DE69014076T2 - Heizbare Verbundglasscheibe für Fahrzeuge. - Google Patents

Heizbare Verbundglasscheibe für Fahrzeuge.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Autoglasscheibe aus Verbundglas mit zwei durch eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbundenen Einzelglasscheiben und mit einer elektrisch leitenden, als Heizwiderstand dienenden dünnen Oberflächenschicht, wobei die eine der beiden die Verbundglasscheibe bildenden Glasscheiben auf ihrer für den Kontakt mit der thermoplastischen Zwischenschicht bestimmten Oberfläche entlang zweier gegenüberliegender Kanten Stromzuführungsleiter aus einem elektrisch leitenden Email aufweist auf denen die elektrisch leitende dünne Oberflächenschicht angeordnet ist, und die Verbundglasscheibe oberhalb der Stromzuführungsleiter angeordnete, in elektrischem Kontakt mit der dünnen Leitschicht stehende und über die Umfangsfläche der Verbundglasscheibe überstehende Metallfolienbänder aufweist.
  • Elektrisch beheizbare Verbundglasscheiben mit einer durchgehenden transparenten Flächenbeschichtung und mit dieser in elektrischem Kontakt stehenden Stromzuführungsleitern sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Aus der US-PS 4.668.270 ist es z. B. bekannt, auf der Glasoberfläche zunächst die Stromzuführungsleiter aus einer elektrisch leitenden Einbrennfarbe anzuordnen und anschließend die transparente, als Heizwiderstand dienende Flächenbeschichtung gleichzeitig auf die Glasoberfläche und auf die Stromzuführungsleiter aufzubringen. Mit den Stromzuführungsleitern werden Stromanschlußelemente elektrisch leitend verbunden, an die die Stromzuleitungskabel angeschlossen werden.
  • Ebenfalls ist es bekannt, umgekehrt zu verfahren, indem zunächst die dünne Leitschicht auf das Glas aufgebracht und erst in einem zweiten Schritt auf das Glas eine zur Bildung der Stromzuführungsleiter bestimmte Leitpaste aufgetragen und anschließend eingebrannt wird (DE 3543694 A1).
  • Die europäische Patentanmeldung EP 0322756 A beschreibt ein Verfahren, bei dem zunächst auf die der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Oberfläche der äußeren Glasscheibe ein Dekorrahmen aus einer lichtundurchlässigen Einbrennfarbe angeordnet, anschließend auf diese Einbrennfarbe die aus einer elektrisch leitenden Einbrennpaste bestehenden Stromzuführungsleiter aufgetragen, und schließlich die für die Beheizung der Glasscheibe bestimmte elektrisch leitende Dünnschicht aufgebracht wird Die Stromanschlußkabel werden ebenfalls mit den aus der Einbrennfarbe bestehenden Stromzuführungsleitern verbunden.
  • Es gehört auch zum Stand der Technik, in einem ersten Arbeitsschritt die elektrisch leitende Dünnschicht auf die Glasoberfläche aufzubringen und zur Kontaktierung Metallfolienbänder zu verwenden, die über einen elektrisch leitenden Kleber mit der Dünnschicht verbunden werden (US 3.612.745).
  • Aus der DE 2533364 A1, die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 berücksichtigt wurde, ist es auch bekannt, eine Verbundglasscheibe mit einer elektrisch leitenden Schicht herzustellen, die über Stromzuführungsleiter versorgt wird, die als solche unmittelbar mit über den Scheibenumfang hinausragenden Kupferbändern verbunden sind. Gemäß diesem Dokument befindet sich die Gesamtheit aus Leitschicht, Stromzuführungsleitern und Kupferbändern innerhalb der Verbundglasscheibe, das heißt zwischen den beiden Einzelglasscheiben.
