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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch beheiztes
Fenster, und insbesondere auf ein Fenster, das durch das Fließen von
Strom durch eine im Fenster enthaltene, als elektrischer Widerstand
ausgebildete Flächenheizung
beheizt wird. Die Heizung kann dünne,
nahe beieinander liegende Drähte
oder eine elektrisch leitende Schicht enthalten. Bei elektrisch
beheizten Fenstern können
Sammelschienen in leitender Tinte gedruckt, oder aus festem leitenden
Material ausgebildet sein, wie zum Beispiel einem Metallstreifen.
Die vorliegende Erfindung betrifft Fenster mit der letzteren Art
von Sammelschiene.
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Ein
solches Fenster ist normalerweise ein Verbundfenster, das mindestens
eine Lage aus Zwischenschichtmaterial (die "Zwischenschicht") aufweist, die sandwichartig zwischen
mindestens zwei Lagen aus durchsichtigem Verglasungsmaterial angeordnet
ist, zum Beispiel Glas oder Kunststoffmaterial. Ein solches Fenster
kann verwendet werden, um Kondenswasser oder Eis aufzulösen, und
kann in einem Fahrzeug installiert werden, zum Beispiel als Windschutzscheibe
oder Heckscheibe eines Autos oder als Windschutzscheibe einer Lokomotive
oder eines Flugzeugs.
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Die
elektrischen Verbindungen zur Heizung weisen je mindestens eine,
und normalerweise zwei oder vier Sammelschienen auf, die einen Streifen
aus elektrisch leitendem Material enthalten. Insbesondere bei Fahrzeugen
mit einem elektrischen System mit 12V Nennspannung leitet eine solche
Sammelschiene einen beträchtlichen
Strom, möglicherweise
25 bis 30A, und daher ist es wünschenswert,
dass die Sammelschiene einen geeigneten Querschnittsbereich aufweist,
um das Auftreten eines starken Spannungsabfalls und die Erzeugung
von Wärme
in der Sammelschiene zu vermeiden. Die Dicke der Sammelschiene wird
durch die Tatsache beschränkt, dass
sie normalerweise zwischen den beiden Verbundlagen eingeschlossen
ist; daher wird eine ausreichende Strombelastbarkeit dadurch geliefert,
dass eine ausreichende Breite der Sammelschiene spezifiziert wird,
die normalerweise zwischen mindestens 3 mm bis zu 6 mm Breite liegt.
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In
Fahrzeugen, und insbesondere, aber nicht ausschließlich, in
Autos, wird das ästhetische äußere Aussehen
als wichtig angesehen, und somit wird es als wünschenswert erachtet, die Sammelschiene nach
außen
hin zu verdecken. Dies wird dadurch erreicht, dass die Sammelschiene
so nahe wie möglich an
der Fensterkante positioniert und dann durch Abdeckungsmittel verdeckt
wird. Solche Mittel können die
Form eines Verzierungs-Verkleidungsstreifens, der die Kante des
Fensters überlappt
und vom Fahrzeughersteller angebracht wird, oder einer keramischen
Tinte oder organischen Grundierung (normalerweise schwarz) annehmen,
die in einem Umfangsband auf eine innere (d.h. zum Fahrzeuginneren
weisenden) Fläche
der äußersten
Lage von Verglasungsmateril aufgetragen wird.
