DE3200649C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch heizbare
durchsichtige Fahrzeugscheibe mit im Abstand angeordneten
elektrisch leitenden Stromschienenstreifen, die durch
elektrisch leitende Heizelemente aus Heizleitern miteinander
verbunden sind, welche ein elektrisch leitendes Emaille
aufweisen, das auf ein Substrat aus Verglasungsmaterial
abgeschieden ist. Der Ausdruck "Verglasungsmaterial" umfaßt
ein transparentes Material, welches verwendet wird, um
Fahrzeugfensteröffnungen zu verschließen, und umfaßt deshalb
Glas, vitrokristalline Materialien und Kunststoff-
Materialien, wenn sie durchsichtig sind.
Diese beheizbaren Scheiben werden beispielsweise als
Fahrzeugscheiben verwendet, und insbesondere als Rück
scheiben von Kraftfahrzeugen und für andere Zwecke.
Ein Gang durch irgendeinen Fahrzeugpark zeigt, daß
die Heizelemente der meisten üblichen Rückscheiben
von Kraftfahrzeugen Stromschienenstreifen aufweisen,
die sich längs der Seitenränder des Fensters erstrecken
und die durch mehrere lineare Heizelemente miteinander
verbunden sind, die sich im allgemeinen horizontal
über dieses Fenster hinweg erstrecken. Abhängig von
der Höhe des Rückfensters sind häufig etwa 13 oder
14 dieser Elemente vorgesehen, die in einem Abstand
von etwa 2,5 bis 3,5 cm voneinander angeordnet sind,
und jedes Element ist etwa 1 mm breit.
Es ist bei bestimmten Rückfenstern zur Verbesserung
des Aussehens der Seitenabschnitte durch Verminderung
der Breite der Heizelemente, verglichen mit der Breite
der Heizelemente im Mittelabschnitt, und zum Kompen
sieren der Widerstandserhöhung bekannt, leitende
Nebenschlüsse vorzusehen.
Diese Heizelemente werden üblicherweise durch eine
Siebdruckabscheidung eines leitenden Emails herge
stellt, welches durch Wärme mit dem Fenster verbunden
wird. Die Stromschienenstreifen werden üblicherweise
auf dem gleichen Weg, und zwar auch gleichzeitig,
hergestellt. Es ist eine übliche Bedingung, daß die
Wärmeabgabe der Fensterheizelemente etwa 140 bis
160 Watt beträgt, und dies erfordert eine Leitfähig
keit von einem Ohm-1 in einem 12 Volt-System. Der
mittlere Widerstand des einzelnen Heizelementes sollte
N Ohm sein, wobei N die Anzahl der Heizelemente ist.
In der Praxis widerspricht diese Widerstandsbedingung der
maximal zulässigen Leiterbreite, und zwar wegen der
Sichtbedingungen, so daß zur Erzielung der notwendigen
Leitfähigkeit das verwendete Material überwiegend, wenn
nicht überhaupt, ein Silber enthaltendes Email ist.
Silber ist außerordentlich teuer.
Ein Weg, um die Verwendung von Silber ökonomisch zu
gestalten, und der sehr oft beschritten wird, besteht
darin, das Fensterheizelement elektrolytisch mit einem
Metall, wie beispielsweise Kupfer, zu beschichten. Es
ist vorteilhaft, diese Verfahrensstufen, falls möglich,
fortzulassen.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten beheizten Rück
scheibe liegt in der Breite der Heizelemente. Eine
Breite von 1 mm vermindert die Sichtverhältnisse des
auf den Rückspiegel schauenden Fahrers.
Ein weiterer Nachteil liegt im relativen Abstand die
ser Heizelemente. Diese Heizelemente können vorzeitig
abgerieben und beschädigt oder sogar gebrochen werden,
beispielsweise durch eine zu starke Reinigung der
Scheibe, und wenn dies der Fall ist, wird nicht nur
die Wärmeabgabe der Heizelemente vermindert, und da
durch kann der Fall auftreten, daß es nicht möglich
ist, eine Kondensation zu beseitigen.
Die DE 22 46 992 B1 zeigt ein Verfahren zur Korrektur des
elektrischen Widerstands einer elektrisch beheizbaren
Glasscheibe mit Heizleitern in der Größe von etwa 0,5 mm,
die sich zwischen den seitlichen Sammelschienen befinden,
wobei im Bereich der Sammelschienen und/oder im
Übergangsbereich zwischen den Sammelschienen und den
Heizleitern Umwegleitungen zur Verlängerung des Stromwegs
befinden, die unterbrochen oder kurz geschlossen werden
können, um den Widerstand für einen gewünschten Wert
einzustellen. Erfindungsgemäß wird dagegen ein
maschenartiges Heiznetz gebildet.
Die GB-PS 14 98 074 zeigt eine Heizplatte in Form einer
gedruckten Schaltung, bei der die Leiter ein möglichst
großmaschiges Netz bilden, das jedoch nicht aus leitender
Emaille besteht. Erfindungsgemäß wird ein sehr engmaschiges
Netz aus leitender Emaille gebildet.