  • Alle mit transparenten elektrisch leitenden Dünnschichten versehenen heizbaren Verbundglasscheiben weisen ebenso wie alle zum Herstellen solcher Heizscheiben bekannten Verfahren zahlreiche spezifische Nachteile auf. Wenn die Dünnschicht in Kontakt mit Metallfolienbändern steht, kommt es zum Beispiel beim Heizbetrieb der Glasscheibe häufig vor, daß man eine Beschädigung der Dünnschicht oder gar eine vollständige Zerstörung im Kontaktbereich mit dem Metallfolienband feststellt. Tatsächlich sind diese Kontaktzonen ungleichmäßig, und es bilden sich zwischen dem Metallfolienband und der Schicht Spannungs- und Stromspitzen aus. Wenn die Stromzuführungsleiter aus einer Einbrennfarbe bestehen, die auf der Glasoberfläche oder auf der Schicht aufgebracht ist, ergeben sich Probleme anderer Art, die darauf beruhen, daß notwendigerweise die elektrischen Kontakte durch Löten unmittelbar auf der Glasoberfläche hergestellt werden müssen. Das führt zu einer übermäßigen Dicke und macht es erforderlich, daß in der zweiten Glasscheibe an dieser Stelle eine Ausnehmung vorgesehen wird. Das hat nicht nur einen weiteren Arbeitsschritt zur Folge, sondern führt auch zu Schwierigkeiten bezüglich der Abdichtung der Glasscheibe insbesondere beim Einbau in die Karosserie.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Autoglasscheibe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem einerseits eine gleichmäßige Einkoppelung des elektrischen Stromes in die Leitschicht über die Stromzuführungsleiter ohne die Gefahr einer Beschädigung oder Zerstörung der Schicht durch Spannungs- und Stromspitzen erfolgt, und bei dem andererseits die Verbindung zwischen den Stromzuführungsleitern innerhalb der Glasscheibe und den Stromzuleitungskabeln außerhalb der Glasscheibe außerhalb dieser, ohne Beeinträchtigung der Abdichtung der Verbundglasscheibe am Rand und ohne zusätzliche Erschwerung beim Einbau erfolgt.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf der elektrisch leitenden dünnen Oberflächenschicht oberhalb jedes durch Einbrennen einer Leitpaste hergestellten Stromzuführungsleiters zwei Metallfolienbänder angeordnet werden, von denen jedes zuvor an einem Ende mit einer aus der Verbundglasscheibe herausragenden Umhüllung aus einem reißfesten Kunststoff versehen wurde, wobei die Umhüllung in dem im Innern der Verbundglasscheibe anzuordnenden Bereich mit einer eine feste und dauerhafte Verbindung mit der elektrisch leitenden dünnen Oberflächenschicht und mit der thermoplastischen Zwischenschicht sicherstellenden Kleberschicht versehen ist, daß die Enden der Metallfolienbänder, die frei von der Umhüllung sind, auf die geeignete Länge abgeschnitten werden, damit die beiden Metallfolienbänder im wesentlichen bis zur Mitte des entsprechenden Stromzuführungsleiters reichen, und daß die beiden entsprechenden Metallfolienbänder so auf einem Stromzuführungsleiter angeordnet werden, daß der eine in der Verlängerung des anderen liegt.
  • Durch die Verwendung dünner Metallfolienstreifen mit einer Dicke von 30 bis 100 Mikrometern und die Anordnung von Stromzuführungsleitern aus einer elektrisch leitenden Einbrennfarbe, zwischen denen die dünne Leitschicht angeordnet ist, wird eine überraschend gute und gleichmäßige Einkoppelung des Heizstromes in die Leitschicht erreicht, ohne daß Spannungs- und Stromspitzen in der Schicht auftreten. Dadurch, daß zwischen den Stromzuführungsleitern aus der Einbrennfarbe und der dünnen Leitschicht ein inniger Kontakt auf der gesamten Fläche des Stromzuführungsleiters besteht, ist ein vergleichbar inniger Kontakt zwischen dem Metallfolienband und der Heizschicht nicht erforderlich. Es hat sich vielmehr gezeigt, daß das Ziel der Erfindung auch dann erreicht wird, wenn kein ununterbrochener Kontakt zwischen diesen beiden Oberflächen erreicht wird. Beispielsweise kann der rein mechanische Kontakt zwischen dem Metallfolienband und der Flächenbeschichtung zur Sicherstellung einer guten elektrischen Verbindung ausreichend sein, wenn die Verbundglasscheibe nach dem üblichen Fertigungsverfahren in einem Autoklaven bei einem Druck von mehr als 10 atü verpreßt wird. Es scheint, daß die durch die natürliche Oberflächenrauhigkeit der eingebrannten Stromzuführungsleiter bedingten Punktkontakte zu dem Metallband ausreichen, um den Stromdurchgang zwischen den Stromzuführungsleitern aus dem Leitemail und der Leitschicht in besonders gleichmäßiger Weise zu ermöglichen.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Metallfolienbänder auf einer ihrer Oberflächen mit einer selbstklebenden Schicht versehen sind. Diese ist dazu bestimmt, den Kontakt zwischen dem Folienstreifen und der dünnen Oberflächen-Leitschicht sicherzustellen und erleichtert das Herstellverfahren. Als Kleber kann man einen elektrisch leitenden Kleber verwenden. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß der erfindungsgemäße Zweck auch dann erreicht wird, wenn der Kleber auf dem Metallfolienstreifen kein elektrisch leitender Kleber ist. Man kann dieses Ergebnis so auslegen, daß beim Verbindevorgang der Druck auf die herausragenden Teilchen des die Stromzuführungsleiter bildenden Emails wirkt und diese durch die Kleberschicht hindurchdrückt, wodurch der gesamten Fläche der Stromdurchgang ermöglicht wird.