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In
beiden Fällen
würde die
Sammelschiene sichtbar, wenn sie weit genug innerhalb der Umfangskante
des Fensters positioniert würde,
und daher spezifizieren die Fahrzeughersteller normalerweise einen
strikten Grenzwert für
die maximale Entfernung von der Kante des Fensters, innerhalb der eine
Sammelschiene positioniert werden kann (nachfolgend als "Herstellergrenzwert " bezeichnet). Es
ist relativ einfach, eine gerade Länge einer Sammelschiene in
der Nähe
einer geraden Kante eines Fensters genau zu positionieren; an den
Ecken können aber
Schwierigkeiten auftreten, da es wünschenswert ist, um den Herstellergrenzwert
einzuhalten, dass die Sammelschiene um die Ecke gebogen wird, ohne
sich von der Umfangskante des Fensters zu entfernen, d.h., dass
sie im wesentlichen parallel zur Kante bleibt. Wenn die Form der
Fensterkante etwa zwei geraden Linien entspricht, die in einem bestimmten
Winkel aufeinander treffen, zum Beispiel einem rechten Winkel, ist
es bekannt, den die Sammelschiene bildenden Streifen auch in einem
entsprechenden Winkel umzubiegen, und die so geformte Sammelschiene
kann unter Einhaltung des für
die Entfernung von der Umfangskante des Fensters spezifizierten
Herstellergrenzwerts in der Ecke positioniert werden. Eine Sammelschienenanordnung,
bei der die Sammelschiene auf sich selbst "umgelegt" wird, um über einen rechten Winkel zu
verlaufen, ist in der
US 3,612,745 offenbart.
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Es
ist schwieriger, den Herstellergrenzwert durch Umbiegen des Sammelschienenstreifens
einzuhalten, wenn die Ecke des Fensters einen Radius aufweist, und
es wird mit ansteigenden Krümmungsradien
immer schwieriger. Zum Beispiel kann die Ecke die Form eines Kreisbogens
haben, oder, wie es häufiger
der Fall ist, eine Krümmung
mit zusammengesetzten Radien haben, d.h. der Radius variiert um
die Ecke herum. Es ist nicht möglich,
die Sammelschiene in einer solchen Ecke innerhalb des spezifizierten
Grenzwerts zu positionieren, wenn die Sammelschiene durch Ausführen einer
einzigen Biegung im Sammelschienenstreifen gebildet wird; es sind
zwei oder mehr Umbiegungen erforderlich. Diese Umbiegungen befinden
sich natürlich
nicht mehr alle in dem von der Ecke gebildeten Winkel; wenn die Umbiegungen
hergestellt werden, muss der Winkel jeder Biegung derart geschätzt werden,
dass die Summe der Winkel dem Gesamtwinkel der Krümmung der
Fensterecke entspricht. Der Gesamtwinkel ist üblicherweise kein einfach zu
schätzender
Winkel, wie zum Beispiel ein rechter Winkel, da ein typisches Fahrzeugfenster
eher trapezförmig
als rechtwinklig ist. Ein Beispiel einer gemäß dem Stand der Technik gestalteten
Ecke ist in 3 dargestellt.
Dieses Verfahren des Umbiegens einer Sammelschiene um eine Ecke
erfordert einen Facharbeiter und ist nicht zur Automatisierung geeignet.
Es wurde auch beobachtet, dass es zu einem erhöhten Grad von Ausschuss führt. Alle
diese Faktoren erhöhen
die Herstellungskosten des Produkts.
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Bei
Nachforschungen hat sich ergeben, dass der erhöhte Ausschuss mit Ungenauigkeiten
bei der Schätzung
der Position und des Winkels der Umbiegungen im Sammelschienenstreifen
zusammenhängt.
Aus den bisherigen Informationen geht klar hervor, dass ein Ausschuss
entsteht, wenn ein beliebiger Teil der Sammelschiene nicht nahe
genug an der Umfangskante des Fensters ist, d.h., wenn der vom Fahrzeughersteller
spezifizierte Grenzwert nicht eingehalten wird, und die Ecken des
Fensters sind Beispiele für
die Stellen, wo der Grenzwert leicht überschritten werden kann.
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Daher
versuchen die Arbeiter, die umgebogene Sammelschiene so weit wie
möglich
in der Ecke des Fensters zu positionieren, aber diese Praxis hat ihrerseits
in der Vergangenheit zu zusätzlichem
Ausschuss geführt.
In diesen Beispielen wurde der Ausschuss durch eine schlechte elektrische
Kontinuität verursacht,
und man hat nun festgestellt, dass dieser Ausschuss ein weiteres
Problem darstellt.
