DE3039717A1

DE3039717A1 - Elektrisch heizbare scheibe

Info

Publication number: DE3039717A1
Application number: DE19803039717
Authority: DE
Inventors: Jacques Hyon Ruelle
Original assignee: BFG Glassgroup GIE
Current assignee: BFG Glassgroup GIE
Priority date: 1979-10-22
Filing date: 1980-10-21
Publication date: 1981-04-30
Also published as: FR2468272A1; BE885717A; IT1166495B; FR2468272B1; IT8068574A0

Description

BESCHREIBUNG :

Die Erfindung betrifft eine elektrisch heizbare Scheibe mit einem Substrat, das Ablagerungen aus elektrisch leitfähigem Material trägt, welches Sammeileiterstreifen bildet, die sich entlang einander gegenüberliegenden Seitenrändern der Scheibe erstrecken, und elektrische Widerstands-Heizelemente bildet, die sich zwischen den Sammelleiterstreifen in Abständen voneinander und in der allgemeinen Form einer Leiter erstrecken. Diese leiterförmige Heizanordnung ist sehr zweckmäßig als Heizung für viereckige Scheibenflächen. Sie ist z.B. bei zahlreichen Kraftfahrzeugenherstellern beliebt als elektrische Scheibenheizung für solche Fahrzeuge. Die Anordnung der Heizelemente und Sammelleiterstreifen ist günstig bei der Scheibenherstellung und kombiniert die Heizfunktion mit günstigen optischen Eigenschaften der Scheibe. Bei solchen Scheiben sind die Heizelemente üblicherweise allgemein waagerecht angeordnet, während die Sammelleiterstreifen, die ebenfalls durch elektrisch leitfähige Überzüge auf dem Glassubstrat gebildet sind, oft so angeordnet sind, daß sie im wesentlichen parallel zu dem entsprechenden Seitenrand der Scheibe verlaufen.

Bei der Herstellung von solchen elektrisch heizbaren Scheiben wird angestrebt, den elektrischen Widerstand der verschiedenen Heizelemente im wesentlichen gleich zu machen, indem die Ablagerung des elektrisch leitfähigen Materials sorgfältig so einjustiert wird, daß die aufgetragenen Heizelemente dieselbe Breite und Dicke mit geringen Toleranzen aufweisen. Diese Genauigkeit bei der Bildung der elektrisch leitfähigen Überzüge ist bei Massenherstellung nicht leicht zu erreichen. Daher wurde bereits vorgeschlagen, Ungleichmäßigkeiten bei den aufgebrachten Leitern zu kompensieren, indem aufgebrachtes elektrisch leitfähiges Material aus

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einem oder mehreren ausgewählten Bereichen entfernt wird und/oder elektrisch leitfähiges Material an einem oder mehreren ausgewählten Bereichen hinzugefügt wird, um die elektrisch leitenden Bahnen eines oder mehrerer Heizelemente zu verändern.

In einigen Fällen werden Betriebswerte gefordert, die von Heizelementen mit gleicher Heizleistung nicht in befriedigender Weise erfüllt werden können. Die Heizwirkung einer Scheibe wird durch Sekundärfaktoren beeinflußt, die von Umweltbedingungen abhängen, insbesondere von Konvektionsströmungen. Solche Konvektionsströmungen haben einen be- ' deutenden Einfluß auf die stabilisierte Wärmeverteilung über die Scheibe hinweg während der Betriebszeit der Heizung, wenn die Scheibe senkrecht oder mit einer anderen Neigung zur Waagerechten eingebaut ist. Elektrisch beheizte Fahrzeugfenster gehören offensichtlich zu dieser Kategorie.

In manchen Fällen ist es also günstig, die Heizleistungsverteilung zwischen den Heizelementen, die über der Mitte der Anordnung liegen, und den Heizelementen, die unterhalb dieser Mitte liegen, zu verändern. In der vorliegenden Beschreibung ist als Mitte der Anordnung das mittlere Heizelement definiert, wenn die Anordnung eine gerade Anzahl von Heizelementen aufweist, bzw. der Zwischenraum zwischen den beiden mittleren Heizelementen, wenn die Anordnung eine gerade Anzahl von Heizelementen aufweist.

Es ist bekannt, unterschiedliche Spezifikationen für den Überzug zur Bildung verschiedener Heizelemente vorzusehen und/oder die einzelnen Heizelemente mit unterschiedlicher Dicke auszubilden, um eine geänderte Wärmeleistungsverteilung der Heizung zu bewirken. Solche Verfahren zum Verändern der Wärmeverteilung sind zwar wirksam, ihre Durchführung unter kostengünstigen Massenherstellungsbedingungen sind jedoch schwierig.

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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von leiterförmigen Heizanordnungen in Kombination mit einer veränderten Wärmeleistungsverteilung, die nicht von Änderungen der Zusammensetzung oder Dicke der abgelagerten Überzüge, welche die Heizelemente bilden, abhängt.

