DE3912512C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch beheizbare Autoglasscheibe aus Verbundglas mit einer elektrisch leitfähigen durchsichtigen, als Heizwiderstand dienenden Flächenbeschichtung, zwei entlang zweier gegenüberliegenden Scheibenränder angeordneten Stromzuführungsleitern und mit einer rahmenartigen Dekorschicht aus einer lichtundurchlässigen Einbrennfarbe.

Heizbare Autoglasscheiben, bei denen der Heizwiderstand eine transparente Oberflächenschicht ist, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Da die transparente Heizschicht, bei der es sich in der Regel um ein Mehrschichtensystem mit einer metallischen Leitschicht handelt, zweckmäßigerweise gegen mechanische und atmosphärische Einflüsse geschützt wird, ist sie in der Regel innerhalb einer Verbundglasscheibe angeordnet. Beispielsweise kann sie mit besonderem Vorteil unmittelbar auf derjenigen Oberfläche einer der beiden eine Verbundglasscheibe bildenden Einzelglasscheiben angeordnet sein, die über eine Zwischenschicht aus einem transparenten Kunststoff wie Polyvinylbutyral mit der anderen Einzelglasscheibe verbunden ist. Eine solche beheizbare Verbundglasscheibe, bei der die transparente Heizschicht und die Stromzuführungsleiter im Innern der Verbundglasscheibe angeordnet sind, ist z. B. aus der DE 36 44 297 A1 bekannt.

Wenn Autoglasscheiben nach dem Klebeverfahren in die Autokarosserie eingebaut werden, sind sie am Rand mit einer rahmenartigen Schicht aus einer lichtundurchlässigen Farbe versehen. Diese rahmenartige Schicht hat die Aufgabe, die Sicht von außen auf die Klebeschicht zu verhindern. Gleichzeitig schützt dieser opake Rahmen die Klebeschicht vor UV-Strahlen. Bei einer bekannten Verbundglasscheibe dieser Art (DE 37 24 014 A1) ist die rahmenartige Dekorschicht aus einem nichtleitenden Werkstoff auf einer äußeren Oberfläche der Verbundglasscheibe angeordnet. Diese bekannte Verbundglasscheibe weist ferner ein elektrisch leitendes Element in Form eines Heizleiters auf, wobei dieses elektrisch leitende Element aus einem leitfähigen schwarzen Beschichtungswerkstoff ausgeführt und in die schwarze rahmenartige Dekorschicht einbezogen ist oder diese ersetzt. Auf diese Weise kann z. B. der untere Teil des Dekorrahmens im Bereich der Scheibenwischerablage der Beheizung dieses Bereiches dienen.

Elektrisch beheizbare Verbundglasscheiben der eingangs genannten Art sind auch aus den US-PS 47 44 844 und 46 54 067 bekannt. Zur Herstellung derartiger heizbarer Autoglasscheiben aus Verbundglas wird auf diejenige Einzelglasscheibe, die bei der fertigen Verbundglascheibe im eingebauten Zustand auf der Außenseite angeordnet ist, zunächst die rahmenartige Dekorschicht aus einer opaken Einbrennfarbe auf die nach innen gerichtete Oberfläche aufgebracht und getrocknet. Sodann erfolgt in einem zweiten Druckvorgang der Auftrag einer elektrisch leitfähigen Druckpaste einer metallisches Silber enthaltenden Einbrennfarbe zur Bildung der Stromzuführungsleiter. Nach dem Einbrennen der beiden Druckfarben wird die transparente Leitschicht beispielsweise nach einem Verfahren der magnetfeldunterstützten Kathodenzerstäubung auf die den undurchsichtigen Rahmen und die Stromzuführungsschienen tragende Glasscheibe aufgebracht.

Zum Stand der Technik gehören ferner monolithische elektrisch beheizbare Glasscheiben mit aufgedruckten schmalen Heizleitern und aufgedruckten Sammelleitern, auf denen zur Verringerung ihres elektrischen Widerstandes Metallbänder angeordnet sind (DE 35 32 119 A1). Derartige monolithische Autoglasscheiben mit einer aufgedruckten Heizleiterstruktur aus einer Einbrennfarbe unterscheiden sich jedoch in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise grundsätzlich von den gattungsgemäßen Heizscheiben aus Verbundglas.