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Die
Herstellung eines Fensters, das mit einem Zwischenschichtmaterial
wie zum Beispiel Polyvinylbutyral ("PVB")
laminiert wird, schließt
das Erwärmen
der Baugruppe von Lagen unter Druck ein, zum Beispiel in einem Autoklaven
("Autoklavieren"), um Restluft aus
der Baugruppe zu entfernen und um die Zwischenschicht zu erweichen,
so dass die Lagen (und andere mit der Zwischenschicht in Kontakt stehende
Teile, zum Beispiel Sammelschienen) aneinander haften. Eine Nebenwirkung
des Drucks ist es, dass die Lage von Zwischenschichtmaterial flächenmäßig leicht
zunimmt, und das überschüssige Zwischenschichtmaterial
steht über
die Lagen von Verglasungsmaterial vor. Ein Teil der Endbearbeitung besteht
darin, das überschüssige Zwischenschichtmaterial
in bekannter Weise zu beschneiden, zum Beispiel durch Schneiden
mit einer scharfen Klinge oder durch Abschleifen mit einem Schleifband.
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Wenn
ein Arbeiter versucht, die umgebogene Sammelschiene so weit wie
möglich
in der Ecke des Fensters zu positionieren, besteht die Gefahr einer
Positionierung der umgebogenen Sammelschiene weiter in der Ecke,
als tatsächlich
wünschenswert ist,
zum Beispiel wird sie so positioniert, dass ein Teil der Sammelschiene
aus den Lagen heraus vorsteht. Alternativ kann die umgebogene Sammelschiene
so nahe an der Ecke positioniert werden, dass die Flächenvergrößerung der
Zwischenschicht und deren daraus folgende Bewegung dazu führt, dass
ein Teil der Sammelschiene zusammen mit der Zwischenschicht aus
den Lagen heraus vorsteht.
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In
beiden Situationen führt
normalerweise ein darauffolgendes Beschneiden der vorstehenden Zwischenschicht
auch zum Entfernen eines Teils der Sammelschiene. Dies führt zu einer
lokalen Reduzierung der Strombelastbarkeit der Sammelschiene, was
möglicherweise
zu einem Spannungsabfall und einer lokalen Überhitzung der Sammelschiene
führt. Zusätzlich ist
der Teil der umgebogenen Sammelschiene, der am ehesten entfernt
wird, die Biegelinie selbst. Wenn dies geschieht, gibt es keine
physikalische Verbindung zwischen den umgebogenen und den nicht
gebogenen Teilen der Sammelschiene; folglich hängt die elektrische Kontinuität von einem guten
elektrischen Kontakt zwischen den beiden Teilen ab. Während ein
solcher guter elektrischer Kontakt vielleicht so lange vorhanden
ist, wie das Fenster neu ist, verursacht die Wirkung einer allgemeinen Verwitterung
im Betrieb, und insbesondere das Eindringen von Feuchtigkeit durch
Kapillarwirkung zwischen die beiden Teile der Sammelschiene, zu
einer Korrosion der Oberflächen
der Sammelschiene, was zu einer Unterbrechung des elektrischen Kontakts führt.
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Es
ist bekannt, ein dünnes,
biegsames, ausgedehntes Netz aus Kupferfolie für eine Sammelschiene zu verwenden.
US 4,323,726 weist auf die Fähigkeit
eines solchen Materials hin, in seiner eigenen Ebene Krümmungen
mit kleinem Radius zu bilden. Das Material wird aber immer noch
von einem Arbeiter beim Verlegen der Sammelschiene gekrümmt, und
daher kann die Genauigkeit der Krümmung immer noch durch den
Fehler eines Arbeiters beeinflusst werden. Außerdem hat ein solches Netz eine
beträchtlich
verringerte Strombelastbarkeit im Vergleich mit einem massiven Streifen,
und daher muss es zusammen mit einem weiteren leitenden Material
verwendet werden, wie zum Beispiel der leitenden Paste, die in
US 4,323,726 beschrieben
wird. Dies verkompliziert die Gestaltung der Sammelschiene stark,
und die Paste trägt
außerdem
eigene Probleme bei.