Die DE-OS 10 64 292 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von
drahtlosen Heizwiderständen durch Auftragen eines
verflüssigten, insbesondere pastenartigen Materials wie
Farbe oder Emaille. Von gitterartigen Formen ist nichts
erwähnt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, es eine beheizbare
Fahrzeugscheibe zu schaffen, die ausgezeichnete
Sichtbedingungen liefert, ohne daß man eine Emaille mit
Silber benötigt, die also auch kostengünstig ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das leitfähige
Emaille gitterartig auf dem Substrat abgeschieden ist und
mindestens ein nicht aus Edelmetall bestehendes Basismetall
als leitfähige Komponente aufweist, die Maschen dieses
leitfähigen Gitters Abmessungen zwischen 2 und 6 mm haben
und kein einzelner der dieses leitfähige Gitter (4)
bildenden Heizleiter eine größere Breite als im wesentlichen
0,5 mm hat.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Heizscheibe wird
eine Unterbrechung der Wärmeausgangsverteilung durch den
Bruch eines einzigen leitenden Gitterleiters lokalisiert, da
der Strom um diese Bruchstelle herum durch die anderen
Gitter
leiter hindurchfließen kann. Die Begrenzung der maxi
malen Breite der einzelnen Gitterleiter ist von beson
derer Bedeutung für die Durchsichtigkeit der Scheibe,
wenn diese als Rückscheibe eines Fahrzeuges verwendet
wird. Die Länge des optischen Weges zwischen dem Auge
des Fahrers und der Rückscheibe über den Rückspiegel
ist selbstverständlich vom Typ und von der Größe des
Fahrzeuges abhängig, jedoch liegt diese Länge für die
meisten Personenkraftwagen im Bereich von 2 bis 3 m.
Eine Größe, die oft für das Auflösungsvermögen des
menschlichen Auges angegeben wird, ist eine Bogen
minute oder 3×10-4 Radian, d. h. 0,6 mm bei 2 m.
Wenn man also eine erfindungsgemäße Heckscheibe eines
Kraftfahrzeuges benutzt, so ist der Blick des Fahrers durch
die Heckscheibe nicht beeinträchtigt, da die Breite der
Gitterleiter mit 0,5 mm geringer ist. Vorzugsweise weisen
die einzelnen Leiter des leitenden Gitters eine Breite von
unter 0,3 mm auf.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß auch die Vibration
eines Kraftfahrzeuges, der ja diese Scheibe ausge
setzt ist, die Sichtbeeinträchtigung eines
gitterartig abgeschiedenen Heizelementes vermindert.
Die Minimalbreite der Leitung ist eine Funktion der
Kornverteilung des leitenden Materials, das aufge
bracht wurde, und des Verfahrens, mit dem dieses
aufgebracht wurde. Das leitende Email kann ein orga
nisches oder glasartiges Material sein, welches fein
verteilte Metallteilchen enthält.
Um eine gute Sicht durch die Scheibe zu erzielen,
weisen alle Gittermaschen vorzugsweise geringste Ab
messungen von wenigstens 1,5 mm auf. Es sei bemerkt,
daß einige Maschen an der Kante des Heizelementes
kleinere Abmessungen haben können, und zwar deshalb,
weil ein Teil der Fläche durch einen Teil des Strom
schienenstreifens bedeckt sein kann.
Alle diese Maschen haben Abmessungen zwischen
2 mm und 6 mm. Es wurde gefunden, daß hierdurch der
beste Kompromiß zwischen der Sichtbarkeit durch die
Scheibe und der Lokalisierung von Unterbrechungen der
Wärmeabgabeverteilung als Elemente erzielt wird, wenn
ein Leiter unterbrochen werden sollte. Auf diese Weise
erhalten die Heizelemente ein schleierartiges Aus
sehen, und wenn das Fenster als Rückfenster eines Kraft
fahrzeuges verwendet wird, ergibt sich für den Fahrer
ein gleichförmiges Aussehen.
Es sei bemerkt, daß die Abscheidung der gitterartigen
Heizelemente die sichtbare Lichtdurchlässigkeit der
Scheibe vermindert. Vorzugsweise wird das leitende Gitter
derart abgeschieden, daß es nicht mehr als 20% der
Fläche der Scheibe bedeckt, die vom Rand eines derartigen
Gitters eingeschlossen wird, so daß eine entsprechende
Durchsichtigkeit erzielt wird.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung
wird das Gitter in einem rechteckigen oder quadratischen
Muster abgeschieden, in einem rautenförmigen Muster
oder als hexagonales Gitter.
Die Scheibe kann ein einzelnes gitterartig abgeschiede
nes Heizelement aufweisen, welches die gesamte Fläche
der Scheibe bedeckt, wenn es erwünscht ist, diese zu
erhitzen. Gitterartig abgeschiedenes leitendes Material
kann aber auch auf einen speziellen Bereich der Scheibe
begrenzt sein, wenn es gewünscht ist, diesen Bereich
anders als andere Bereiche der Scheibe zu beheizen.
Beispielsweise sind im Fall eines Rückfensters für
Kraftfahrzeuge oft Scheibenfenster vorgesehen. Wenn bei
kaltem Wetter die Rückscheibe vereist, geschieht es
oft, daß die Wischerblätter in ihrer Ruhestellung am
Fenster anfrieren und die Eisbildung an diesem Blatt
ist oft größer als an anderen Stellen des Fensters.
