DE3828526A1 - Beheizbare fensterscheibe insbesondere eines kraftwagens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine beheizbare Fensterscheibe mit einer auf diese aufgebrachten, elektrisch leitenden durchsichtigen Beschichtung und zwei kammartig ausgebildeten Elektrodenanordnungen, die jeweils einen elektrischen Stammleiter, der an eine Spannungsquelle angeschlossen ist, und mehrere von dem Stammleiter abzweigende, frei endende elektrische Zweigleiter aufweisen, wobei die Stammleiter im Abstand voneinander einander gegenüberliegen und die Zweigleiter der Elektrodenanordnungen zwischen den Stammleitern auf der elektrisch leitenden Beschichtung in Kontakt mit dieser aufliegen und im Abstand voneinander abwechselnd zwischeneinandergreifen.

Beheizbare Fensterscheiben finden beispielsweise im Kraftwagenbau breite Ver­ wendung, um von innen mit Feuchtigkeit beschlagene oder von außen mit Raureif und Eis bedeckte Scheiben, die dadurch undurchsichtig geworden sind, wieder frei­ zuheizen. Dabei ist eine gleichmäßige, effiziente Heizleistung wünschenswert, die mit einer Heizspannung von 12 V zur Verfügung gestellt werden kann.

Aus der DE-PS 12 56 812 ist eine beheizbare Fensterscheibe der eingangs ge­ nannten Art bekannt. Die elektrisch leitfähige Beschichtung wird von dem Strom, der sich von Zweigleiter zu Zweigleiter aufgrund der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden einstellt, durchflossen. Dadurch wird die Fensterscheibe gleich­ mäßig beheizt. Eine hohe Stromdichte, die eine hohe Heizleistung zur Folge hat, wird durch Wahl eines kleinen Abstandes zwischen den Zweigleitern erreicht. Wie jedoch oben ausgeführt, kann dieser an sich wünschenswerte Effekt innerhalb von zweckmäßigen Aufheizzeiten nur bei einer hohen elektrischen Leistung bereitge­ stellt werden, was mit entsprechenden Nachteilen, wie z. B. großem Kabelquer­ schnitt, hoher Batteriebelastung und dgl. verbunden ist.

Die Erfindung geht aus von der Überlegung, daß ein schnelles Klären einer be­ schlagenen oder vereisten Fensterscheibe eines Kraftwagens primär in einem verhältnismäßig nur kleinen Bereich der Fensterscheibe beispielsweise nur im mittleren Bereich der Heckscheibe des Kraftwagens erforderlich ist und die Rand­ bereiche erst im weiteren Betrieb des Fahrzeugs freigemacht werden können. Bei beheizbaren Frontscheiben ist es entsprechend wünschenswert, zuerst den fahrer­ seitig gelegenen Teil der Frontscheibe bevorzugt aufzuheizen und dann erst den beifahrerseitigen Teil der Frontscheibe.

Durch die Erfindung wird somit die Aufgabe gelöst, eine in eingangs genannter Art ausgebildete beheizbare Fensterscheibe zu schaffen, bei der der gleichmäßige Heizvorgang mit hoher Heizleistung anfänglich hauptsächlich in bestimmten Teil­ bereichen der Fensterscheibe stattfindet.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß wenigstens eine Teilmenge der Zweigleiter in ihrem freien Endabschnitt eine kleinere Leitfähigkeit aufweisen als in ihrem restlichen, von dem Stammleiter abzweigenden Teilabschnitt.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß es Bereiche auf der Fensterscheibe gibt, an welchen sich Teilabschnitte der Zweigleiter mit hoher Leitfähigkeit ge­ genüberliegen. Dies hat einen kleinen Gesamtwiderstand für den Heizkreis, der unter Einbeziehung der zwischen den Zweigleitern liegenden leitfähigen Beschich­ tung gebildet wird, zur Folge. Durch den kleinen Widerstand fließt bei konstanter Spannung (insbesondere 12 V) ein höherer Strom, d. i. herrscht in der leitfähigen Beschichtung zwischen den Teilabschnitten höherer Leitfähigkeit eine höhere Stromdichte als in den anderen Bereichen, in denen der Stromkreis unter Einbezie­ hung der Endabschnitte der Zweigleiter mit kleinerer Leitfähigkeit gebildet wird.