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Daher
besteht der Bedarf nach einer verbesserten Art des Umbiegens einer
Sammelschiene in einer Ecke eines beheizten Fensters.
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Die
vorliegende Erfindung liefert ein elektich beheiztes Fenster, das
aus mindestens zwei Lagen von durchsichtigem Verglasungsmaterial
und mindestens einer Lage von Zwischenschichtmaterial im Verbund
hergestellt wird, die sich zwischen den Lagen von Verglasungsmaterial
erstreckt, wobei das Fenster aufweist:
- – eine als
elektrischer Widerstand ausgebildete Flächenheizung, die sich zwischen
den Lagen von Verglasungsmaterial erstreckt,
- – längliche
elektrische Verbindungseinrichtungen, die sich von der Heizung über die
Umfangskante des Fensters hinaus erstrecken und außerhalb des
Fensters enden,
- – wobei
die Verbindungseinrichtungen mindestens eine Sammelschiene einschließlich einer Ecke
aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ecke der Sammelschiene
ein separates Sammelschienenstreifen-Eckstück aufweist, das elektrisch
mit mindestens einer benachbarten Länge des Sammelschienenstreifens
verbunden ist.
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Eine
als elektrischer Widerstand ausgebildete Flächenheizung weist zum Beispiel
eine Anordnung von dünnen,
nahe beieinanderliegenden Drähten
oder eine elektrisch leitende dünne
Schicht (einschließlich
einer Beschichtung) auf. Längliche
elektrische Verbindungseinrichtungen enthalten Sammelschienen, Anschlusskabel,
(einschließlich
freier Anschlusskabel), Leitungsschnüre, Beflechtungen, Krampen,
Bänder,
Klemmen und andere bekannte längliche
elektrische Verbinder, wobei es eine bevorzugte Praxis ist, die
Verbindung mit der als Widerstand ausgebildeten Flächenheizung über Sammelschienen
herzustellen, die Sammelschienen zur Umfangskante des Fensters zu
verlängern
und dort die Verbindung mit einer der anderen länglichen Verbindungseinrichtungen
herzustellen, die selbst dann außerhalb des Fensters in einem
Kabelschuh, Stecker, Buchse oder anderen Einrichtung zur Verbindung
mit dem Kabelbaum des Fahrzeugs endet. Es ist aber auch möglich, die
Sammelschiene aus dem Fenster heraus und bis zum Ende zu verlängern, obwohl
der exponierte Teil der Sammelschiene in diesem Fall einen Schutz
oder eine Verstärkung
benötigen
kann.
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Die
Länge(n)
des Sammelschienenstreifens neben der Ecke kann (können) das
separate Sammelschienenstreifen-Eckstück überlappen oder von diesem überlappt
werden, oder kann (können)
an das Eckstück
anstoßen,
mit oder ohne einem Zwischenraum zwischen der benachbarten Länge und
dem separaten Stück.
Wenn ein Zwischenraum vorhanden ist, wird er natürlich von der elektrischen
Verbindung überbrückt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Fenster
fallt das Umbiegen der Sammelschiene weg, und Bediener-Probleme
beim genauen Positionieren einer Ecke der Sammelschiene werden stark
gelindert. Dies verringert einerseits den Ausschussgrad und erleichtert
andererseits die Automatisie rung des Prozesses der Positionierung
von Sammelschienen bei der Herstellung eines beheizten Fensters.
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Vorzugsweise
wird das separate Sammelschienen-Eckstück in eine gewünschte Form,
zum Beispiel eine gewünschte
Krümmung,
vorgeformt. Dies ermöglicht
eine genauere Positionierung der Ecke der Sammelschiene in Bezug
auf die Ecke des Fensters.
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Es
wird bevorzugt, das Eckstück
in Abstand zur Umfangskante der Ecke des Fensters anzuordnen, d.h.
es in einer kurzen Entfernung von der Ecke nach innen zu positionieren.