Es ist wünschenswert, das Wischerblatt nicht später vom
Eis frei zu machen als der Rest der Scheibe enteist
ist, und vorzugsweise ist es wünschenswert, die Wischer
blätter früher frei zu machen, so daß der Wischer ver
wendet werden kann, um teilweise geschmolzenes Eis vom
Fenster zu entfernen. Dies kann nun in der Weise ge
schehen, daß ein gitterartiges Heizelement mit einer
relativ großen Wärmeabgabe an der Stelle der Ruhelage
des Wischers vorgesehen wird. Der Rest des Fensters
kann mit irgendeiner gewünschten Form von Heizelementen
ausgerüstet sein.
Vorzugsweise weist eine derartige Scheibe mehrere git
terartig abgeschiedene Heizelemente auf. Es können
beispielsweise 3 bis 5 derartige Elemente vorgesehen
sein, die in einem Abstand von 10 mm oder weniger von
einander angeordnet sind, und zwar bei Ausführungsfor
men, die als Fahrzeugrückfenster dienen. Unter bestimm
ten Umständen kann dies einen guten Einfluß auf die
Wärmeabgabeverteilung über die Scheibe hinweg haben.
Die Nachteile der Wärmeabgabeunterbrechung, wenn ein
einzelnes Heizelement eines geradlinigen Heizers ge
brochen ist, werden ausgeschaltet, und die Einflüsse
beim Bruch eines einzelnen Gitterleiters werden ganz
erheblich vermindert. Die Verwendung mehrerer gitter
artiger Heizelemente ist von Vorteil, wenn ein großer
Riß im abgeschiedenen Material auftritt. Wenn ein großer
Riß in Richtung des Stromflusses in einem einzigen
gitterartigen Heizelement auftritt, so wird die Wärmeab
gabe auf dieser Seite des Risses vermindert. Wenn mehrere
gitterartige Heizelemente verwendet werden, wird selbstver
ständlich die Stromflußverteilung im unbeschädigten
Element nicht beeinflußt.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß es bisher praktisch
erforderlich ist, ein Silber enthaltendes leitendes
Email bei heizbaren Rückfenstern für Fahrzeuge zu ver
wenden und daß Silber teuer ist. Durch die Erfindung
ist es jedoch möglich, größere Materialmengen abzuschei
den, ohne die Sichtverhältnisse der Scheibe zu beein
trächtigen, und dies führt zu einer wirtschaftlichen
Herstellungsweise. Da größere Materialmengen abgeschie
den werden können, können praktische Widerstandsbe
dingungen dadurch erfüllt werden, daß Leiter verwendet
werden, die einen höheren spezifischen Widerstand als
Silber haben und die billiger als Silber sind, so daß
praktisch die Notwendigkeit der Verwendung von Silber
nicht mehr gegeben ist. Das lei
tende Email der gitterartig abgeschiedenen Heizelemente enthält
ein Basismetall oder ein Gemisch von Basismetallen
als einzige leitfähige Komponente. Der Ausdruck "Basis
metall" wird verwendet, um zwischen den Metallen, die
hiermit bezeichnet werden sollen, und den Edelmetallen
einen Unterschied zu machen. Edelmetalle sind Silber,
Gold und Platin. Um einen guten Kompromiß zwischen
dem leichten Aufbringen auf die Scheibe, der Leitfähig
keit und anderer Eigenschaften zu erzielen, wird das
oder wenigstens eines der Basismetalle vorzugsweise aus
der Gruppe: Aluminium, Nickel und Kupfer ausgewählt.
Es wurde bereits auf die Verwendung der erfindungsge
mäßen Scheibe als heizbare Rückfenster für Kraftfahr
zeuge hingewiesen. Es wurde auch darauf hingewiesen,
daß das Heizelement oder die Elemente eine gesamte elek
trische Leitfähigkeit von etwa 1 Ohm⁻ haben sollten.
Wenn ein leitfähiges Material in kommerziell annehmbarer
Weise in einer Massenproduktion aufgebracht wird, ist
die Reproduzierbarkeit der Leitfähigkeit zwischen einer
Scheibe und der nächsten oft nicht so gut, wie man es
wünscht.
Wenn eine gitterartige Struktur verwendet wird, so hat
sich gezeigt, daß die Reproduzierbarkeit dadurch ver
bessert werden kann, daß so viele Gitterleiter unter
brochen werden, wie es erforderlich ist, um die Leit
fähigkeit der Heizer auf einen gewünschten Wert zu
bringen. Dies kann immer geschehen, wenn der Widerstands
wert der Heizeinrichtung unter dem gewünschten Wert ist.
In der Praxis kann die Reproduzierbarkeit dadurch ver
bessert werden, daß ein bestimmter Überschuß an leit
fähigem Material aufgebracht wird und daß dann das
Gitter unterbrochen wird.
Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung ist wenig
stens eine Gitterleitung des gitterartig abgeschiedenen
Heizers durch eine Diskontinuität unterbrochen.