Diese Aufgabe wird durch eine elektrisch heizbare Scheibe der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Gesamtleitwert der Heizelemente, die auf der einen Seite der Mitte der Anordnung liegen (d.h. auf der "oberen Seite" bzw. "über der Mitte der Anordnung"), geringer ist als der Gesamtleitwert der Heizelemente, die auf der anderen (bzw. unteren) Seite der Mitte der Anordnung liegen, und daß diese Leitwertdifferenz wenigstens teilweise auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß wenigstens ein Heizelement, das über der Mitte der Anordnung liegt, einen Verlauf hat, wovon wenigstens ein Teil angrenzend an und im wesentlichen parallel zu einem Teil eines Sammeileiterstreifens verläuft, wodurch die Laufstrecke dieses Heizelements länger ist als der entlang der Substratoberfläche gemessene Abstand zwischen seinen Anschlußpunkten an den Sammeileiterstreifen.

Durch die Erfindung wird es ohne komplizierte Herstellungsschritte ermöglicht, Scheiben herzustellen, deren Heizenergieverteilung über die Scheibenfläche hinweg sich so ändert, daß Heizwirkungsunterschiede aufgrund von Konvektionsströmungen beim senkrechten oder geneigten Einbau der Scheibe vollständig oder wenigstens teilweise kompensiert werden. Diese Kompensation kann auch dann erreicht werden, wenn die Heizelemente in ihrer Zusammensetzung, Breite und Dicke gleich sind.

Bei einer erfindungsgemäßen Scheibe ist der Leitwert und folglich die Heizleistung der Heizanordnung auf der einen

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Seite ihrer Mitte größer als auf der gegenüberliegenden Seite. Es ist vorgesehen, daß eine erfindungsgemäße Scheibe so eingebaut wird, daß der Teil mit der höheren Heizleistung sich unterhalb ihres anderen Teils befindet. Die geringere Heizleistung des oberen Teils der Heizung kompensiert den Heizeffekt ansteigender Konvektionsströmungen an der Oberseite der Scheibe wenigstens teilweise.

Die Ausbildung der Heizelemente in der erfindungsgemäßen Weise bietet den weiteren Vorteil, daß die Stromverteilung innerhalb der Sammeileiterstreifen günstig beeinflußt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das äußerste Heizelement an der Oberseite der Anordnung von Heizelementen bzw. sind jeweils zwei oder mehr aneinander angrenzende Heizelemente, zu denen das äußerste Heizelement gehört, so aufgebracht, .daß sie einen Verlauf haben, wovon wenigstens ein Teil im wesentlichen parallel zu einem benachbarten Teil des S amme Heiter Streifens verläuft, wodurch die Laufstrecke dieses Heizelementes bzw. dieser Heizelemente länger ist als der Abstand zwischen den Anschlußpunkten an den Sammelleiterstreifen gemessen entlang der Substratoberfläche.

Diese Verteilung der Heizelemente mit einer längeren Laufstrecke ergibt die günstigsten Heizeffekte, wenn die Scheibe in der beabsichtigten Weise eingebaut wird.

Wie erwähnt, können die erfindüngsgemäßen Heizscheiben als heizbare Fenster für Kraftfahrzeuge, insbesondere heizbare Heckscheiben, vorgesehen sein. Solche Heckscheiben können gekrümmt oder flach sein. Bei bekannten Scheiben ist es üblich, daß alle Heizelemente zueinander parallel verlaufen oder zumindest diesen Anschein erwecken. Z.B. können alle Heizelemente so aufgebracht sein, daß bei Betrachtung

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der Scheibe in einer bestimmten Weise, z.B. durch den Rückspiegel eines Fahrzeugs hindurch, in das die Scheibe eingebaut ist, alle Elemente geradlinig und parallel erscheinen, obwohl die Scheibe gekrümmt sein kann.

Bei den meisten Ausführungsformen sind die meisten bzw. vorzugsweise alle Heizelemente, die nicht eine längere Laufstrecke haben, im wesentlichen parallel zueinander. Durch den parallelen Verlauf erhält die Scheibe ein Aussehen, das die Aufmerksamkeit nicht ablenkt. Dies ist ein sehr wichtiger Faktor für die Verkehrssicherheit, wenn die Scheibe als Fenster in Kraftfahrzeugen verwendet wird. Unabhängig von diesem Merkmal wird es bevorzugt, und zwar aus dem gleichen Grunde, daß die Heizelemente, die eine längere Bahn beschreiben, mit Ausnahme des Bereiches bzw. der Bereiche in der Nähe der Sammelleiterstreifen oder eines derselben im wesentlichen parallel zu dem Heizelement verlaufen, das an die Mitte der Anordnung angrenzt und auf derjenigen Seite liegt, welche dem Heizelement mit der längeren Laufstrecke gegenüberliegt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist wenigstens ein Sammeileiterstreifen so geformt, daß seine innere Grenzlinie wenigstens eine Aussparung oder Ausnehmung aufweist, und derjenige Teil des Velaufes wenigstens eines Heizelementes, der an einen Teil des Sammelleiterstreifens angrenzt und dazu parallel ist, liegt ebenfalls in dieser Ausnehmung oder Aussparung. Die Anwendung dieses Merkmals gibt der Scheibe ebenfalls ein Aussehen, das die Aufmerksamkeit nicht ablenkt.