Vorzugsweise wird das Sammelschienenstreifen-Eckstück mit einer
Krümmung
vorgeformt, die derjenigen des Fensters ähnlich, aber mit um diese Entfernung
verringertem Radius (oder Radien) ist. Dadurch kann das Eckstück so in
der Fensterecke positioniert werden, dass die daraus entstehende
Sammelschiene parallel zur Umfangskante des Fensters liegt und von
ihr den erwähnten
Abstand hat. In diesem Raum steht das Zwischenschichtmaterial mit
benachbarten Lagen von Verglasungsmaterial in Kontakt und bildet
so beim Durchgang durch den Autoklaven eine wetterfeste Dichtung,
welche die Sammelschiene (einschließlich des separaten Eckstücks mit
seinen elektrischen Kontakten zu benachbarten Sammelschienenlängen) im
Fenster versiegelt.
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Eine
bevorzugte Art, eine gute, sichere und dauerhafte elektrische Verbindung
zwischen dem Sammelschienenstreifen-Eckstück und der (den) benachbarten
Streifenlänge(n)
zu gewährleisten,
ist es, die beiden zusammenzulöten,
und eine besonders bevorzugte Art des Lötens ist es, ein Lötgut mit
niedrigem Schmelzpunkt zu verwenden, so dass das Lötgut beim
Durchgang durch den Autoklaven schmilzt. Das heißt, dass das Löten während des
Durchgangs durch den Autoklaven erfolgt, ohne die Notwendigkeit
eines gesonderten manuellen Lötschritts,
und dies trägt wiederum
zur Automatisierung des Prozesses und zur Kostenverringerung bei.
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Diese
Löttechnik
bietet daher eine bevorzugte Möglichkeit,
eine Sammelschiene zu verlängern, und
daher liefert die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Bildung
einer verlängerten
Sammelschiene in einem Verbundfenster, das darin besteht, eine sichere
elektrische Verbindung zwischen überlappenden
Sammelschienenteilen zu bilden, die je einen leitenden Streifen
enthalten, wobei mindestens eine der zu verbindenden Leiterstreifenoberflächen mit
einer Beschichtung aus einem Niederschmelzpunkt-Lötgut versehen
ist, wodurch beim Durchgang des Verbundmaterials durch den Autoklaven
das Lötgut
schmilzt, um die Verbindung herzustellen. Das Lötgut kann in Form einer durchgehenden
Beschichtung auf einem der (oder den beiden) zu verbindenden Streifen
vorliegen oder örtlich
vorgesehen werden, zum Beispiel als Klecks (kleiner runder Fleck) auf
einem der Streifenteile.
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Die
vorliegende Erfindung liefert auch ein Verfahren zur Herstellung
eines elektrisch beheizten Fensters aus mindestens zwei Lagen aus
durchsichtigem Verglasungsmaterial und mindestens einer Lage aus
Zwischenschichtmaterial, die sich dazwischen erstreckt, die zusammen
mit der als Widerstand ausgebildeten Flächenheizung laminiert werden,
die sich zwischen den Lagen von Verglasungsmaterial erstreckt, wobei
das Verfahren das Anordnen von länglichen
elektrischen Verbindungseinrichtungen, zu denen mindestens eine
um eine Ecke verlaufende Sammelschiene gehört, in der Art aufweist, dass
sie sich von der Heizung über
die Umfangskante des Fensters hinaus erstrecken und außerhalb
des Fensters enden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ecke der Sammelschiene
durch Positionieren eines separaten Sammelschienenstreifen-Eckstücks neben mindestens
einer Länge
von Sammelschienenstreifen und durch elektrisches Verbinden der
beiden miteinander geformt wird.