Erfindungsgemäße Scheiben, die als Fahrzeugrückfenster
verwendet werden, haben oft eine trapezartige Form. Die
Stromschienenstreifen konvergieren bis zur Oberkante des
Fensters derart hin, daß der Abstand zwischen diesen im
Oberkantenbereich geringer ist. Die anderen Merkmale sind
gleich, was besagt, daß die oberen Heizelementteile eine
größere Leitfähigkeit haben und damit eine größere
Wärmeabgabe als die unteren Heizelemententeile. Es
kann wünschenswert sein, die Wärmeabgabeverteilung
über die Fläche der Scheibe zu ändern. Insbesondere
im Fall eines Fahrzeugrückfensters werden die oberen
Abschnitte der Scheibe nicht nur durch den sogenannten
Joule′schen Effekt beheizt sondern auch durch die Kon
vektion von Luft, die durch die unteren Abschnitte der
Scheibe erhitzt wird. Es ist deshalb oft wünschens
wert, daß höher gelegene Abschnitte der Heizer eine
niedrigere Wärmeabgabe haben. Dies führt zur Vermin
derung der Leitfähigkeit der gitterartigen Heizmittel
im oberen Abschnitt des Fensters, und dies kann auch
dadurch erzielt werden, daß so viele Gitterleiter wie
erforderlich unterbrochen werden.
Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen
die Stromschienenstreifen zu einer Kante der Scheibe
hin derart konvergieren, daß der Abstand zwischen die
sen in diesem Kantenbereich vermindert wird, kann we
nigstens eine Gitterleitung des gitterartig abgeschie
denen Heizers in diesem Bereich unterbrochen werden.
Um die Konstanz des elektrischen Widerstandes bei nach
einander hergestellten Scheiben sicherzustellen, können
die Heizelemente ein Basismetall aufweisen, welches
elektrolytisch auf das gitterartig abgeschiedene Material
abgeschieden wird. Ob man dieses Verfahren, welches we
nigerleitfähiges Material erforderlich macht, anwendet,
hängt unter anderem von den Kosten des zusätzlichen
Elektroplattierungsverfahren gegenüber dem Wert des
eingesparten Emails ab, und dies kann sich von Zeit
zu Zeit und selbstverständlich von Hersteller zu Her
steller ändern. Selbstverständlich kann ein elektro
plattiertes Heizgitter mit einer oder mit mehreren
Diskontinuitäten versehen sein.
Wenn irgendeine erfindungsgemäße Scheibe ein elektro
plattiertes Heizelement aufweist, so können hierbei
weitere Vorteile erzielt werden.
Es sei bemerkt, daß die im Abstand voneinander ange
ordneten Stromschienenstreifen der Scheibe einen so
geringen Widerstand aufweisen sollten, wie es für ein
kommerziell günstiges Produkt möglich ist. Dies gilt
insbesondere für die Abschnitte eines Stromschienen
streifens, der im Bereich weniger Zentimeter, bei
spielsweise im Bereich von 5 cm, eines Stromeingangs
anschlusses liegt, da diese Teile insbesondere der
Gefahr ausgesetzt sind, überhitzt zu werden. Aus prak
tischen Gründen wird die gesamte Scheibe in einen
Elektrolyten eingetaucht, so daß die Stromschienen
streifen und die Heizelemente gleichzeitig elektro
plattiert werden. Es wurde bereits darauf hingewiesen,
daß bei der Herstellung von heizbaren Fahrzeugscheiben
es erwünscht ist, daß die Heizer einen Widerstand von
etwa 1 Ohm haben und die Scheibe muß aus dem Elektro
lyten herausgezogen werden, wenn dieser Widerstands
wert erreicht ist, und zwar unabhängig davon, wieviel
Material auf die Stromschienenstreifen abgeschieden
wurde. Es wurde nun ein Weg gefunden, die Stromschie
nenstreifen herzustellen, wobei es möglich ist, eine
elektrolytische Abscheidung von Metall in erhöhter
Rate speziell dicht bei den Stromanschlüssen durch
zuführen. Bevorzugt weist jeder Stromschienenstreifen
elektrisch leitendes Material auf, welches auf das
Substrat über den Bereich abgeschieden ist, der von
diesem Stromschienenstreifen durchsetzt wird, und
zwar in einem derartigen Muster, daß sich das leitende
Material kontinuierlich über die Länge des Bereichs
des Streifens erstreckt, wobei zwei Zwischenräume über
diesen Bereich hinweg verteilt sind. Und dann ist eine
elektrolytisch abgeschiedene Basismetallbeschichtung
vorgesehen. Auf diese Weise kann der Stromschienenstrei
fen derart hergestellt werden, daß er eine höhere Leit
fähigkeit an den Anschlußstellen hat, und hierdurch
werden vorteilhafte Leitungseigenschaften für diesen
Stromschienenstreifen beim Betrieb der Scheibe erzielt,
und es wird eine übermäßige Erhitzung des Streifens am
Anschluß gemindert oder sogar ausgeschaltet.
Das elektrolytisch abgeschiedene Basismetall ist vor
zugsweise Kupfer und/oder Nickel.