Wenngleich die unterschiedlichen Leitfähigkeiten der Abschnitte der Zweigleiter durch Anwendung unterschiedlich leitender Materialien für diese Abschnitte er­ reicht werden können, wird es bevorzugt, die Zweigleiter durchgehend aus demsel­ ben Material zu fertigen und die unterschiedlichen Leitfähigkeiten durch unter­ schiedliche Querschnitte der Abschnitte der Zweigleiter, insbesondere durch unter­ schiedliche Breiten der Zweigleiterabschnitte herbeizuführen. Durch diese Maß­ nahmen sind keine weiteren Verfahrensschritte zur Herstellung der Fensterscheibe erforderlich als nach herkömmlicher Art. Die Fensterscheibe wird zunächst mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen, die eine elektrische leitende Schicht, z. B. Silber, sowie Entspiegelungsschichten, z. B. aus Zinnoxid, eine Oxi­ dationssperrschicht, z. B. aus Nickel, o. dgl. enthält, und in einem weiteren Ar­ beitsgang, z. B. einem Siebdruckverfahren, mit den kammartigen Elektrodenanord­ nungen versehen. Der Übergang zwischen den Abschnitten unterschiedlichen Quer­ schnitts kann allmählich oder vorzugsweise sprunghaft erfolgen.

Die Zweigleiter der Elektrodenanordnungen verlaufen vorzugsweise parallel zuein­ ander. Sie können insbesondere in gleichen Abständen von z. B. 10 bis 40 mm zwischen ihren Teilabschnitten höherer Leitfähigkeit über die Fensterscheibe hin verteilt sein. Es ist jedoch auch möglich, die Zweigleiter in einem bestimmten Be­ reich der Fensterscheibe, z. B. der beheizbaren Frontscheibe eines Kraftwagens im Bereich vor dem Fahrersitz, dichter anzuordnen als in den restlichen Scheibenbe­ reichen. Hierdurch wird die Heizleistung im Scheibenbereich mit der engeren Anordnung der Zweigleiter zusätzlich größer.

Die Erfindung wird bevorzugt für beheizbare Heckscheiben bei Personenkraftwagen angewendet, wenngleich sie auch für beheizbare Frontscheiben und Seitenscheiben angewendet werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die aus der Zeichnung ersichtlich sind. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Fensterscheibe mit randseitig verkleinerter Heizleistung,

Fig. 2 eine trapezförmige Heckscheibe mit jeweils ungleichen Zweigleitern und

Fig. 3 eine quadratische Frontscheibe mit ungleich verteilten Zweigleitern.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Fensterscheibe 1, die an ihrer einen Seite mit einer elektrisch leitenden Beschichtung 7, insbesondere mit Silber als elektrisch leitende Schicht, bedeckt ist und die mit zwei Heizelektrodenanordnungen 5 vorzugsweise aus einem silberhaltigen Material auf der leitenden Schicht 7 versehen ist. Die kammartigen Elektrodenanordnungen 5 bestehen jeweils aus einem Stammleiter 9 am linken und rechten Seitenrand 3 der Scheibe 1 und aus einer Mehrzahl von Zweigleitern 11, die von dem jeweiligen Stammleiter 9 abgezweigt sind und sich auf der elektrisch leitenden Beschichtung 7 quer über die Scheibe 1 hin erstrecken. Die Zweigleiter 11 der einen Elektrodenanordnung 5 verlaufen parallel im Abstand von den Zweigleitern 11 der anderen Elektrodenanordnung 5 zwischen diesen und enden jeweils im Abstand von dem Stammleiter 9 der jeweils anderen Elektrodenanordnung 5. Die Elektrodenanordnung 5 ist über ihren Stammleiter 9 an Masse gelegt und die rechte Elektrodenanordnung 5 ist über ihren Stammleiter 9 und einen nicht gezeigten Schalter mit der Batterie des die Scheibe 1 enthaltenden Kraftwagens verbunden, was durch ein Pluszeichen angedeutet ist.