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Die
Erfindung wird nun durch die folgende, nicht einschränkend zu
verstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen dargestellt, in denen:
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1 eine allgemeine Ansicht
eines elektrisch beheizten Fensters, gesehen in einer Richtung in
etwa senkrecht zur Oberfläche
des Fensters ist,
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2 eine stark vergrößerte Querschnittsansicht
eines kleinen Randbereichs des Fensters der 1 ist, gesehen entlang der Linie II–II in 1,
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3 eine vergrößerte Ansicht
einer Ecke eines elektrisch beheizten Fensters gemäß dem Stand
der Technik in gleicher Sichtrichtung wie 1 ist,
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4 eine ähnlich vergrößerte Ansicht
eines elektrisch beheizten Fensters entsprechend der in 3 gezeigten Ecke, aber gemäß der Erfindung
gestaltet, darstellt,
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5 ein separates Eckstück eines
Sammelschienenstreifens gemäß der Erfindung
darstellt. Das Stück
entspricht demjenigen in 4,
ist aber noch etwas größer dargestellt.
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1 zeigt ein Beispiel eines
elektrisch beheizten Fensters 1, bei dem die Erfindung
angewandt werden kann, wobei das Beispiel eine Windschutzscheibe
für ein
Auto ist. Das Fenster hat eine Umfangskante 100, die eine
Oberkante 10, eine Unterkante 11, und Seitenkanten 16, 17 aufweist.
In diesem Beispiel wird die als elektrischer Widerstand ausgebildete
Flächenheizung 2 von
einer Anordnung von dünnen,
nahe beieinanderliegenden Drähten 3, zum
Beispiel aus Wolfram, gebildet. Die Drähte 3 sind in zwei
Feldern 4, 5 angeordnet, die sich zwischen jeweiligen
Sammelschienen erstrecken. Dementsprechend gibt es zwei Sammelschienen 6, 7,
die sich entlang der Oberkante 10 der Windschutzscheibe
erstrecken, und zwei Sammelschienen 8, 9, die sich
entlang der Unterkante 11 erstrecken. Die Anzahl von Feldern
von Drähten
kann je nach der Größe der Windschutzscheibe
variieren, und die Sammelschienen bestehen aus elektrisch leitenden
Streifen, normalerweise Metallstreifen, zum Beispiel Kupferstreifen
mit einer Breite von 3 bis 6 mm, vorzugsweise 6 mm, und einer Dicke
von etwa 0,04 bis 0,08 mm. Die Streifen sind vorzugsweise verzinnt,
mit einer Oberflächenlage
aus Zinn oder Zinnbleilegierung (Sn:Pb Verhältnis 60:40), um das Kupfer
vor Oxidierung zu schützen.
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Man
versteht, dass, da bei beheizten Fenstern der in der vorliegenden
Beschreibung beschriebenen Art die Heizdrähte sehr nahe beieinander liegen,
es in 1 nicht möglich ist,
alle Drähte
darzustellen, die tatsächlich
in solchen Fenstern vorhanden sind. Folglich sollte klar sein, dass
nur ein Bruchteil der Heizdrähte
in 1 gezeigt ist, und
dass sie weiter auseinanderliegend dargestellt sind, als es tatsächlich der
Fall ist. Um eine übermäßige Wiederholung
für den
Zeichner zu vermeiden, sind außerdem da,
wo die von Drähten
bedeckte Fläche
relativ breit ist, in einem Teil der Fläche keine Drähte eingezeichnet.
Stattdessen wurden strichpunktierte Linien verwendet, um das Ausmaß der von
Drähten überdeckten
Fläche
anzuzeigen.
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In
diesem Beispiel erstrecken sich die oberen Sammelschienen 6, 7 um
die oberen Ecken 12, 13 und an den Seiten 16, 17 der
Windschutzscheibe nach unten. Dementsprechend enthält die Sammelschiene 6 eine Ecke 101,
und die Sammelschiene 7 enthält eine Ecke 102.
Die Sammelschienen 6, 7, 8, 9 können mit
freien Anschlusskabeln 18 durch Löten, aus Gründen der sauberen Anordnung
ggf. über
eine kleine Verbinderklemme bekannter Bauart (nicht dargestellt),
verbunden sein, und die Anschlusskabel haben Enden 19,
die für
den Anschluss an eine Spannungsversorgung geeignet sind. Alternativ
können übliche Kabelschuhverbinder
an die Enden der Sammelschienen gelötet und Anschlusskabel an den Kabelschuhen
befestigt sein.