Wenn ein musterartig abgeschiedener Stromschienenstrei
fen verwendet wird, kann eine Abänderung der Wärmeab
gabeverteilung dadurch erzielt werden, daß wenigstens
einige Gitterleitungen direkt mit einem oder lediglich
einem einer Mehrzahl von Streifen verbunden wird. Dies
kann in der Weise erfolgen, daß sichergestellt wird,
daß ein Gitterleiter oder einige der Gitterleiter des
Heizelementes oder der Heizelemente und/oder einer
oder einige der Stromschienenstreifen wenigstens eine
Diskontinuität aufweisen, wodurch eine direkte elektri
sche Verbindung zwischen dem Heizelement und einigen
der Stromschienenstreifen möglich ist. Ein wahlweise
zusätzliches Merkmal dieser Ausführungsformen besteht
darin, daß wenigstens einer der Stromschienenstreifen
auf einer Seite seiner Verbindung mit den Gitterleitern
unterbrochen ist und daß der oder jeder unterbrochene
Streifen mit wenigstens einem anderen Streifen durch
eine Querleitung verbunden ist, die auf der entgegen
gesetzten Seite dieser Unterbrechung liegt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen
unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung in der
folgenden Beschreibung erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform einer er
findungsgemäßen heizbaren Scheibe,
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemaßen heizbaren Scheibe,
Fig. 3 und 4 Ansichten weiterer Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen heizbaren Scheibe
und
Fig. 5 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungs
form.
Fig. 1 zeigt eine elektrisch heizbare, lichtdurchläs
sige Scheibe 1, die im Abstand voneinander angeordnete,
elektrisch leitende Stromschienenstreifen 2, 3 auf
weist, die durch das elektrisch leitende Heizleitergitter 4 mit
einander verbunden sind. Die Stromschienenstreifen und
die Heizleiter sind auf einem Substrat 5 aus Verglasungs
material abgeschieden. Beim dargestellten Ausführungs
beispiel ist das Substrat 5 eine gekrümmte trapezförmige
Scheibe aus getemperten Glas, welches als Fahrzeugrück
fenster verwendet wird. Diese Scheibe kann jedoch auch
für andere Zwecke verwendet werden. Es sei bemerkt, daß
die Wahl der Form und der Krümmung des Substrats 5 Sache
des, Fahrzeugherstellers ist und für die vorliegende Er
findung irrelevant ist. Die oberen Enden der Strom
schienenstreifen 2, 3 weisen Eingangsanschlüsse 6, 7
auf.
Gemäß der Erfindung weist die Heizleiteranordnung 4
ein elektrisch leitendes Email auf, welches gitterartig
auf das Substrat 5 abgeschieden ist.
Auf diese Weise hat ein zufälliger Bruch irgendeines
einzelnen Heizleitergitterelementes lediglich einen
minimalen oder Randeffekt auf die Wärmeabgabeverteilung
der Scheibe, da der Strom noch in der Lage ist, längs
des gebrochenen Gitterelementes um die Bruchstelle herum
zufließen und der Stromfluß durch die nicht gebroche
nen Gitterelemente bleibt im wesentlichen unbeeinflußt.
Es sei bemerkt, daß bei der dargestellten trapezför
migen Ausführungsform die obere Kante 8 des Heizgitters
4 kürzer ist als die untere Kante 9. Da an
sonsten die übrige Ausbildung gleich ist, bedeutet dies,
daß die Leitfähigkeit und damit die Wärmeabgabe im
oberen Abschnitt des Heizgitters 4 größer ist. Wenn
die Scheibe 1 mit ihrer kürzeren Kante 8 des Heizgitters
4 nach oben gerichtet eingebaut ist, dann wird
der Scheibenbereich, der von diesem oberen Abschnitt
des Heizgitters bedeckt ist, auch durch Konvektion
der Luft erhitzt, die durch die unteren Abschnitte er
wärmt wird. Um diese Effekte zu kompensieren und um
eine nahezu gleichförmige Temperaturverteilung über
die Scheibe hinweg während deren Betrieb sicherzustel
len, kann eine gewünschte Anzahl von Gitterleitern im
oberen Abschnitt des Heizgitters 4 unterbrochen wer
den, beispielsweise dadurch, daß sie dicht an einem
der Stromschienenstreifen oder an beiden unterbrochen
werden.
Bei einer abgeänderten Ausführungsform des dargestell
ten Ausführungsbeispiels kann die Scheibenfläche, die
in der Zeichnung von dem Heizgitter bedeckt ist, von
drei gitterartig abgeschiedenen Heizleitergittern be
deckt sein. Bei anderen abgeänderten Ausführungsformen
des dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Schei
benfläche von zwei, vier, fünf oder sechs gitterartig
abgeschiedenen leitenden Heizelementen beheizt.
Das Gittermuster des Heizelementes oder der Heizelemente
kann beispielsweise rechteckig, rhombusförmig oder
rautenförmig oder hexagonal sein.