  • Auf jedem der an den beiden einander gegenüberliegenden Kanten angeordneten Stromzuführungsleiter werden Folienbandelemente aufgebracht, die man auf beiden Seiten überragen läßt, so daß jeder Endabschnitt mit einem den elektrischen Anschluß ermöglichenden Stecker versehen werden kann. Auf diese Weise erreicht man, daß jede Verbindung nur für die Hälfte des Stromflusses verantwortlich ist, und daß man bei im übrigen gleichen Bedingungen den Querschnitt halbieren kann.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und aus den bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie aus den nachfolgenden Zeichnungen.
  • Von den Zeichnungen zeigt
  • Fig. 1 eine erfindungsgemäße heizbare Verbundglasscheibe,
  • Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,
  • Fig. 3 ein für die Verwendung in einer heizbaren Verbundglasscheibe vorbereitetes Metallfolienband,
  • Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3, und
  • Fig. 5 einen Teilausschnitt einer in einen Gummirahmen eingesetzten Heizscheibe im Bereich der elektrischen Verbindungen.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen im einzelnen den Aufbau der heizbaren Verbundglasscheibe 1, die als Windschutzscheibe in den Fensterrahmen eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden soll. Die Verbundglasscheibe 1 setzt sich zusammen aus der nach außen gerichteten Einzelglasscheibe 2, der zum Fahrgastraum hin gerichteten Einzelglasscheibe 3 und der die beiden Einzelglasscheiben miteinander verbindenden Zwischenschicht 4 aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise aus Polyvinylbutyral.
  • Die Einzelglasscheibe 2 ist entlang ihrem Umfang mit einer rahmenartigen Schicht 6 aus einer lichtundurchlässigen Einbrennfarbe versehen. Die Schicht 6 wird auf die noch ebene Glasscheibe 2 mit Hilfe des Siebdruckverfahrens aufgedruckt. Anschließend wird die Druckfarbe in einem Trockenkanal so weit getrocknet, daß die Glasscheibe 2 einem weiteren Druckvorgang durch das gleiche Verfahren unterworfen werden kann. In diesem zweiten Druckvorgang werden entlang der oberen und der unteren Kante der Glasscheibe 2 auf die Schicht 6 jeweils ein Stromzuführungsleiter 7 aus einer elektrisch leitenden Einbrennfarbe aufgebracht.
  • Der nächste Verfahrensschritt besteht darin, die Schichten 6 und 7 einzubrennen. Zu diesem Zweck durchläuft die Glasscheibe 2 einen mit Rollen versehenen Durchlaufofen, in dem die Glasscheibe auf Temperaturen von 500 bis 600 Grad Celsius erwärmt wird.