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Die
Verbindung der Drähte
3 mit
dem jede der Sammelschienen
6,
7,
8,
9 bildenden
Streifen wird vorzugsweise durch die Verwendung eines weiteren Stücks von
Sammelschienenstreifen (nicht dargestellt) unterstützt, um
mit den Drähten
zwischen den beiden Streifen eine Sandwichanordnung zu bilden, wobei
eine Fläche
mindestens eines der Sammelschienenstreifen mit einer Oberflächenschicht aus
einem Lötgut
mit niedrigem Schmelzpunkt versehen ist, so dass das Lötgut beim
Durchgang durch den Autoklaven schmilzt, um einen guten elektrischen
Kontakt zwischen dem Sammelschienenstreifen und den Drähten zu
liefern. Eine solche Technik ist aus der
EP 385 791 bekannt.
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Eine
Windschutzscheibe, wie sie in 1 gezeigt
ist, kann wie oben beschriebene Abdeckungsmittel aufweisen. Solche
Abdeckungsmittel wurden jedoch aus Klarheitsgründen aus 1 weggelassen, so dass die Gestaltung
der Sammelschienen sichtbar ist.
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2 zeigt einen stark vergrößerten Querschnitt
eines kleinen Teils des Rands der Windschutzscheibe aus 1. Ein Abdeckungsmittel
in Form eines undurchsichtigen Bands 20, das aus keramischer
Tinte oder einer organischen Grundierung bestehen kann, wurde aus
Gründen
der Vollständigkeit
zur Querschnittsansicht hinzugefügt,
und die Sammelschiene 6 ist in der Zeichnung gezeigt. Aus Klarheitsgründen sind
die Di cken des Abdeckungsbands 20 und der Sammelschiene 6 in
Bezug auf die anderen Teile der Zeichnung übertrieben dargestellt. 2 zeigt eine typische Gestaltung
für eine
Verbund-Windschutzscheibe, die zwei Lagen 21, 22 aus Glas
mit einer Lage 23 aus Zwischenschichtmaterial, zum Beispiel
PVB, dazwischen aufweist. Natürlich sind
andere Gestaltungen möglich,
zum Beispiel kann eine Flugzeug-Windschutzscheibe 5 Lagen, zum
Beispiel Lagen bestehend aus Glas, Polyurethan, Acrylverglasungsmaterial,
Polyurethan und Glas, aufweisen.
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In 2 ist die Glaslage 21 die äußere Lage, d.h.
die Lage, die nach außen
zeigt, wenn die Windschutzscheibe in einem Fahrzeug installiert
ist, und die Lage 22 ist die innere Lage. Die Sammelschiene 6 ist
auf der Außenfläche 25 der
inneren Lage 22 zwischen dieser Lage und der Zwischenschicht 23 angeordnet.
Es ist auch möglich,
die Sammelschienen (und damit natürlich die Drähte) auf
der Innenfläche 24 der äußeren Lage 21 zu
positionieren.
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In
den 1 und 2 ist es eine bevorzugte
Art der Anordnung der Verbindung der Sammelschienen 6, 7, 8, 9 mit
den freien Anschlusskabeln 18, eine Aussparung in der inneren
Lage 22 an den geeigneten Ecken 14, 15 vorzusehen,
d.h. die Kante der inneren Lage 22 ist von der Kante der äußeren Lage 21 zurückversetzt.
Dadurch wird ein Bereich 26 auf der Fläche 24 vorgesehen,
in dem die Zwischenschicht 23 und die Sammelschiene offen
liegen, aber von der Glaslage 21 getragen werden, so dass
das Löten
des freien Anschlusskabels (und seiner Klemme, wenn verwendet) leicht
und in einer Stellung durchgeführt werden
kann, in der die gelötete
Verbindung weniger Beschädigungen
ausgesetzt ist und die Installierung der Windschutzscheibe weniger
stört.
