bilden also eine Einheit, indem sie in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander angeordnet sind.

Im Gegensäcz dazu ist bei der Erfindung das magnetothermische Metall in die Glasscheibe integriert und bildet einen Teil der Glasscheibe selbst, während zwischen diesem magnetothermischen Metall in Form eines Plättchens und dem außerhalb der Verbundglasscheibe angeordneten Tastelement eine der die Verbundglasscheibe bildenden Silikatglasscheiben liegt.

Nach einer bevorzugten Ausfühpwgsform der Erfindung besteht das magnetothermische Metallplättchen aus einer Heuslerschen mit einer Curie-Temperatur von etwa 60°.

In zweckmäßiger Weiterbildung besteht die auf das magneiothermische Metallplättchen ansprechende Tastvorrichtung aus einem in zwei Endstellungen bewegbaren Dauermagneten, der einen mechanischen Ein-Aus-Schalter betätigt.

Nach einer anderen möglichen Ausführungsform der Erfindung kann die auf das magnetothern>ische Metallplättchen ansprechende Tastverrichtung einen magnetfeldabhängigen Widerstand umfassen, der sich beim Wechsel des magnetischen Zustandes des Metallplättchen in der Glasscheibe sprunghaft ändert. Dabei muß der magnetfeldabhängige Widerstand ebenso wie das Metallplättchen zwischen den Polen eines Magneten in dessen Magnetfeld angeordnet sein.

dessen magnetische Induktion dann von der relativen Pe«.^neabilität des Metallplättchen und ihrer sprunghaften Änderung bei der Curie-Temperatur bestimmt wird.

Ferner kann die auf das magnetothermische Metallplättchen ansprechende Tastvorrichtung gemäß einer s wei'.eren Ausführungsform der Erfindung auch eine stromdurchflossenen Spule mit einem Eisenkern sein, dessen magnetisches Joch das den Temperaturfühler bildende ferromagnetische Metallplättchen bildet, wobei die durch die sprunghaften Änderungen der relativen Permeabilität des Metallplättchen 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 näher erläutert. Von den Zeichnungen zeigt, jeweils in einem Teilquerschnitt,

Fig. 1 eine Ausführungsform mit einem durch einen Magneten betätigten Schalter,

F i g. 2 eine Ausführungsform mit einem magnetfeldabhängigen Widerstand, und

Fig.3 eine Ausführungsform mit einer induktiv arbeitenden Steuervorrichtung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausfülirungsform umfaßt die elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe zwei Silikatglasscheiben 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 Widerstandsdrähtc 4 als Heizleiter. Anstelle von Widerstandsdrähten können ScIbStVCr¹IaIIdIiCh auch durchgehende leitende Schichten als Heizwiderstände vorgesehen sein.

Ebenfalls innerhalb der thermoplastischen Schicht eingebettet ist das Metallplättchen 5 aus einer sogenannten Heusler'schcn Legierung mit einer Curie-Temperatur von etwa 60" C. Als Material hierfür eignet sich beispielsweise der unter Bezeichnung »TH ERMO-FLUX 65/100 S« bekannte Werksioff der Firma VACUUMSCHMELZE, 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, 10 miteinander verbunden bzw. voneinander getrennt werden.

In de. dargestellten Stellung befindet sich der Schalter in der Aus-Stellung, weil sich das Metallplättchen 5 bei einer Temperatur oberhalb der Cutie-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 9,10 abgehoben. Sobald das Metallplättchen 5 wieder bis unter die Curie-Temper.uur abgekühlt ist, wird das Metallplättchen 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 Fig.2 dargestelken Ausführungsform besteht die Heizscheibe wiederum aus zwei Silikatglasscheiben 11, IZ 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 Höhe der gewünschten 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 i5 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 Widersland der Feldplatte 19 ändert sich bei Änderung der magnetischen Induktion, die wiederum von dem magnetischen Zustand des Metallplättchen 15 bestimmt wird. Die Widerstandsänderung der Feldplatte 19 läßt sich an den Zuleitungen 20, 21 abgreifen, und für die Ansteuerung eines Relais verwenden, mit dem der Heizstrom geregelt wird.

Auch bei der in F i g. 3 dargestelken Ausführungsform besteht die Heizscheibe aus zwei Silikatglasscheiben 31, 32, die durch die thermoplastische Zwischenschicht 33 miteinander verbunden sind. In der thermoplastischen Zwischenschicht 33 sind einerseits die Widerstandsdrähte 34, und andererseits das Metallolättchen 35 angeordnet, das eine Curie-Temperatur in Höhe der gewünschten Solltemperatur der thermoplastischen Zwischenschicht aufweist.

Dem Metallplättchen 35 gegenüber ist der Eisenkern 36 eines Elektromagneten angeordnet, derart, daß das Metallplättchen 35 das magnetische Joch des Elektromagneten bildet. Der magnetische Fluß und damit die Selbstinduktion der Spule wird auf diese Weise durch die relative Permeabilität der Glasscheibe 31 und des Metallplättchen 35 bestimmt. Beim Über- bzw. Unterschreiten der Curie-Temperatur des Metallplättchen 35 ändert sich die relative Permeabilität des Metallplättchen 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 Änderung, die ihrerseits für die Steuerung des Heizstromes verwendet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe, bei der der elektrische Heizwiderstand und ein temperaturfühler innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise als Temperaturfühler ein magnetothermisches Metallplättchen (5; 15; 35) mit Curie-Punkt-Ausnutzung dient, und daß die auf das magnetothermische. Metallplättchen ansprechende Tastvorriphtung außerhalb der Glasscheibe:(i; 11; ; -" 31) gegenüber dem Metallplättchen (5; 15; 35) angeordnet ist ··.-■..■' ¹S

2. Thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetothermische Metallplättchen (5; 15; 35) aus einer Heuslerschen Legierung mit einer Curie-Temperatur von etwa 60° C besieht.

3. Thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das magnetothermische Metallplättchen (5) ansprechende Tastvorrichtung ein in zwei Endstellungen bewegbarer Dauermagnet (6) ist, der einen mechanischen Ein-Aus-Schalter (8,9,10) betätigt.

4. Thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das magnetothermische Metallplättchen (15) ansprechende Tastvorrichtung einen magnetfeldabhängigen Widerstand (19) umfaßt, der ebenso wie das Metallplättchen (15) zwischen den Polen eines Magneten (16, 17,18) in dessen Magnetfeld angeordnet ist.

5. Thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das magnetothermische Metallplättchen ansprechende Tastvorrichtung 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 Permeabilitat des Metallplättchen (35) und die dadurch hervorgerufenen Änderungen der Selbstinduktion der Spule (37) sich ergebenden Stromänderungen als Steuergröße für den Heizstrom dienen.

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