Bei den bekannten Autoglasscheiben der eingangs genannten Gattung mit Flächenbeheizung ist für die Aufbringung des Dekorrahmens und für die Aufbringung der in der Regel aufgedruckten Stromzuführungssleiter nicht nur ein zweifacher Druckvorgang erforderlich, sondern es müssen auch beide aufgedruckten Schichten in getrennten Schritten jeweils einem Trocknungsprozeß unterworfen werden. Aufgedruckte Stromzuführungsleiter haben außerdem die bekannte nachteilige Eigenschaft, daß infolge der sehr dünnen Druckschicht der Leitungsquerschnitt verhältnismäßig niedrig ist, so daß bei höheren Heizleistungen sich die Stromzuführungsleiter in unerwünschter Weise erwärmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine beheizbare Autoglasscheibe mit Flächenbeschichtung, Stromzuführungsleitern und Dekorrahmen so auszubilden, daß der Herstellvorgang insgesamt abgekürzt und gleichzeitig der elektrische Leitwert der Stromzuführungsleiter erhöht wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Verbundglasscheibe der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßigerweise bestehen die Stromzuführungsleiter aus Metallfolienstreifen oder Metallbändern, die entweder allein durch mechanischen Kontakt innerhalb der Verbundglasscheibe in elektrischem Kontakt zu der rahmenförmigen Dekorschicht oder direkt zu der Flächenbeschichtung stehen, oder die gegebenenfalls mit Hilfe eines elektrisch leitenden Klebers mit der rahmenförmigen Dekorschicht oder der Flächenbeschichtung fest verbunden sind. Die Stromzuführungsleiter können jedoch auch aus einer vorzugsweise eingebrannten Silberpaste bestehen und durch Auftragen oder Aufdrucken der Silberpaste auf die rahmenförmige Dekorschicht oder auf die Flächenbeschichtung im Bereich der rahmenförmigen Dekorschicht hergestellt sein.

Während die Kontaktierung der Flächenbeschichtung durch Metallfolienstreifen oder Metallbänder bei den bekannten Lösungen häufig zu einer Beschädigung oder gar lokaler Zerstörung der Flächenbeschichtung unmittelbar neben dem Metallband führt, und zwar wegen der schädlichen Spannungs- und Stromspitzen, die in diesen Bereichen entstehen, führt die erfindungsgemäße Anordnung nicht nur zu einer Vereinfachung des Herstellverfahrens, sondern gleichzeitig zu einer Beseitigung dieses Fehlers. Da der elektrisch leitende Dekorrahmen auf seiner ganzen Breite, die regelmäßig größer ist als die Breite üblicher Stromzuführungsleiter, in innigem Kontakt mit der Flächenbeschichtung steht, erfolgt eine sehr gleichmäßige Einkoppelung des Heizstromes in die Flächenbeschichtung auf der gesamten Kontaktfläche. An dieser Kontaktfläche entstehen daher keine Strom- und Spannungsspitzen. Dieser Effekt der gleichmäßigen Stromeinkoppelung entsteht nicht nur dann, wenn der Dekorrahmen zwischen der Flächenbeschichtung und dem Stromzuführungsleiter angeordnet ist, sondern auch dann, wenn der Dekorrahmen auf der einen Seite der Flächenbeschichtung und der Stromzuführungsleiter auf der anderen Seite der Flächenbeschichtung gegenüber dem Dekorrahmen angeordnet ist.

Als Farben bzw. Einbrennfarben für die rahmenartige Dekorschicht können im Handel erhältliche Zusammensetzungen oder solche Zusammensetzungen verwendet werden, wie sie z. B. in der DE 37 24 014 A1 beschrieben sind. Durch Wahl bzw. Veränderung der Zusammensetzung der Farben bzw. Einbrennfarben sowie durch entsprechende Ausbildung der Schichtdicke läßt sich der jeweils erforderliche oder gewünschte Flächenleitwert ohne Schwierigkeiten einstellen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt im Bereich des unteren Stromzuführungsleiters einer ersten Ausführungsform einer beheizbaren Verbundglasscheibe;

Fig. 2 einen Schnitt im Bereich des unteren Stromzuführungsleiters einer zweiten Ausführungsform einer beheizbaren Verbundglasscheibe;

Fig. 3A und 3B zwei erfindungsgemäß ausgebildete beheizbare Verbundglasscheiben mit verbreiterten Sromzuführungsleitern, jeweils in Form einer Teilansicht, und

Fig. 4 A und 4 B Längsschnitte entsprechend den Linien IV A-IV A und IV B-IV B in den Fig. 3 A und 3 B.