Die Sammeileiterstreifen haben gemäß einer bevorzugten Ausführungsform Endbereiche, die in einen dritten Seitenrand der Scheibe hineinstehen, und vorzugsweise folgt wenigstens ein Heizelement einer längeren Bahn, die mit dem Ende eines

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S amme Heiter streif ens oder einer Stelle in dessen Nähe
verbunden ist und einen Endbereich aufweist, der im wesentlichen parallel zu dem Endbereich des Sammeileiterstreifens verläuft.

Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Heizelementen vorgesehen, die jeweils einen längeren Verlauf haben, und sämtliche dieser Elemente liegen oberhalb der Mitte der Heizelernentanordnung.

Die Erfindung kann unter Anwendung von Substraten beliebiger Zusammensetzung verwirklicht werden. Eine Scheibe, die nur
eine Heizfunktion erfüllen soll, kann lichtundurchlässig
sein.

Bei den wichtigsten Ausführungsformen der Erfindung ist
das Substrat lichtdurchlässig, und die Scheibe bildet ein
Fenster oder dient als solches. Besonders wichtig sind Ausführungsformen, bei denen die Scheibe eine elektrisch heizbare Glasplatte zur Verwendung als Scheibe in einem Kraftfahrzeug ist.

Durch die Erfindung wird eine heizbare lichtdurchlässige
Scheibe geschaffen, die als Kraftfahrzeugfenster geeignet
ist bzw. ein solches bildet, wobei diese Scheibe in der
zuvor beschriebenen Weise ausgebildet ist und Sammelleiterstreifen aufweist, die wenigstens über den Hauptteil ihrer
Länge hinweg innenseitige Grenzlinien aufweisen, die konvergieren, so daß ihr Abstand oberhalb der Mitte der Anordnung geringer ist als unterhalb derselben. Eine Heizung mit konvergierenden S amme Heiter streifen kann eine im wesentlichen trapezförmige Fläche einnehmen und ist besonders zweckmäßig als allgemein trapezförmige Heckscheibe in Kraftfahrzeugen, wobei die Scheibe dann so orientiert ist, daß die innenseitigen Grenzlinien der Sammelleiterstreifen nach oben
konvergieren. Die Verlängerung der Laufstrecken der Heiz-

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elemente im Oberteil der Scheibe können mehr als ausreichend sein und sind vorzugsweise mehr als ausreichend, um den geringeren Abstand der Sammeileiterstreifen in diesem Teil der Scheibe zu kompensieren.

Die Heizelemente einer erfindungsgemäßen Scheibe können dieselbe Zusammensetzung, Breite und Dicke aufweisen; verschiedene Heizelemente können jedoch auch untereinander hinsichtlich eines oder mehrerer dieser Faktoren variieren, um gegebene Effekte zu erreichen. Ferner können sämtliche Heizelemente eine Zusammensetzung, Dicke oder Breite aufweisen, die von einem Teil der Heizelementlänge zu einem anderen unterschiedlich ist, um gewünschte Effekte zu erreichen. Z.B. können die Heizelemente oder einige derselben Teile mit vergrößerter Breite an ihren Enden oder in der Nähe ihrer Enden aufweisen, um den Temperaturgradienten über die Scheibe hinweg zu verändern, z.B. zur Unterstützung einer schnellen Erhitzung im mittleren Bereich der Scheibe.

Die erfindungsgemäße Scheibe kann mit Anschlußdrähten versehen sein, die an den Sammelleiterstreifen angeschlossen sind, oder es sind Anschlußelemente mit diesen Sammelleiterstreifen verbunden und zur Aufnahme von Anschlußdrähten geeignet. Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung sind die Anschlußstellen dieser Drähte oder Anschlußelemente an diesen Sammelleiterstreifen an deren Enden oder in der Nähe ihrer Enden auf der genannten einen Seite der mittleren Achse angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung folgen das äußerste Heizelement auf der Seite oberhalb der Mitte der Anordnung bzw. jedes von zwei oder mehr benachbarten Elementen, zu denen das äußerste gehört, einer längeren Bahn, und die Anschlußstellen befinden sich entlang den Sammelleiterstreifen zwischen diesen Heizelementen und den

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übrigen Heizelementen der Scheibe. Bei einer solchen Heizung erfolgt eine Auftrennung des Stroms in entgegengesetzte Richtungen entlang den Sammelleiterstreifen. Diese Ausbildung ist günstig zur Verminderung der Menge an elektrisch leitfähigem Material, das aufgebracht werden muß, um die Sammelleiterstreifen zu schaffen, welche eine gegebene Stromverteilung für die Heizelemente ergeben sollen, ohne die Streifen zu erhitzen. Diese Anordnung der Anschlußstellen hat ferner zur Folge, daß der elektrische Stromfluß entlang dem äußersten Heizelement oder entlang einer Gruppe von Heizelementen, zu denen das äußerste gehört, geringer ist als bei Anordnung der Anschlußstellen an den Enden der Sammelleiterstreifen angrenzend an die Enden des äußersten Heizelements. Diese Auswirkung kann auch günstig sein, um die minimale Länge der Laufstrecke zu verkürzen, welche die Heizelemente dieser Gruppe haben müssen, um die Heizströme darin unter einem bestimmten Wert zu halten.