Zumindest eine Teilmenge der Zweigleiter 11, im dargestellten Fall sind es die vier mittleren, sind in ihrem freien Endabschnitt 11 a mit einer kleineren Leit­ fähigkeit ausgestattet als in ihrem von dem Stammleiter 9 abzweigenden rest­ lichen Teilabschnitt 11 b. Die unterschiedliche Leitfähigkeit wird beispielsweise dadurch erreicht, daß der Zweigleiter 11 durchgehend aus dem gleichen Material gefertigt ist und am Übergang vom Teilabschnitt 11 b zum Endabschnitt 11 a eine Querschnittsreduzierung vorgenommen wird. Die Querschnittsreduzierung kann durch Veränderung der Breite des Zweigleiters 11 erfolgen, indem der Endabschnitt 11 a z. B. um das 2- bis 20fache schmäler ist als der Teilabschnitt 11 b. Alternativ hierzu ist es möglich, die Breite des Zweigleiters 11 konstant zu lassen und ihn in seiner Dicke zu variieren. Der Endabschnitt 11 a wäre dann beispielsweise wesent­ lich dünner als der Teilabschnitt 11 b. Es ist auch möglich, die Abschnitte 11 a, 11 b aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlicher Leitfähigkeit zu fertigen. Die Zweigleiter 11 hätten dann konstante geometrische Abmessungen, aber trotz­ dem die gewünschte Differenz im Wert der elektrischen Leitfähigkeit der Ab­ schnitte 11 a und 11 b.

Durch diese Ausbildung der Zweigleiter 11 entsteht im Betrieb eine stärkere Heiz­ leistung in demjenigen Scheibenbereich, in welchem die Teilabschnitte 11 b mit der besseren Leitfähigkeit einander überlappen, wohingegen die Heizleistung zu den Scheibenbereichen hin, in denen die Endabschnitte 11 a mit der schlechteren Leitfähigkeit liegen, allmählich abnimmt.

Das Verhältnis der Länge des Endabschnitts 11 a zu der Länge des restlichen Teil­ abschnittes 11 b sollte vorzugsweise im Bereich zwischen 1 : 8 bis 1 : 2 liegen. Über dieses Längenverhältnis kann die Größe des mittleren Bereichs eingestellt werden, in welchen die Heizenergie hauptsächlich eingebracht wird. So kann bei vorgegebe­ nen zur Verfügung stehender Leistung die Verteilung dieser Leistung auf wichtige, schnell freizuhaltende Flächen und weniger wichtige Flächen geeignet verteilt werden.

In Fig. 1 ist eine Fensterscheibe 1 mit einem trapezförmigen Grundriß gezeigt, wie sie beispielsweise als Heckscheibe eines PKW's in Frage kommt. Gleiche Bau­ teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Die Fenster­ scheibe 1 enthält wieder die elektrisch leitende Beschichtung 7 und die Elek­ trodenanordnungen 5 mit jeweils einem Stammleiter 9 und einer Mehrzahl von Zweigleitern 11. Die Zweigleiter 11 weisen den freien Endabschnitt 11 a mit kleiner Leitfähigkeit und den restlichen Teilabschnitt 11 b mit hoher Leitfähigkeit auf. Wie aus der Fig. 2 zu erkennen, ist das Längenverhältnis der Abschnitte 11 a, 11 b vom oberen Scheibenrand her zum unteren Rand hin gesehen so geändert, daß die Länge der Endabschnitte 11 a an den Seitenrändern der Scheibe für alle Zweig­ leiter 11 die gleiche ist und die Überlappungslänge der Teilabschnitte 11 b zum unteren Scheibenrand hin zunimmt.