Die durchsichtigen Flächenbeschichtungen von beheizbaren Autoglasscheiben, die als Heizwiderstand dienen und einen verhältnismäßig niedrigen Flächenwiderstand in der Größenordnung von 3 bis 12 Ohm pro Quadratfläche aufweisen, bestehen in der Regel aus Indium-Zinn-Oxid oder aus einem Schichtsystem mit einer zwischen oxidischen Schichten eingebetteten Metallschicht, insbesondere einer metallischen Silberschicht.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist ein Schnitt durch den unteren Bereich einer Windschutzscheibe aus Verbundglas dargestellt. Die Verbundglasscheibe umfaßt die im eingebauten Zustand der Windschutzscheibe nach außen gerichtete Silikatglasscheibe 1, die im eingebauten Zustand zum Fahrgastraum hin gewandte Silikatglasscheibe 2 und die thermoplastische Zwischenschicht 3 aus Polyvinylbutyral, die die beiden Silikatglasscheiben 1 und 2 miteinander verbindet. Die äußere Silikatglasscheibe 1 ist auf der an der Zwischenschicht 3 anliegenden Seite durchgehend bis zum Rand mit einer als Heizwiderstand dienenden Flächenbeschichtung 4 versehen. Auf der Flächenbeschichtung 4 ist ein Dekorrahmen 5 aus einer lichtundurchlässigen elektrisch leitfähigen Farbe aufgedruckt. lnsbesondere kann der Dekorrahmen 5 aus einer Einbrennfarbe bestehen, das heißt einer mit Hilfe des Siebdruckverfahrens druckfähigen Farbe, die bei erhöhten Temperaturen eingebrannt wird. Die elektrische Körperleitfähigkeit des Dekorrahmens 5 ist nicht kritisch, doch soll sie zweckmäßigerweise so groß sein, daß sie nicht zu einem Spannungsabfall zwischen dem Metallband 6 und der Heizschicht 4 führt. Der Stromzufluß des Heizstroms von dem Metallband 6 zur Heizschicht 4 soll durch den Körperwiderstand des Dekorrahmens 5 also nicht behindert sein.

Die seitlichen Bereiche des Dekorrahmens 5, die sich zwischen dem unteren Metallband 6 und dem nicht dargestellten oberen Metallband befinden, sind einschließlich der darüber oder darunter befindlichen Heizschicht 4 jeweils an einer oder an mehreren Stellen mit einer schmalen Unterbrechung versehen, um den direkten Stromdurchfluß durch diese Rahmenteile zu verhindern. Die Metallbänder 6 können aus Kupferfolienstreifen oder aus Flachlitzen aus Kupfer bestehen und gegebenenfalls verzinnt sein. Sie werden auf den Dekorrahmen 5 aufgelegt und gegebenenfalls mit Hilfe eines elektrisch leitfähigen Klebers befestigt. Der mechanische Kontakt des Metallbandes 6 zum Dekorrahmen 5 ist jedoch für die Einkoppelung des Heizstroms in den Dekorrahmen 5 bereits ausreichend, und durch ungleichmäßigen Kontakt in der Grenzfläche des Metallbandes 6 zum Dekorrahmen 5 entstehende Spannungs- und Stromspitzen führen nicht zu sichtbaren Schäden innerhalb des Dekorrahmens 5. In der kritischen Grenzfläche des Dekorrahmens 5 zur Heizschicht 4 entstehen jedoch wegen des innigen ganzflächigen Kontakts keine Spannungs- und Stromspitzen und damit auch keine Beschädigungen der empfindlichen Heizschicht.