Durch die Erfindung werden auch Scheiben geschaffen, die in der zuvor beschriebenen Weise ausgebildet sind und bei welchen die Sammelleiterstreifen jeweils in ihrer Breite in einer Richtung abnehmen, die zu einem Ende hin gerichtet ist, welches einer Stelle abgewandt ist, wo ein Anschlußdraht oder Anschlußelement mit diesem Streifen verbunden ist. Es wurde gefunden, daß durch diese Ausbildung der Sammelleiterstreifen eine bedeutende Einsparung an elektrisch leitfähigem Überzugsmaterial erreicht werden kann, ohne die Betriebsdaten der Heizung zu beeinträchtigen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist jeder Sammelleiterstreifen in seiner Breite progressiv verjüngt über wenigstens den Hauptteil des Abstands zwischen der genannten Stelle, wo der Anschlußdraht oder das Anschlußelement sich befindet, und dem genannten abgewandten Ende des Sammelle iter streif ens. Die Ausbildung der Sammelleiterstreifen

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mit abnehmender Breite ist günstig zur Verminderung der Herstellungskosten, unabhängig von dem jeweiligen geometrischen Muster der eigentlichen Heizelemente. Durch die Erfindung wird folglich auch eine elektrisch heizbare Scheibe geschaffen, die ein Substrat umfaßt/ welches elektrisch leitendes Material trägt, das Sammeileiterstreifen bildet, die sich entlang wenigstens des Hauptteils der Länge der einander gegenüberliegenden-Scheibenränder erstrecken, ferner elektrische Widerstands-Heizelemente bilden, die sich zwischen diesen S amme Heiter streife η in Abständen voneinander erstrecken, und Anschlußdrähte bzw. Drahtanschlüsse bilden, die mit den Samme!Ieiterstreifen verbunden sind, wobei diese Scheibe erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß. jeder Sammelle iterstreif en eine Breitenabnahme in einer Richtung auf ein Ende ;zu aufweist, welches von der Stelle abgewandt ist, wo sich der Draht bzw. Anschluß befindet. Diese Drähte oder Anschlüsse können mit oten Sammelle iterstreif en an ihrem einen Ende oder; an Stellen zwischen den Heizelementen in der zuvor beschriebenen Weise verbunden sein. Vorzugsweise ist jeder Sammeileiterstreifen progressiv in seiner Breite über wenigstens den Hauptteil des Abstands zwischen der Stelle, wo sich der Draht oder Anschluß befindet, und dem abgewandten Ende des Sammeileiterstreifens hinweg,progressiv verjüngt. . /. ■■.. - : ■

Gemäß einer wichtigen Ausführungsform der Erfindung haben die heizbaren Scheiben eine; gestreckte Form, um als Heckscheiben für Kraftfahrzeuge geeignet zu sein, und sind somit mit Sammelleiterstreifen und Heizelementen versehen, die so ausgebildet, sind, daß eine. Stromzufuhr mit einer Leistung von 150 Watt zu der Heizung-auf der Seite der Scheibe, welche die Heizung trägt, Oberflächen-temperaturen aufrechterhält, die wenigstens, die im folgenden angegebenen Minimalwerte oberhalb der Umgebungstemperatur haben, gemessen an den jeweils ^angegebenen Stellen:

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Mittelachse der Scheibe _r längs welcher die ■■ Temperaturen ge messen werden	- - -, ' .- "- - .. - - '---.' -5 --- - Γ ------- 1 .,^ -— _- ■ ' " '" " -~ ' """„_-"» -' " -- - . . - - '--. V. - - ·.- -■ Ober f lachen temperatur ,in.e°C. oberhalb Um- gebungs_temperatur_ __ ...,.	; Achffe-nmltte "
Längsachse waagerecht senkrechte Achse	Jedes Achsenende	) : :■: I)- 22 ; ) ^; ..:„.x. -
12. " 20

Die Heizungen einer erf indungsgemäßen^Scheibe^ können z.B..-.""^s einen elektrischen Gesamtleitwert zwischen,. 1.^ja-nd-.p./.3|_;Q-hitt~.l-:- aufweisen. Die Heizungen können .aus. leitenden.. Verbindungen und mittels Ablagerungstechniken hergestellt- werden·/-die _::

an sich bekannt .sind.- Z.B, kann ,eine-•lei-te§de-_:.übe-rzu.£isy^r-bindung in dein gewünschten .Muster durch SiebdruG.k:taufge-,.r.

bracht werden oder z.B.. . durch -ein .Ve ρ fahre si ■/-.- bei'- d fotograf isch erzeugtes. Schirmbild..des, er.

zungsmsuter Anwend-ung findet*; --D,ia .au_:f ae)3rachte_;--.yerbindun.g= kann_: die. Form einer Taste ^aberi.^^^ Teilchen, ζ,B, aus. Silber^-..e^thaltr.^undtkana _Ti^._rEorm glasartigen oder- verglasenden Ai

Trägerflüssigkeit ,verteilt ist^^oa5lie;gen,^}$iaeh-de;m-Äutbringen dieser Verbindung, wird _;d-ip _;Sohe-iJge s Trägerflüssigkeit -zu. ve rd amp fen. und? diasj^g-indejiniit^e-läziie schme 1 zen und/oder ver gl äsen»,. D i_:e. W-ide-j-Sjfeandswer te; rder -_::

Heizelemente können: nach dem Auf br-inge_;ni ,derleitenden Paste durch elektrische .A oder von Metallen darauf -,. z,B--._r4ur-Gh lagerung von- aufeinanderfolgenden überzügen aus Kupfer und Nickel abgeglichen werden.