  • Anschließend wird in dem nachfolgenden Arbeitsschritt die mit den eingebrannten Schichten 6 und 7 versehene Glasscheibe 2 mit der Glasscheibe 3 zusammengelegt, und beide werden gemeinsam gebogen. Nach Beendigung dieses Verfahrensschrittes wird die Glasscheibe 2 auf der mit den Schichten 6 und 7 versehenen Seite mit der als Heizwiderstand dienenden dünnen Oberflächenschicht 8 versehen. Die Schicht 8 wird nach den bekannten üblichen Techniken aufgebracht. Sie besteht aus mehreren dünnen Einzelglasscheiben und umfaßt eine leitende Schicht aus Silber. Üblicherweise befindet sich die Silberschicht zwischen mehreren anderen Schichten, insbesondere Metalloxidschichten, die als Haft- und/oder Schutzschichten sowie als Interferenzschichten für die Entspiegelung der Silberschicht dienen. Das Auftragen der Schichten erfolgt bevorzugt im Vakuum nach dem Verfahren der magnetfeldunterstützten Kathodenzerstäubung bzw. der magnetfeldunterstützten reaktiven Kathodenzerstäubung. Im letzteren Fall sind es Metallverbindungen, insbesondere Metalloxide, die abgeschieden werden. Entsprechende Schichtaufbauten und Auftragsverfahren stehen dem Fachmann zur Verfügung.
  • Im nächsten Verfahrensabschnitt werden auf die Leitschicht 8 im Bereich der Stromzuführungsleiter 7 Metallfolienbänder 10 aufgelegt und auf der Glasscheibe 2 befestigt, so daß sie sich bei der weiteren Handhabung der Glasscheibe 2 nicht verschieben. Die Metallfolienbänder 10 sind zu diesem Zweck auf einer Seite mit einer dünnen Schicht 17 eines Selbstklebstoffes 17 versehen. Bei dem Klebstoff kann es sich um nichtleitende Kleber auf der Basis von Isopren oder Acrylat, oder um elektrisch leitende Kleber auf der Basis von Acrylat, handeln. Die Metallfolienbänder 10 haben eine Breite von 8 bis 16 mm und eine Dicke von 30 bis 80 Mikrometern und bestehen vorzugsweise aus Kupfer. Sie werden in einer solchen Länge auf die Glasscheibe 2 aufgebracht, daß auf beiden Seiten der Glasscheibe jeweils ein Abschnitt 11 von etwa 5 bis 10 cm Länge über die kleinen Seitenkanten der Glasscheibe 2 übersteht.
  • Die Metallfolienbänder 10 sind in der Weise vorbereitet, daß, wie in Fig. 3 im einzelnen dargestellt ist, die Endabschnitte mit einer Umhüllung 12 aus einem reißfesten Kunststoff versehen sind. Die Kunststoffumhüllung 12 ist widerstandsfähig und bildet mit dem Metallband eine dauerhafte und dichte Verbindung. Als Material für die Umhüllung 12 hat sich ein Kunststoff auf der Basis von Polyimid bewährt. Auf der Außenseite ist die Umhüllung 12 in dem mit der Glasscheibe in Kontakt stehenden Abschnitt 13 mit einer Klebstoffschicht 15 auf der Basis von Acrylat, Silikon oder Polysiloxan versehen, die für die feste Verbindung der Umhüllung 12 mit der beschichteten Glasscheibe 2 sorgt. Auf diese Weise werden eventuell auf die Endabschnitte 11 einwirkende Zugkräfte auf die Glasscheibe geleitet, und die dünnen Metallbänder sind so geschützt.
  • Die Metallfolienbänder 10 sind an einem Ende vorbereitet, indem sie mit der Umhüllung 12 versehen sind. Die Gesamtlänge dieser Bänder ist so bemessen, daß sie für die größten vorkommenden Windschutzscheiben verwendet werden können. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, wird auf jedem Stromzuführungsleiter 7 ein Metallfolienband angeordnet, das an dem nicht mit einer Umhüllung versehenen Ende durch Abschneiden des Endabschnitts auf ein solches Maß gekürzt ist, daß jedes Metallfolienband 10 etwa bis zur Mitte des Stromzuführungsleiters 7 reicht. Die Enden 14 der beiden Metallfolienbänder 10 brauchen sich nicht gegenseitig zu berühren, vielmehr können sie, wie sich aus der Fig. 1 ergibt, in einem geringen Abstand voneinander enden. Die Möglichkeit, Metallfolienbänder vorzubereiten, die alle identisch sind, und sie lediglich beim Ablegen auf die gewünschte Länge abzuschneiden, führt zu einer Einsparung bei den Herstellkosten. Das jeweilige Anpassen ihrer Länge an die Abmessungen der betreffenden Glasscheiben ist eine sehr einfache Maßnahme.