Die Herstellung der in Fig. 1 dargestellten heizbaren Verbundglasscheibe geschieht in der Weise, daß eine große plane Glasscheibe mit der Flächenbeschichtung 4 versehen, aus der beschichteten Glasscheibe die Glasscheibe 1 mit der gewünschten Form herausgeschnitten und auf die beschichtete Glasscheibe 1 der Dekorrahmen 5 nach dem Siebdruckverfahren aufgebracht wird. Nach dem Trocknen der Druckfarbe wird die Druckfarbe durch Erhitzen der Glasscheibe 1 eingebrannt. Sodann wird die Glasscheibe 1 mit der Glasscheibe 2 zusammengelegt, und das Scheibenpaar wird bei einer Temperatur von etwa 600 Grad Celsius in die gewünschte Form gebogen. Nach dem Abkühlen der gebogenen Glasscheiben werden entlang dem oberen und dem unteren Scheibenrand auf den Dekorrahmen 5 jeweils ein Metallband 6 aufgelegt und gegebenenfalls mit einem elektrisch leitenden Kleber befestigt. Die Metallbänder 5 ragen auf einer Seite über die Glasscheibe hinaus und dienen als Stromanschlußleitungen. Sodann werden die Glasscheiben 1 und 2 mit einer Folie 3 aus Polyvinylbutyral zusammengelegt und auf bekannte Weise in einem Autoklaven unter Anwendung von Wärme und Druck miteinander verbunden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform stellt die Einzelglasscheibe 11 der Verbundglasscheibe wiederum die nach außen gerichtete Scheibe einer Windschutzscheibe dar, während die Einzelglasscheibe 12 zum Fahrgastraum gerichtet ist. Die beiden Glasscheiben 11 und 12 sind durch die thermoplastische Zwischenschicht 13 miteinander verbunden. Auf der Glasscheibe 11 ist auf der zur Zwischenschicht 13 hin gerichteten Oberfläche der Dekorrahmen 15 aus elektrisch leitender Einbrennfarbe angeordnet. Die Herstellung des Dekorrahmens 15 erfolgt in der bekannten Weise, indem die Einbrennfarbe mit Hilfe des Siebdruckverfahrens auf die plane Glasscheibe 1 aufgedruckt und eingebrannt wird. Die mit dem eingebrannten Dekorrahmen 15 versehene Glasscheibe 11 wird mit einer zweiten Glasscheibe 12 zusammengelegt und zusammen mit dieser gebogen. Nach dem Biegen wird die mit dem Dekorrahmen 15 versehene Oberfläche der Glasscheibe 11 mit der Heizschicht 14 versehen, die in diesem Fall auf dem Dekorrahmen 15 liegt. Das Metallband 16 ist im Bereich des Dekorrahmens 15 auf der Heizschicht 14 angeordnet. Es kann gegebenenfalls durch eine elektrisch leitende Klebeschicht befestigt sein. Auch auf diese Weise erfolgt die Einkoppelung des Heizstroms in die Heizschicht 14 ohne schädliche Strom- und Spannungsspitzen, weil sie auch in diesem Fall wesentlich über die Grenzfläche des Dekorrahmens 15 zur Heizschicht 14 erfolgt, die jedoch einen innigen und gleichmäßigen Kontakt zur Heizschicht 14 aufweist.

Wenn die bei der Stromzuführung zu der Heizschicht beteiligten Teile des Dekorrahmens in Richtung auf das Sichtfeld der Windschutzscheibe verbreitert werden, kann bei gleichbleibender Gesamtheizleistung die spezifische Heizleistung im Mittelfeld der Windschutzscheibe erhöht werden, oder bei gleichbleibender Heizleistung im Sichtfeld die Gesamtheizleistung verringert werden. Zweckmäßigerweise wird der Dekorrahmen zum Sichtfeld hin mit einer Rasterung versehen, durch die die Transparenz der Windschutzscheibe vom Sichtfeld ausgehend bis zum undurchsichtigen Dekorrahmen stufenweise oder kontinuierlich verringert wird. Eine solche Verbreiterung des Dekorrahmens durch ein gerastertes Feld hat außerdem den Vorteil, daß auf diese Weise Überhitzungen der dünnen Heizschicht, wie sie im Bereich der Kontaktierung mit üblichen Stromzuführungsleitern unmittelbar im Übergangsbereich von der Heizschicht zu den Stromzuführungsleitern häufig beobachtet werden, sicher vermieden werden.

Die Fig. 3 A und 3 B zeigen den grundsätzlichen Aufbau derartiger Windschutzscheiben mit einem Übergangsbereich zwischen dem von der Heizschicht 20 beheizten Sichtfeld und den undurchsichtigen Rahmenabschnitten 21 und 22 des Dekorrahmens 23. Der Rahmenabschnitt 21 ist in Richtung auf das Sichtfeld um einen Flächenbereich 25 verbreitert, der durch ein Lochraster mit zum Sichtfeld hin zunehmender Größe der Löcher gekennzeichnet ist. Das verbleibende Druckraster ist jedoch in sich zusammenhängend ausgebildet, so daß alle Teile des Druckrasters die elektrische Verbindung zu dem Rahmenabschnitt 21 und damit zu dem Metallband 29 aufweisen. Die Lochrasterung ist so ausgeführt, daß die Transparenz in diesem Flächenbereich mehr oder weniger kontinuierlich von Null % im randnahen Bereich auf einen maximalen Wert in dem an das Sichtfeld angrenzenden Bereich zunimmt. In gleicher Weise ist der untere Rahmenabschnitt 22 in Richtung auf das Sichtfeld um einen Flächenbereich 24 verbreitert, in dem ebenfalls durch ein Lochraster die Transparenz von Null % auf einen maximalen Wert zunimmt, wobei in diesem gesamten Flächenbereich 24 die elektrische Verbindung der Rasterteile zu dem Metallband 28 sichergestellt ist. Anstelle eines Lochrasters können jedoch auch andere Konfigurationen geeigneter Druckmuster gewählt werden, durch die die genannten Bedingungen, nämlich zunehmende Transparenz unter Beibehaltung der elektrischen Verbindung zu den Stromzuführungsleitern, erfüllt sind.