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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Scheibe; und

Fig. 2 bis 4 Draufsichten auf Teile von anderen Ausführungsformen der Scheibe.

Die in Fig. 1 gezeigte Scheibe ist trapezförmig und dazu bestimmt, die Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs zu bilden. Die Scheibe enthält ein Glassubstrat, das eine elektrische Widerstandsheizung trägt, die auf der Scheibe durch Ablagerung einer geeigneten Überzugsverbindung in an sich bekannter Weise in situ gebildet ist.

Die Heizung enthält eine Anordnung von 14 Heizelementen, die mit 1, 2, 3, ... 7, 8, ... 13, 14 bezeichnet sind, wobei die Numerierung an der Oberseite der Figur beginnt; jedes Heizelement hat eine Breite von 0,4 bis 0,8 mm und eine Dicke von 40 pm. Die Heizelemente 1 bis 14 erstrecken sich zwischen Sammelleiterstreifen 15, 16, die sich entlang den beiden einander gegenüberliegenden Seitenrändern der Scheibe 17 erstrecken.

Die Endbereiche 18, 19 der Sammelleiterstreifen 15, 16 erstrecken sich in den oberen Rand der Scheibe 17 hinein und verlaufen teilweise entlang dieses Randes. Es sind Anschlußteile 20, 21 an den Enden dieser Endbereiche vorgesehen. Die oberen Teile der Sammelleiterstreifen sind mit Aussparungen 22, 23 geformt, während die unteren Bereiche der Sammelleiterstreifen zu ihren unteren Enden hin eine zunehmend geringere Breite aufweisen.

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Da die Anordnung von Heizelementen eine gerade Anzahl von Elementen, nämlich 14 Heizelemente, umfaßt, ist die Mitte der Anordnung durch den Zwischenraum 24 zwischen den beiden mittleren, mit 7 und 8 numerierten Heizelementen gebildet.

Die Heizelemente 2 bis 14 sind in üblicher Weise angeordnet. Sie verlaufen im wesentlichen parallel zueinander und geradlinig zwischen ihren Anschlußpunkten mit den Sainmelleiterstreifen 15,16.

Das oberste Heizelement 1 folgt jedoch einer längeren Bahn, wenngleich es über den größten Teil seiner Länge hinweg mit Ausnahme seiner Endbereiche in der Nähe der Sammelleiterstreifen parallel zu den Heizelementen 2 bis 14 und insbesondere parallel zu dem Heizelement 8 verläuft, das an die Mitte bzw. den Zwischenraum 24 der Anordnung auf der dem Heizelement 1 gegenüberliegenden Seite angrenzt. Die von dem Heizelement 1 beschriebene Bahn ist langer als die geradlinige Strecke zwischen seinen Anschlußpunkten an den Sammelleiterstreifen 15, 16, denn die Endbereiche des Heiz-

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elements 1 liegen angrenzend an und im wesentlichen parallel zu den Teilen der Sainmelleiterstreifen 15, 16, welche die Aussparungen 22, 23 bilden. Bei der beschriebenen Ausführungsform weist das Heizelement T zwei weitere vorteil·- hafte Eigenschaften auf, die eine Weiterbildung darstellen. Zunächst liegen die Endbereiche des Heizelements jeweils innerhalb einer entsprechenden Aussparung 22, 23 der Sammelleiters tre ifen, und ferner liegen die äußersten Endbereiche des ersten Heizelements parallel zu den Enden der zugehöri-· gen Endbereiche 18, 19 der Sainmelleiterstreifen und sind mit diesen verbunden.

Da das Heizelement 1, wie erwähnt, eine längere Bahn beschreibt, ist sein Leitwert geringer als derjenige eines sonst gleichen Elements, das geradlinig verläuft. Diese

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Verminderung des Leitwertes dieses Heizelements trägt wenigstens teilweise zu der Tatsache bei, daß der Gesamtleitwert der Heizelemente 1 bis 7 über der Mitte 24 der Anordnung geringer ist als der Gesamtleitwert der Heizelemente 8 bis 14 unterhalb der Mitte der Anordnung.

bewirkt

Dieser Leitwertunterschied^im Gebrauch einen entsprechenden Unterschied der Heizleistung in den beiden Teilen der Heizanordnung, so daß der obere Teil der Scheibe beim Einbau in ein Kraftfahrzeug nicht unnötigerweise überhitzt wird. Die geringere Heizleistung des oberen Scheibenteils kompensiert wenigstens teilweise den Umstand, daß dieser obere Teil nicht nur elektrisch beheizt wird, sondern auch durch Warmluft-Konvektionsströmungen, die durch Erwärmung bei Berührung mit den unteren Teilen der Scheibe verursacht werden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Zeichnungen nicht maßstabsgerecht sind. Insbesondere können die Sammelleiterstreifen 15,16 in Wirklichkeit schmäler sein und näher an den Rändern der Scheibe 17 verlaufen als dargestellt, so daß beim Einrahmen der Scheibe die Sammelleiterstreifen vollständig oder hauptsächlich innerhalb des Montagerahmens angeordnet sind. Die Endbereiche des obersten Heizelements 1, die nicht mit seinem mittleren Hauptteil fluchten, können ebenfalls in dem Rahmen aufgenommen sein, so daß lediglich eine Reihe von geraden parallelen waagerechten Linien in Erscheinung tritt.