  • Nachdem die Glasscheibe 2 in dieser Weise vorbereitet und mit den Metallfolienbändern 10 versehen ist, wird sie in der üblichen Weise mit der zweiten Einzelglasscheibe 3 unter Zwischenschaltung einer beispielsweise 0,76 mm dicken Folie aus Polyvinylbutyral zusammengelegt. Unter Anwendung von Wärme und Druck, insbesondere in einem geeigneten Druckautoklaven, wird dieses Schichtenpaket nun zu der Verbundglasscheibe verbunden.
  • Die mit der Umhüllung 12 versehenen Endabschnitte 11 der Metallfolienbänder weisen eine geringe Dicke und eine verhältnismäßig hohe Flexibilität auf. Sie können, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, um die Kante der Verbundglasscheibe herumgelegt werden, wenn beispielsweise die Verbundglasscheibe 1 mit einem Profilrahmen 16 aus einem gummielastischen Werkstoff versehen wird, der für den Einbau der Glasscheibe in die Karosserieöffnung dient. Der für den Stromanschluß dienende Abschnitt 11 des Metallfolienbandes weist am Ende eine Kontaktfahne 18 auf, die nach dem Einbau der Glasscheibe für den elektrischen Anschluß der Heizscheibe dient.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung einer Autoglasscheibe aus Verbundglas (1), mit zwei durch eine thermoplastische Zwischenschicht (4) miteinander verbundenen Einzelglasscheiben (2,3) und mit einer elektrisch leitenden, als Heizwiderstand dienenden dünnen Oberflächenschicht (8), wobei die eine (2) der beiden die Verbundglasscheibe (1) bildenden Glasscheiben (2,3) auf ihrer für den Kontakt mit der thermoplastischen Zwischenschicht (4) bestimmten Oberfläche entlang zweier gegenüberliegenden Kanten Stromzuführungsleiter (7) aus einem elektrisch leitenden Email aufweist, auf denen die elektrisch leitende dünne Oberflächenschicht (8) angeordnet ist, und die Verbundglasscheibe oberhalb der Stromzuführungsleiter (7) und in elektrischem Kontakt mit der dünnen Leitschicht (8) über die Umfangsfläche der Verbundglasscheibe (1) überstehende Metallfolienbänder (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der elektrisch leitenden dünnen Oberflächenschicht (8) oberhalb jedes Stromzuführungsleiters (7) zwei Metallfolienbänder (10) angeordnet werden, von denen jedes zuvor an einem Ende mit einer aus der Verbundglasscheibe (1) herausragenden Umhüllung (12) aus einem reißfesten Kunststoff versehen wurde, wobei die Umhüllung (12) in dem im Innern der Verbundglasscheibe (1) anzuordnenden Bereich mit einer eine feste und dauerhafte Verbindung mit der dünnen Oberflächenschicht (8) und mit der Kunststoffzwischenschicht (4) sicherstellenden Kleberschicht (15) versehen ist, daß die Enden der Metallfolienbänder (10), die frei von der Umhüllung (12) sind, auf die geeignete Länge abgeschnitten werden, damit die beiden Metallfolienbänder (10) im wesentlichen bis zur Mitte des entsprechenden Stromzuführungsleiters (7) reichen, und daß die beiden entsprechenden Metallfolienbänder (10) so auf einem Stromzuführungsleiter (7) angeordnet werden, daß der eine in der Verlängerung des anderen liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolienbänder (10) auf der auf der elektrisch leitenden dünnen Oberflächenschicht (8) aufliegenden Seite mit einer selbstklebenden Schicht (17) versehen werden, die die Fixierung der Metallfolien auf der elektrisch leitenden dünnen Oberflächenschicht (8) erlaubt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Umhüllung für das eine Ende der Metallfolienbänder (10) eine Umhüllung (12) aus einem Kunststoff auf Basis von Polyimid verwendet wird.
4 Heizbare Autoglasscheibe, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolienbänder (10) aus Kupfer bestehen und eine Breite von 8 bis 15 mm und eine Dicke von 30 bis 100 um aufweisen.
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