DE3741244A1 - Beheizbare scheibe - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine beheizbare Scheibe für Kraftfahrzeuge gemäß der Gattung des Hauptanspruchs.

Es sind heizbare Scheiben bekannt, die als Heizelemente Heizdrähte verwenden oder eine homogene, leitfähige Schicht aufweisen. Das elektrisch leitfähige Material ist mit von außen zugänglichen Stromanschlüssen verbunden, an die die Kraftfahrzeugbatterie anschließ­ bar ist. Aufgrund des elektrischen Widerstandes treten im leitfähigen Material Verluste auf, die eine Erwär­ mung bewirken. Auf diese Weise kann ein Vereisen oder Beschlagen der Scheiben verhindert werden. Wird die Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs derart beheizt, so kann dadurch gerade bei kühler Witterung eine Verbesse­ rung der Sichtverhältnisse erreicht werden.

Die bekannten beheizbaren Scheiben sind jedoch nur in Verbindung mit einer Gleichstrom-Energieversorgung bzw. mit einer 1-Phasen-Wechselstrom-Energieversorgung verwendbar. Da in Kraftfahrzeugen jedoch überwiegend Drehstromgeneratoren Verwendung finden, bedeutet dies einen beträchtlichen Energieverlust.

Vorteile der Erfindung

Ausgehend von einer beheizbaren Scheibe der eingangsge­ nannten Gattung wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs enthaltenen Merkmale demgegenüber der Vorteil erzielt, daß keine Spannungsumwandlungen der vom Drehstromgenerator erzeugten Spannungen vorge­ nommen werden muß, wodurch die bei Spannungsumwandlun­ gen auftretenden Verluste vermieden werden. Durch ge­ eignete räumliche Aufteilung der verschiedenen Heizzonen, die jeweils einem der Drehstromanschlüsse zugeordnet sind, kann in gewünschter Weise eine gleich­ mäßige oder auch asymmetrische Heizwirkung erzielt werden.

Je nach vorhandenen Anforderungen kann als elektrisch leitfähiges Material zur Erwärmung der Scheibe eine Vielzahl von Heizdrähten oder eine homogene Schicht vorgesehen sein. Die Heizdrähte können in Heizzonen, die den verschiedenen Drehstromanschlüssen zugeordnet sind unterteilt sein, wobei das nicht mit den Drehstrom­ anschlüssen verbundene Ende der Heizdrähte an einem Punkt oder einer Leiterbahn elektrisch zusammengeführt sein können. Auf diese Weise wird in etwa eine Stern­ schaltung erhalten, die annähernd der sternförmigen An­ ordnung der Generatorwicklungen entspricht.

Bei Verwendung einer homogenen Schicht als elektrisch leitfähiges Material ist es vorteilhaft, die Anschluß­ zonen so anzuordnen, daß zwei Anschlußzonen sich an be­ nachbarten Ecken erstrecken, während die dritte An­ schlußzone an der den Ecken gegenüberliegenden Seite der Scheibe verläuft.

Auf diese Weise kann insbesondere durch eine geeignete Länge der jeweiligen Anschlußzonen eine gleichmäßige Erwärmung der Scheibe erfolgen.

Es ist grundsätzlich auch möglich, nicht nur drei An­ schlüsse für die beheizbare Scheibe vorzusehen, sondern es kann auch ein ganzzahliges Vielfaches davon an An­ schlüssen vorgesehen sein. Damit stünden dann auch eine entsprechende Vielzahl von Heizsegmenten zur Verfügung, die in unterschiedlichster Weise über die gesamte Flä­ che der Scheibe verteilt angeordnet werden könnten.

Um eine Überlastung des Drehstromgenerators oder eine Überhitzung der Heizdrähte zu vermeiden, kann es vor­ teilhaft sein, den Drehstromgenerator in Abhängigkeit von der erzeugten Ausgangsspannung und/oder der an der heizbaren Scheibe auftretenden Temperatur zu regeln.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine beheizbare Scheibe mit homogener Heizschicht,

Fig. 2 eine beheizbare Scheibe mit in drei Heizzonen zuammengefaßten Heizdrähten,

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung mit einem an eine be­ heizbare Scheibe gemäß Fig. 1 angeschlossenen Dreh­ stromgenerator und

Fig. 4 eine Schaltungsanorndung mit einem an eine be­ heizbare Scheibe gemäß Fig. 2 angeschlossenen Drehstromgenerator.

Die in Fig. 1 dargestellte beheizbare Scheibe 1 be­ sitzt als Heizelement eine homogene, elektrisch leitfä­ hige Schicht 2, die über die gesamte Fläche der Scheibe 1 verteilt ist und bis zu Anschlußzonen 3, 4, 5 reicht.

Die Anschlußzonen 3 bis 5 stehen mit Stromanschlüssen 6 bis 8 in Verbindung, an denen die Phasen u, v, w der Spannung eines Drehstromgenerators anliegen.