Fig. 2 zeigt eine Detailansicht einer Ausführungsform
der heizbaren Scheibe, bei der die Scheibe 10 ein
Substrat 11 aus Verglasungsmaterial aufweist, auf
dessen Seitenränder Stromschienenstreifen, wie bei
12 gezeigt, abgeschieden sind. Wie dargestellt, weisen
die Stromschienenstreifen 12 mehrere im allgemeinen
parallele Linien 13 aus leitendem Email auf, die in
Längsrichtung der Stromschienenstreifenfläche ver
laufen. Diese Linien oder Bahnen sind wenigstens am
oberen Ende der Scheibe miteinander verbunden, was
nicht dargestellt ist, und wo ein Leitungsanschluß
vorgesehen ist. Wegen des Musters dieser Linien oder
Bahnen 13 wird eine Einsparung am Email erzielt, was
deutlich wird, wenn man den Stromschienenstreifen 12
mit einem Stromschienenstreifen von gleicher Breite
vergleicht, der durch eine gleichförmige Abscheidung
von Email hergestellt wurde. Die Breite des darge
stellten Stromschienenstreifens verjüngt sich nach
unten, d. h. in der Richtung fort von den Stroman
schlüssen am oberen Ende. Dadurch erfolgt eine wei
tere Einsparung an leitendem Email.
In Fig. 2 sind auch Teile von zwei Heizgittern 14, 15
dargestellt, die sich über die Scheibe zwischen den
Stromschienenstreifen erstrecken. Es sei bemerkt, daß
die beiden Heizgitter 14, 15 in einem hexagonalen
Gittermuster abgeschieden sind und daß der Spalt 16
zwischen diesen Heizgittern in einfacher Weise dadurch
erzeugt wurde, daß eine Reihe von senkrecht laufenden
Gitterlinien entfernt wurden.
Es sei bemerkt, daß die Heizgitter 14, 15 über die
volle Breite des Stromschienenstreifens 12 angeschlos
sen sind. Dies wird dadurch erreicht, daß diese Heiz
gitter bis zur Kante des Substrats 11 abgeschieden
werden. Wenn es gewünscht ist, die Wärmeabgabevertei
lung eines oder mehrerer dieser Heizelemente zu ver
ändern, so kann eine gewünschte Anzahl von Gitterlei
tern oder Gitterlinien unterbrochen werden, wie es
unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben worden
ist. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel können
derartige Unterbrechungen in einer Masche 13a zwischen
den Stromschienenstreifen 13 durchgeführt werden, so
daß ein Teil oder die Gesamtheit eines Heizgitters
direkt mit einem Stromschienenstreifen oder mit le
diglich einigen dieser Stromschienenstreifen verbunden
ist.
Nach dem Abscheiden des leitfähigen Emails zur Her
stellung der Heizgitter 14, 15 und
der Streifen oder Linien der Stromschienenstreifen 12
wird die Scheibe in einen Elektrolyten eingetaucht,
um eine Elektroabscheidung eines Grund- oder Basis
metalls auf das Email durchzuführen. Eine Kupfer
sulfatlösung ist ein geeigneter Elektrolyt zum Ab
scheiden von Kupfer. Die Elektroabscheidung wird so
lang wie erforderlich durchgeführt um die gesamte
Leitfähigkeit der Heizgitter auf einen gewünschten
Wert zu bringen. Zur gleichen Zeit wird Metall auf
die Streifen oder Linien 13 der Stromschienenstreifen
12 abgeschieden. Es wurde gefunden, daß ein unter
teilter oder gemusterter Stromschienenstreifen dieser
Art es ermöglicht, daß die Rate der Elektroabscheidung
insbesondere dicht beim Anschluß hoch ist. Dies führt
zu einem Stromschienenstreifen, der vorteilhafte Leit
fähigkeitscharakteristiken insbesondere dahingehend
hat, daß eine übermäßige Erhitzung des Stromschienen
streifens dicht beim Anschluß vermindert oder sogar
ausgeschaltet wird.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der heiz
baren Scheibe, die im Rückfenster eines Fahrzeuges
verwendet werden kann. Bei der Darstellung in Fig. 3
wurde auf ein Substrat 17 beispielsweise aus getem
pertem Glas auf dem linken Rand ein Stromschienen
streifen 18 abgeschieden. Zwei Stromschienenstreifen
19 und 20 sind hintereinander längs des rechten Randes
des Substrates 17 abgeschieden. Im oberen Abschnitt
der Scheibe sind die Stromschienenstreifen 18 und 19
durch mehrere Heizelemente 21 bis 30 miteinander ver
bunden. Diese Heizelemente 21 bis 30 sind geradlinige
Elemente oder Leiter der üblichen Art. Es sei bemerkt,
daß ein gitterartig abgeschiedenes Heizelement oder
mehrere solcher an Stelle dieser geradlinigen Heizele
mente verwendet werden können, falls dieses gewünscht
ist.