Die Sammelleiterstreifen 15, 16 haben eine nach unten zu abnehmende Breite. Die Streifen können z.B. eine Breite von 25 mm an ihren oberen Enden aufweisen, an denen sich die Anschlußenden 20, 21 befinden, eine Breite von 30 bis 35 mm auf der Höhe des Heizelements 2 und eine Breite von 5 bis 15 mm an den untersten Enden. Für ein gegebenes elektrisches Potential zwischen den Anschlußenden, z.B.

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14 Volt, sind die Spannungen wenigstens an denjenigen Heizelementen, die sich in der unteren Hälfte der Scheibe befinden, niedriger als dies der Fall wäre, wenn die außenseitigen Grenzlinien der Sammelleiterstreifen parallel zu ihren innenseitigen Grenzlinien verlaufen würden j, die Unterschiede sind jedoch durchaus angängig. Andererseits ermöglicht die Verjüngung der Sammelleiterstreifen eine wesentliche Einsparung an elektrisch leitendem Überzugsmaterial.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Sammelleiterstreifen verwendet, die die Form der Streifen 15, 16 aufweisen, außer daß die innenseitigen Grenzlinien der Sammelleiterstreifen oberhalb der Höhe des Heizelements 2 gerade Fortsätze der konvergierenden unteren Teile dieser Grenzlinien sind bzw. senkrecht verlaufen, und das Heizelement 1 hat einen im wesentlichen geradlinigen Verlauf zwischen den Sammelleiterstreifen parallel zu den anderen Elementen. Dieses Ausführungsbeispiel bietet zwar nicht die Vorteile, die dadurch erreicht werden, daß wenigstens ein Heizelement eine längere Bahn beschreibt, bietet jedoch den. Vorteil einer hohen Einsparung an elektrisch leitfähigem Überzugsmaterial.

Fig. 2 zeigt ein Teil einer anderen Ausführungsform der Scheibe, die ebenfalls zur Verwendung als Heckscheibe in einem Kraftfahrzeug bestimmt ist.

Die in Fig. 2 gezeigte Scheibe 25 weist eine Anordnung von 13 Heizelementen 101, 102, 103, 104., ... 107, 108, ... 112, 113 auf, die sich zwischen zwei Sammelleiterstreifen erstrecken, welche auf den einander gegenüberliegenden Seitenrändern einer Seite des die Scheibe bildenden Glassubstrats abgelagert sind. Von diesen Sammelleiterstreifen ist einer dargestellt und mit 26 bezeichnet. Dieser Sammel-

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leiterstreifen ist so geformt, daß er eine Aussparung 27 an seinem oberen Ende aufweist. Der Sammelleiterstreifen 26 weist einen Endbereich 28 auf (in dem ein Teil der Aussparung 27 gebildet ist), welcher sich waagerecht längs eines Teils des oberen Randes der Scheibe 25 erstreckt. Die unteren 10 Heizelemente 104 bis 113 beschreiben im wesentlichen geradlinige Bahnen zwischen den zwei Sammelleiterstreifen und sind im wesentlichen parallel zueinander. Die oberen drei Heizelemente 101 bis 103 haben einen längeren Verlauf. Ein Endbereich des dritten Heizelements 1O3 beschreibt eine Bahn, die im wesentlichen parallel zu und angrenzend an die Grenzlinie der Aussparung 27 in dem Sammelleiterstreifen verläuft, und ist mit diesem Sammelleiterstreifen an einer Stelle innerhalb der Aussparung verbunden, und zwar am Ende des Endbereichs 28 des Sammeileiterstreifens 26. Die ersten zwei Heizelemente 101, 102 sind ebenfalls innerhalb der Aussparung mit dem Sammelleiterstreifen verbunden, und zwar an Stellen im Bereiche des Endes des Endbereichs 28 des Sammelleiterstreifens. Diese Heizelement-Endteile verlaufen parallel zu dem dritten Heizelement 103 und sind um dieses herumgeführt. Diese drei aneinander angrenzenden Heizelemente haben also Endbereiche, die im wesentlichen parallel zu dem benachbarten Bereich des Sammeileiterstreifens liegen, der auch die Grenzlinie der Aussparung 27 beschreibt.

Da eine ungerade Anzahl von Elementen innerhalb der Anordnung vorhanden ist, ist die Mitte der Anordnung durch das mittlere Heizelement gebildet, in diesem Falle das Heizelement 1O7. Der Hauptteil der Längsstrecke der obersten drei Heizelemente verläuft im wesentlichen parallel zu dem Element unter der Mitte der Anordnung, also dem Heizelement 1O8.