Im übrigen kann die Windschutzscheibe so ausgebildet sein, wie es in den voraufgegangenen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde.

In den seitlichen Bereichen ist der Dekorrahmen 23 jeweils mit Unterbrechungen 26 versehen, die den direkten Stromfluß in diesen Seitenbereichen verhindern. Da der Flächenwiderstand des Dekorrahmens niedriger ist als der Flächenwiderstand der Heizschicht 20, ist es notwendig, die Heizschicht 20 an der Grenze zu den seitlichen Bereichen des Dekorrahmens 23 vor diesen enden zu lassen (Begrenzungslinie 27). Das läßt sich beispielsweise durch Durchtrennen der Heizschicht 20 mittels eines Laserstrahls erreichen (Trennlinie 27′), wie es in den Fig. 3 B und 4 B dargestellt ist. Andererseits läßt sich dasselbe auch dadurch erreichen, daß die Bereiche jenseits der Begrenzungslinie 27 beim Aufbringen der Heizschicht 20 abgedeckt werden; diese Ausführung ist in den Fig. 3 A und 3 B dargestellt. Zusätzlich zu den Unterbrechungen 26 dienen diese Maßnahmen dazu, eine unerwünschte Erwärmung im Randbereich der Scheibe zu verhindern. Die Metallbänder 28 und 29 sind seitlich aus der Verbundglasscheibe herausgeführt und dienen für den Stromanschluß.

Claims (3)

1. Elektrisch beheizbare Autoglasscheibe aus Verbundglas mit einer elektrisch leitfähigen durchsichtigen, als Heizwiderstand dienenden Flächenbeschichtung (4; 14; 20), zwei entlang zweier gegenüberliegender Scheibenränder angeordneten Stromzuführungsleitern (6, 16; 28, 29) und mit einer rahmenartigen Dekorschicht (5; 15; 21, 22, 23) aus einer lichtundurchlässigen Einbrennfarbe, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die rahmenartige Dekorschicht und die elektrisch leitfähige Flächenbeschichtung sind auf der einer plastischen Zwischenschicht (3; 13) zugewandten Seite der in eingebautem Zustand nach außen gerichteten Einzelglasscheibe (1; 11) der Verbundglasscheibe (1, 2, 3; 11, 12, 13) angeordnet;
• b) die rahmenartige Dekorschicht besteht aus einer elektrisch leitfähigen Farbe und steht in unmittelbarem elektrischen Kontakt mit der Flächenbeschichtung (4; 14; 20);
• c) im Bereich der rahmenartigen Dekorschicht sind die Stromzuführungsleiter (6, 16; 28, 29) aus Metallfolienbändern angeordnet, die mit der Dekorschicht oder mit der Flächenbeschichtung in Kontakt stehen;
• d) die rahmenartige Dekorschicht ist in seitlichen Rahmenteilen (23), die zwischen den Stromzuführungsleitern (28, 29) liegen, mit den Stromdurchgang verhindernden Unterbrechungen (26) versehen, und
• e) die leitfähige Flächenbeschichtung (20) hat keinen Kontakt zu den seitlichen Rahmenteilen (23) des Dekorrahmens, indem sie vor den seitlichen Rahmenteilen endet (27) oder entlang den seitlichen Rahmenteilen mit einer Trennlinie (27′) versehen ist.

2. Elektrisch beheizbare Autoglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungsleiter (28, 29) entlang dem oberen und dem unteren Rand der Scheibe angeordnet sind, und daß wenigstens einer der mit den Stromzuführungsleitern in Kontakt stehenden Flächenbereiche der rahmenartigen Dekorschicht (21, 22) unter Einengung des mit der Flächenbeschichtung (20) versehenen Sichtfeldes verbreitert ist (24, 25).

3. Elektrisch beheizbare Autoglasscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verbreiterten Flächenbereiche (24, 25) der rahmenartigen Dekorschicht (21, 22) in dem sich zum Sichtfeld hin erstreckenden Übergangsbereich mit einer Rasterung mit zum Sichtfeld hin zunehmender Transparenz versehen sind.