Über den unteren Abschnitt der Scheibe erstreckt sich
ein gitterartig abgeschiedenes Heizelement 31 zwischen
den Stromschienenstreifen 18 und 20. Bei einigen bevor
zugten Ausführungsbeispielen der in Fig. 3 dargestell
ten Scheibe ist das Heizgitter 31 derart
angeordnet und ausgebildet, daß dieses eine höhere Wärme
abgabe pro Flächeneinheit der beheizten Scheibe erzeugt
als die oberen Heizgitter 21 bis 30, um die Konvek
tionserwärmungseffekte zu kompensieren, denen der obere
Teil der Scheibe ausgesetzt ist und um dafür zu sorgen,
daß die Temperatur der Scheibe in Höhenrichtung gleich
förmiger wird. Bei anderen bevorzugten Abänderungen des
dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Leitfähig
keit des Heizgitters 31 weiter erhöht, so daß die
Temperatur des unteren Abschnittes der Scheibe größer
ist als die des oberen Abschnittes. Dies ist insbeson
dere vorteilhaft, wenn die Scheibe mit einem Scheiben
wischer ausgerüstet ist, dessen Blatt eine Ruhelage
innerhalb des Bereiches des gitterförmigen Heizgitters
31 hat.
Dadurch, daß zwei Stromschienenstreifen 19, 20 an einer
Seite der Scheibe vorgesehen sind, können die Heizgitter
in Gruppe 21 bis 30 und das Heizgitter 31 unab
hängig voneinander mit Strom versorgt werden. Selbst
verständlich können diese beiden Stromschienenstreifen,
falls gewünscht, vereinigt werden, um einen einzigen
Stromschienenstreifen zu bilden.
Bei der Darstellung in Fig. 4 wurden auf ein Substrat
32 drei Heizgitter 33, 34, 35 abgeschie
den, die sich zwischen die Stromschienenstreifen 36,
37, 38 auf einer Seite des Substrats und einem gemein
samen Stromschienenstreifen 39 auf der anderen Seite
des Substrats erstrecken. Wie dargestellt, ist das
mittlere Heizgitter 34 im mittleren Ab
schnitt 40 eingeschnürt. Dies hat zur Folge, daß der
Strom, der diesem mittleren Heizgitter zugeführt wird,
in diesem Mittelabschnitt 40 konzentriert wird, so daß
dieser Teil des Substrates schneller beheizt wird. Dies
führt zu einer schnellen Enteisung oder Entdunstung oder
Entnebelung dieses mittleren Abschnittes. Wie dargestellt,
weisen die oberen und unteren Heizgitter 33 und 34
Abschnitte 41 und 42 auf, welche diejenigen Bereiche
des Substrates 32 bedecken, die an den eingeschnürten
mittleren Abschnitt 40 des mittleren Heizgitters 34
angrenzen, so daß die oberen und unteren Heizgitter
in ihren mittleren Abschnitten breiter sind als an den
Seiten der Scheibe. Dadurch wird die Stromdichte in
diesen Heizgitterabschnitten vermindert. Falls ge
wünscht wird, diesen Effekt auszuschalten, kann einer
dieser Abschnitte 41 und 42 oder können beide, falls
gewünscht, dadurch isoliert werden, daß das Gitter
längs der gestrichelten Linie durchtrennt oder abge
schnitten wird, so daß ein oder zwei im allgemeinen
trapezförmige Bereiche des Substrates 32 von nicht
mit Strom versorgten Heizgittermaterialien bedeckt
bleiben. Es kann selbstverständlich wünschenswert sein,
eine verminderte oder geringere Stromdichte im oberen
Heizgitter zu haben, um die Konvektionserhitzungs
effekte, auf die bereits hingewiesen wurde, zu kompen
sieren.
Ein weiterer Weg, ein derartig verminderte Stromdichte
im oberen Heizgitter 33 zu erzielen, ist der, das
Heizgitter, wie bei 43 dargestellt, zu unter
brechen, so daß dieses Heizgitter diskontinuierlich
ist.
Als Beispiele für geeignete Materialien, die verwendet
werden können, um Heizgitter einer Schei
be gemäß der Erfindung zu bilden,
seien die im Handel erhältlichen aluminiumhaltigen Emails
und nickelenthaltenden Emails zu nennen. Diese Emails machen
etwa 40% der Kosten eines Silber enthaltenden Emails aus.
In Fig. 5 ist eine Scheibe dargestellt, die ein Sub
strat 44 aus Verglasungsmaterial aufweist und an einem
Rand dieser Scheibe ist ein Stromschienenstreifen 45
abgeschieden. Dieser Stromschienenstreifen 45 weist
einen Anschlußabschnitt 46 auf, der mit einer Strom-
oder Spannungsleitung verbunden werden kann, und fer
ner sind Stromschienenstreifenlinien 47, 48 vorge
sehen, die sich über den Scheibenrand hinweg erstrecken.
Zwei abgeschiedene Heizgitter 49, 50
sind auf dem Substrat 44 abgeschieden. Die Gitterleitun
gen 51 eines dieser Heizgitter 49 sind bei 54 und
in einer Masche 55 zwischen den Schienenleitungen 47
und 48 des Stromschienenstreifens 45 unterbrochen.
