DE3200649C2 - - Google Patents

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.