Ferner liegen die Zweigleiter 11 im unteren und oberen Bereich der Fensterscheibe 1 weiter auseinander als im mittleren Scheibenbereich. Diese Ausführungsform ist ein Beispiel dafür, wie über die Wahl der Längen der Abschnitte 11 a, 11 b und die Abstände der Zweigleiter voneinander eine auf die jeweilige Scheibenform zuge­ schnittene Heizfläche gebildet wird, auf welcher die elektrisch leitende Beschichtung 7 mit einer hohen Stromdichte beaufschlagt werden kann.

Ein weiteres Beispiel hierfür ist die Ausgestaltung einer Frontscheibe eines PKW, wie sie als Beispiel in Fig. 3 dargestellt ist. Gleiche Bauteile sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in den Fig. 1 und 2. Die Frontscheibe 1 ist mit der elektrisch leitenden Beschichtung 7 versehen und weist Elektrodenan­ ordnungen 5 auf, die jeweils aus einem Stammleiter 9 und von diesem abzweigen­ den Zweigleitern 11 bestehen. Abweichend zu der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform sind hier die Stammleiter 9 der Elektrodenanordnungen 5 am oberen und unteren Rand der Fensterscheibe 1 angeordnet. Die Zweigleiter 11 verlaufen also senkrecht und nicht waagrecht. Die Zweigleiter 11 weisen wieder jeweils einen freien Endabschnitt 11 a hohen elektrischen Widerstandes und einen vom Stammleiter 9 abzweigenden Teilabschnitt 11 b kleinen elektrischen Wider­ standes auf. Die Anordnungsdichte der Zweigleiter 11 ist im Bereich vor dem Fahrersitz höher als vor dem Beifahrersitz. Die zur Verfügung stehende Energie wird also primär dazu eingesetzt, dem Fahrer eine einwandfreie Sicht nach außen zu ermöglichen. Dazu kann es nützlich sein, die Endabschnitte 11 a im rechten Drittel der Glasscheibe 1, also zur Beifahrerseite hin zunehmend länger werden zu lassen. Auch diese Ausführungsform ist ein Beispiel dafür, wie flexibel der bevorzugt zu enteisende Bereich der Glasscheibe 1 mit Hilfe der in zwei Abschnitte 11 a, 11 b unterteilten Zweigleiter 11 gestaltet werden kann.

Claims (5)

1. Beheizbare Fensterscheibe insbesondere eines Kraftwagens, mit einer auf diese aufgebrachten, elektrisch leitenden durchsichtigen Beschichtung und zwei kammartig ausgebildeten Elektrodenanordnungen, die jeweils einen elektrischen Stammleiter, der an eine Spannungsquelle angeschlossen ist, und mehrere von dem Stammleiter abzweigende, frei endende elektrische Zweigleiter aufweisen, wobei die Stammleiter im Abstand voneinander einander gegenüberliegen und die Zweigleiter der Elektrodenanordnungen zwischen den Stammleitern auf der elektrisch leitenden Beschichtung in Kontakt mit dieser aufliegen und im Abstand voneinander abwechselnd zwischeneinandergreifen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Teilmenge der Zweigleiter (11) in ihrem freien Endabschnitt (11 a) eine kleinere Leitfähigkeit aufweisen als in ihrem restlichen von dem Stammleiter abzweigenden Teilabschnitt (11 b).

2. Beheizbare Fensterscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (11 a) geringerer Leitfähigkeit einen kleineren Querschnitt als die vom Stammleiter abzweigenden Teilabschnitte (11 b) aufweisen.

3. Beheizbare Fensterscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigleiter (11) äquidistant in einem Abstand von 10 bis 40 mm angeordnet sind.

4. Beheizbare Fensterscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigleiter (11) in einem vorbestimmten Bereich der Scheibe (1) dichter aneinander angeordnet sind als in den restlichen Scheibenbereichen.

5. Beheizbare Fensterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verhältnis der Länge des in seiner Leitfähigkeit reduzierten Endabschnitts (11 a) der Zweigleiter (11) zu der Länge des vom Stammleiter (5) abzweigenden Teilabschnitts (11 b) 1 : 8 bis 1 : 2 beträgt.