Auf diese Weise sind diese Gitterleitungen 51 ledig
lich mit einigen der Streifen 47 des Stromschienen
streifens verbunden, während die Gitterleiter des an
deren Heizgitter 50 mit allen Stromschienenstreifen
leitungen 47, 48 verbunden sind. Auf einer Seite der
Verbindungsstellen der Gitterleitungen 51 mit den
Stromschienenstreifenleitungen 47 sind zwischen dem
Heizgitter 49 und dem Stromschienenstreifenanschluß
46 diese Leitungen 47 durch eine Diskontinuität 52
unterbrochen. Auf der gegenüberliegenden Seite der
Diskontinuität 52 am Anschluß 46 sind die unterbroche
nen Stromschienenstreifenleitungen 47 mit den anderen
Stromschienenstreifenleitungen 48 durch eine oder mehre
re querverlaufende Schienenleitungen 53 miteinander
verbunden. Diese Anordnung sorgt dafür, daß der Heiz
strom zum Heizgitter 49 lediglich durch die nicht
unterbrochenen Stromschienenstreifenleitungen 48, die
querverlaufende Leitungen 53 und dann durch die unter
brochenen Leitungen 47 strömen kann. Dies hat die Wir
kung, daß die Wärmeabgabe des Heizgitter 49 vermindert
wird.
Claims (16)
1. Elektrisch heizbare durchsichtige Fahrzeugscheibe mit im
Abstand angeordneten elektrisch leitenden Stromschienen
streifen, die durch elektrisch leitende Heizelemente aus
Heizleitern
miteinander verbunden sind, welche ein elektrisch lei
tendes Emaille aufweisen, das auf ein Substrat aus Vergla
sungsmaterial abgeschieden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das leitfähige Emaille gitterartig auf dem Substrat
abgeschieden ist und mindestens ein nicht aus Edelmetall
bestehendes Basismetall als leitfähige Komponente aufweist,
die Maschen dieses leitfähigen Gitters (4) Abmessungen
zwischen 2 und 6 mm haben und kein
einzelner der dieses leitfähige Gitter (4) bildenden Heizlei
ter eine größere Breite als im wesentlichen 0,5 mm hat.
2. Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
einzelnen Stränge oder Linien des leitfähigen Gitters (4)
eine Breite von unter 0,3 mm haben.
3. Scheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß alle Maschen eines derartigen leitfähigen Gitters (4)
eine geringste Abmessung von wenigstens 1,5 mm haben.
4. Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das leitfähige Gitter (4) derart
abgeschieden ist, daß es nicht mehr als 20% der Fläche
der Scheibe bedeckt, die von der Umrandung dieses Gitters
eingeschlossen wird.
5. Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das leitfähige Gitter (4) in
hexagonaler Form, inrechteckiger Form oder in Rautenform
abgeschieden ist.
6. Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß diese mehrere gitterförmig
abgeschiedene Heizelemente (14, 15) aufweist.
7. Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das gitterartig abgeschiedene
Heizelement (4) ein Gemisch von Basismetallen als einzige
leitfähige Komponente aufweist.
8. Scheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Basismetall oder wenigstens eines der Basis
metalle aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist:
Aluminium, Nickel und Kupfer.
9. Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine Gitterlinie
oder ein Gitterstrang des gitterartig abgeschiedenen
Heizelementes (33) durch eine Diskontinuität (43)
unterbrochen ist.
10. Scheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromschienenstreifen (36, 39) zu einer
Kante der Scheibe in der Art konvergieren, daß der
Abstand zwischen diesen in diesem Randbereich ver
mindert wird und daß wenigstens eine Gitterlinie
oder ein Gitterstrang des gitterartig abgeschiede
nen Heizelementes (33) in diesem Bereich (43)
unterbrochen ist.
11. Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (4)
ein Basismetall aufweisen, welches elektrolytisch
auf das gitterartig abgeschiedene Material abge
schieden ist.
12. Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stromschienen
streifen (12, 45) elektrisch leitendes Material
aufweist, welches auf das Substrat über den Bereich,
der von dem Stromschienenstreifen besetzt wird,
in einem derartigen Muster (13 oder 47, 48) abge
schieden ist, daß sich das leitfähige Material
kontinuierlich über die Länge des Bereichs des
Streifens erstreckt, wobei Zwischenräume oder
Maschen (13a, 55) verteilt über diesen Bereich
frei bleiben und wobei ein elektrolytisch abge
schiedenes Basismaterial auf dieses Material abge
schieden ist.
13. Scheibe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elektrolytisch abgeschiedene
Basismaterial Kupfer und/oder Nickel ist.
14. Scheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens einige der Gitterstränge oder Linien
(51) direkt mit einem oder einigen (47) einer Anzahl
von Stromschienenstreifen (47, 48) verbunden ist
oder sind.
15. Scheibe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Gitterlinie oder mehrere Gitterlinien (51)
des oder eines Gitters (49) der Heizelemente
und/oder eine oder einige der Stromschienenstreifen
(47, 48) wenigstens eine Diskontinuität (54) auf
weisen, so daß eine direkte elektrische Verbindung
zwischen dem oder wenigstens einem der Heizgitter
(49) und einer oder einigen Stromschienenstreifen
(47) möglich ist.
16. Scheibe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die oder wenigstens eine der Stromschienen
streifenleitungen (47) auf einer Seite ihrer Ver
bindungsstelle mittels der Linien (51) unterbrochen
ist und daß der oder jeder unterbrochene Strom
schienenstreifen (47) mit wenigstens einem anderen
Stromschienenstreifen (48) durch eine Querleitung
(53) verbunden ist, die auf der der Unterbrechung
(52) gegenüberliegenden Seite verbunden ist.
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