Da die drei obersten Heizelemente 1O1 bis 103 jeweils eine längere Bahn beschreiben, haben die sechs oberhalb der Mitte

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der Anordnung (die mit dem Heizelement 107 zusammenfällt) liegenden Heizelemente eine größere Gesamtlänge als die sechs Heizelemente 108 bis 113, die unterhalb der Mitte liegen. Da die verschiedenen Heizelemente aus demselben Material gebildet sind und denselben gleichmäßigen Nennquerschnitt aufweisen, bedeutet dies, daß die oberen sechs Heizelemente einen geringeren Gesamtleitwert aufweisen als die sechs unteren Heizelemente. Die Anschlußenden bzw. Verbindungsdrähte können an den Sammelleiterstreifen an oder in der Nähe der oberen Enden angeschlossen werden, z.B. in der Nähe der Scheibenecken.

Fig. 3 zeigt einen Teil einer Scheibe, bei der Heizelemente vorgesehen sind, die paarweise an den Sammelleiterstreifen angeschlossen sind, wobei die Elemente jedes Paares elektrisch parallelgeschaltet sind und gemeinsame Verbindungspunkte mit den Sammelleiterstreifen aufweisen. So sind die Heizelemente 29, 30 an der mit 31 bezeichneten Stelle vereinigt, ebenso wie an einer entsprechenden Stelle auf der anderen Seite der Scheibe. Ein Ende der Elemente 29, 30 ist mit dem Sammelleiterstreifen 32 an der Stelle 33 verbunden, während das andere Ende der Elemente mit dem gegenüberliegenden Sammelleiterstreifen an einer entsprechenden Stelle verbunden ist. Die Heizelemente 34, 35 sind in gleicher Weise ausgebildet und miteinander vereinigt und mit dem Sammelleiterstreifen 32 an der Stelle 36 verbunden. Die Innenränder der Sammelleiterstreifen sind mit Aussparungen 37 versehen, welche die gemeinsamen Endteile der Heizelemente 29, 30 sowie 34, 35 aufnehmen, die parallel zu diesen Streifen verlaufen. Die anderen Heizelemente der Scheibe, wozu die Elemente 38, 39 zählen, verlaufen geradlinig. Anschlußenden 40 zum Anschließen der Verbindungsdrähte sind an den oberen Enden der Sammelleiterstreifen angelötet.

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Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der Heizelemente 41, 42 jeweils zwischen den Sananeileiterstreifen 43, 44 über die Scheibe hin und her verlaufen. Jedes dieser Heizelemente weist drei parallele Strecken auf, die senkrecht zu den Sammelleiterstreifen über die Scheibe verlaufen, während die dazwischenliegenden Teile dieser Elemente parallel zu den Sammelleiterstre if en verlaufen. Die Innenränder der Sammelleiterstreifen sind mit Aussparungen 45 versehen, welche diese Zwischenteile 46, 47 der Heizelemente aufnehmen. Diese Zwischenteile haben einen größeren Querschnitt als die anderen Teile der Heizelemente, damit der Heizeffekt in der Nähe der Scheibenränder vermindert wird. Die Heizelemente 41, 42 haben einen Verlauf, der wesentlich länger ist als der kürzeste Abstand zwischen ihren Verbindungspunkten mit den Sammelleiterstreifen. Die anderen Heizelemente 4 8 der Scheibe verlaufen geradlinig. Anschlußdrähte können an den Sammelleiterstreifen an den oberen Ecken oder in der Nähe derselben an den Sammelleiterstreifen angelötet werden.

Bei der Bezugnahme auf die Zeichnungen wurde der Verlauf der.einzelnen Heizelemente oder von Teilen derselben als geradlinig bezeichnet. Streng genommen setzt dies voraus, daß die verschiedenen Scheiben eben sind. In Wirklichkeit sind natürlich viele Heizscheiben, insbesondere solche, die als Heckscheiben in Kraftfahrzeugen verwendet werden, gekrümmt. Unter dem erwähnten "geradlinigen Verlauf" ist dann natürlich ein räumlicher Verlauf zu verstehen bzw. ein Verlauf, der geradlinig erscheint, wenn eine Betrachtung durch den Rückspiegel eines Kraftfahrzeugs, in das die Scheibe eingebaut ist, hindurch erfolgt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE :

.) Elektrisch heizbare Scheibe mit einem Substrat, das Ablagerungen aus elektrisch leitendem Material trägt, welche Sammeileiterstreifen bilden, die sich längs der einander gegenüberliegenden Seitenränder der Scheibe erstrecken und elektrische Widerstands-Heizelemente bilden, die sich zwischen den Sammeileiterstreifen im Abstand voneinander in der allgemeinen Form einer Leiter erstrecken und eine Mitte aufweisen, die durch das mittlere Heizelement gebildet ist, wenn eine ungerade Anzahl von Heizelementen vorgesehen ist, bzw. durch den Zwischenraum zwischen den beiden mittleren Heizelementen gebildet ist, wenn eine gerade Anzahl von Heizelementen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtleitwert der Heizelemente (1, 2, 3, ...; 101, 102, 103, ...; 29, 30, 34, 35, 38, 39, ...; 41, 42, 48, ...), die auf der einen Seite der Mitte (24; 107) der Anordnung