Anstelle einer homogenen Schicht 2 können gemäß Fig. 2 mehrere Heizdrähte 9, 10, 11 Verwendung finden, die mit Anschlußzonen 12 bis 14 in Verbindung stehen. Am ande­ ren Ende der Heizdrähte 9 bis 11 sind diese über eine elektrische Leitungsverbindung 15 miteinander elek­ trisch gekoppelt. An Anschlüssen 16 bis 18 liegen auch hier die Phasen u, v, w eines Drehstromgenerators an.

Durch die in Fig. 2 vorgenommene Aufteillung der An­ schlußdrähte 9 bis 11 in drei Gruppen, werden hier drei nebeneinander angeordnete Heizzonen gebildet, die sich oberhalb der Anschlußzonen 12, 13, 14 erstrecken.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schal­ tungsanordnung gezeigt, bei der einer Spannungs- und Temperaturüberwachungsschaltung 19 einem Drehstromgene­ rator 20 zugeordnet ist. An den Drehstromgenerator 20 ist die in Fig. 1 dargestellte Scheibe 1 angeschlossen. Zusätzlich befindet sich an der Scheibe 1 ein Temperaturfühler 21, der über die Eingänge T 1 und T 2 mit der Spannungs- und Temperaturüberwachungsschal­ tung 19 in Verbindung steht. Außerdem greift die Spannungs- und Temperaturüberwachungsschaltung 19 an den Phasen u, v, w die vom Drehstromgenerator 20 er­ zeugte Spannung ab und steuert in Abhängigkeit von Tem­ peratur und Spannungen den durch die Erregerwicklung 22 des Drehstromgenerators 20 fließenden Erregerstrom. Da­ bei kann ein vorgegebener maximaler Temperaturwert und vorgegebene maximale Ausgangsspannungen des Drehstrom­ generators 20 ein Abschalten oder Absenken des Erreger­ stroms in an sich bekannter Weise bewirken.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine beheizbare Scheibe gemäß Fig. 2 an den Gene­ rator 20 angeschlossen. Zur Überwachung der Ausgangs­ spannung des Drehstromgenerators 20 ist hier ein Hilfs­ gleichrichter 23 vorgesehen, der aus insgesamt sechs Dioden 24 besteht. Die vom Hilfsgleichrichter 23 einer Steuerung ST übermittelte Gleichspannung wird dort ausgewertet, um in Abhängigkeit davon den Erregerstrom in an sich bekannter Weise zu regeln.

Es wird noch angemerkt, daß die hier dargestellte Rege­ lung des Erregerstroms nur beispielhaft angeführt ist, da diese Regelung durchaus auch in anderer Weise erfol­ gen oder sogar entfallen kann.

Claims (7)

1. Beheizbare Scheibe für Kraftfahrzeuge, die elek­ trisch leitfähiges Material enthält, das über an der Scheibe vorgesehene Stromanschlüsse an eine Stromver­ sorgung anschließbar ist und durch den eingespeisten Strom erwärmt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elektrisch leitfähige Material an drei Anschlußzonen (3, 4, 5; 12, 13, 14) mit drei Stromanschlüssen (6, 7, 8; 16, 17, 18) in Verbindung steht; und daß an den Stromanschlüssen (6, 7, 8; 16, 17, 18) jeweils eine der drei Phasen (u, v, w) eines Drehstromgenerators (20) angeschlossen ist.

2. Beheizbare Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Materi­ al aus dünnen, nebeneinader in der Scheibe verlaufenden Heizdrähten (9, 10, 11) besteht, daß die Heizdrähte (9, 10, 11) drei Heizzonen bilden, und daß an jedem der Stromanschlüsse (16, 17, 18) wenigstens ein Heizdraht (9) angeschlossen ist, dessen anderes Ende elektrisch mit den entsprechenden anderen Enden der übrigen Heiz­ drähte (10, 11) verbunden ist.

3. Beheizbare Scheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Stromanschlüs­ sen (16, 17, 18) Anschlußzonen (12, 13, 14) mittels breiter Leiterbahnen ausgebildet sind, die jeweils meh­ rere Heizdrähte (9; 10; 11) parallel schalten.

4. Beheizbare Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitfä­ hige Material als homogene Schicht (2) in einer Ver­ bundglasscheibe angeordnet ist, und daß am Rand der Schicht (2) im Abstand voneinander angeordnete Lei­ tungsstreifen (3, 4, 5) mit der Schicht (2) und den je­ weils zugeordneten Stromanschlüssen (6; 7; 8) elek­ trisch verbunden sind.

5. Beheizbare Scheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Anschlußzonen (4, 5) in nebeneinanderliegenden Ecken und die dritte Anschlußzone (3) an der den Ecken gegenüberliegenden Seite der Scheibe (1) angeordnet sind.

6. Beheizbare Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte heizbare Fläche in eine Anzahl von Heizzonen mit einer entsprechenden Anzahl von Stroman­ schlüssen unterteilt ist, die einem ganzzahligen Viel­ fachen der verschiedenen Drehstromphasen (u, v, w) entspricht.

7. Beheizbare Scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstromgenerator (20) in Abhängigkeit von der erzeugten Ausgangsspannung und/oder der an der beheiz­ baren Scheibe auftretenden Temperatur geregelt wird.