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liegen (d. h. auf der "oberen Seite" bzw. "über der Mitte der Anordnung"), geringer ist als der Gesamtleitwert der Heizelemente (8-14; 108-113), die auf der anderen (bzw. unteren) Seite der Mitte der Anordnung liegen, und daß diese Leitwertdifferenz wenigstens teilweise auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß wenigstens ein Heizelement (1, 2, 3; 101, 102, 103; 29, 30, 34, 35; 41, 42), das über der Mitte der Anordnung liegt, einen Verlauf hat, wovon wenigstens ein Teil angrenzend an und im wesentlichen parallel zu einem Teil eines Sammeileiterstreifens (15 _r 16; 26; 32; 43) verläuft, wodurch die Laufstrecke dieses Heizelements langer ist als der entlang der Substratoberfläche gemessene Abstand zwischen seinen Anschlußpunkten an den Sammelleiterstreifen.
2. Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußerste Heizelement (1, 101) auf der oberen Seite der Anordnung von Heizelementen bzw. jeweils zwei oder mehr aneinander angrenzende Heizelemente einschließlich des äußersten so aufgebracht sind, daß sie einen Verlauf haben, wovon wenigstens ein Teil im wesentlichen parallel zu einem benachbarten Teil des Sammelleiterstreifens ist, wodurch die Laufstrecke dieses Heizelements langer ist als der entlang der Substratoberfläche gemessene Abstand zwischen seinen Anschlußpunkten an den Sammeileiterstreifen.
3. Scheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes eine längere Laufstrecke aufweisende Heizelement mit Ausnahme eines Bereiches bzw. von Bereichen, die sich in der Nähe der Sammelleiterstreifen bzw. eines Sammelleiterstreifens befinden,im wesentlichen parallel zu dem Heizelement liegt, das an die Mitte der Anordnung angrenzt und auf der Seite liegt, die dem Heizelement mit der längeren Laufstrecke gegenüberliegt.

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4. Scheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Sammeileiterstreifen (15, 16; 26; 32; 43, 4 4) so geformt ist, daß seine Innengrenzlinie wenigstens eine Aussparung (22, 23; 27; 37; 45) aufweist, und daß derjenige Teil der Bahn wenigstens eines Heizelements, der an einen Teil des Sammelleiterstreifens angrenzend und im wesentlichen parallel dazu liegt, ebenfalls innerhalb einer Aussparung liegt.
5. Scheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleiterstreifen (15, 16; 26; 32) Endbereiche aufweisen, die in einen dritten Seitenrand der Scheibe hineinragen, und daß wenigstens eines der Heizelemente (1, 101, 102, 103) eine längere Laufstrecke hat und an einem dieser Endbereiche der Sammelleiterstreifen oder in dessen Nähe an diesen angeschlossen ist und einen Endbereich aufweist, der im wesentlichen parallel zu einem Endbereich des Sammelleiterstreifens liegt.
6. Scheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Heizelementen vorgesehen ist, die eine längere Laufstrecke haben, und daß sämtliche dieser Elemente oberhalb der Mitte der Anordnung von Heizelementen liegen.
7. Scheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat als Fenster bzw. Scheibe für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist.
8. Scheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innenseitigen Grenzlinien der Sammelleiterstreifen (15, 16; 26) wenigstens über den Hauptteil ihrer Länge derart konvergieren, daß ihr Abstand

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oberhalb der Mitte der Anordnung kleiner ist als unterhalb der Mitte dieser Anordnung.
9. Scheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Samnielleiterstreifen (15, 16; 26) eine abnehmende Breite in Richtung zu einem Ende hin aufweisen, welches von einer Stelle (20, 21) entfernt liegt, wo ein Anschlußdraht bzw. Anschluß mit diesem Streifen verbunden ist.
10. Scheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sammelleiterstreifen eine zunehmend verjüngte Breite über wenigstens den Hauptteil des Abstandes hinweg aufweist, der zwischen der Stelle, wo der Anschlußdraht bzw. Anschluß sich befindet,und dem entfernten Ende des S amme Heiter —-Streifens liegt.
11. Elektrisch heizbare Scheibe mit einem Substrat, das ein elektrisch leitfähiges Material trägt, welches Sammelleiterstreifen bildet, die sich entlang wenigstens des Hauptteils der Längsstrecke der einander gegenüberliegenden · Scheibenränder erstrecken, und elektrische Widerstands-Heizelemente bilden, die sich zwischen diesen Sammelleiterstreifen in Abständen voneinander erstrecken, und ferner Anschlußdrähte oder Anschlüsse für diese bilden, welche mit den Sammelleiterstreifen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet/ daß jeder Sammelleiterstreifen (15, 16; 26) eine Breitenabnähme in einer Richtung zu einem Ende hin, das von der Drahtanschlußstelle bzw. dem Drahtanschluß abgewandt ist, aufweist, und daß jeder Sammelleiterstreifen in seiner Breite progressiv über wenigstens den Hauptteil des Abstandes zwischen der Stelle, wo sich der Drahtanschluß bzw. Anschlüßdraht befindet, und dem abgewandten Ende des Sammelleiterstreifens verjüngt ist.

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