Der Bereich 26 wird durch die ausgesparte Kante der inneren
Lage 22 zusammen mit der Kante der äußeren Lage 21 begrenzt.
Der ausgesparte Bereich 26 kann alternativ auf der Fläche 25 vorgesehen
werden, zum Beispiel durch Aussparen der Kante der äußeren Lage 21.
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Die 3 und 4 sind stark vergrößerte Ansichten einer Ecke
und des sie umgebenden Teils einer Windschutzscheibe entsprechend
dem in einem Kreis an der Ecke 13 der 1 gezeigten Bereich. 3 zeigt die Gestaltung der Ecke gemäß dem Stand
der Technik, während 4 die Gestaltung gemäß der Erfindung
zeigt.
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In 3 umrundet eine Sammelschiene 30 die
Ecke 31 einer Windschutzscheibe 32 als Ergebnis
des Faltens des Sammelschienenstreifens. Man sieht genau, wie der
gefaltete Abschnitt 33"die
Ecke schneidet",
d.h. von der Kante 34 der Windschutzscheibe abweicht, so
dass der Abstand der Sammelschiene 30 von der Kante 34,
der durch den Pfeil A bezeichnet ist, in der Mitte der Ecke ein
Maximum erreicht. In anderen Worten ist es der gefaltete Abschnitt 33,
der am ehesten die Herstellergrenze für die Entfernung der Sammelschiene
von der Kante überschreitet.
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In
gleicher Weise ist es aus der Betrachtung der 3 verständlich, wie Versuche, den gefalteten Abschnitt 33 weiter
in die Ecke 31 zu positionieren, dazu führen könnte, dass die Faltlinien 35, 36 die Kante 34 überqueren,
so dass sie freigelegt werden.
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4 zeigt eine entsprechende
Ecke einer erfindungsgemäßen Windschutzscheibe.
Die Sammelschiene 7 umrundet die Ecke 13, und
die Ecke 102 der Sammelschiene weist ein separates Sammelschienenstreifen-Eckstück 40 auf,
das elektrisch mit zwei benachbarten Längen 41, 42 des
Sammelschienenstreifens verbunden ist. Das Eckstück 40 kann aus dünnem Blech,
zum Beispiel verzinntem Kupfer, mit der gleichen Dicke und Breite
wie der gerade Sammelschienenstreifen sein und mit dem gleichen
Metall oder der gleichen Legierung verzinnt sein. Eine bevorzugte
Art, Eckstücke
herzustellen, ist das Vorformen von Metall durch Schneiden, zum
Beispiel durch Ausstanzen, von geeignet geformten Stücken aus
einem Kupferblech mit der erforderlichen Dicke, die dann verzinnt
werden.
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Es
ist wünschenswert,
die Eckstücke
mit einer Krümmung
vorzuformen, die gleich derjenigen der Ecke der Windschutzscheibe
ist, aber mit einem Radius (oder Radien im Fall einer Ecke mit einem Verbund-,
d.h. variierendem Radius), der um einen Abstand von bis zu 10 mm
verringert ist, so dass die vervollständigte Sammelschiene parallel
zur Umfangskante des Fensters angeordnet werden kann und von ihr
um diesen Abstand entfernt ist. Vorzugsweise beträgt dieser
Abstand etwa 2 mm; der Abstand wird in 4 durch den Pfeil B angezeigt. Wenn die
Krümmung
einer Ecke einer Windschutzscheibe einfach ein Kreisbogen ist, hat
sie natürlich nur
einen Radius, und dann wird das Eckstück dementsprechend auch wie
ein Kreisbogen vorgeformt.
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Benachbart
zum Eckstück 40 befinden
sich zwei Längen
von Sammelschienenstreifen 41, 42, welche die
geraden Strecken der Sammelschiene nahe der Oberkante 10 und
der Seitenkante 17 der Windschutzscheibe bilden. Diese
Längen
sind elektrisch mit dem Eckstück
verbunden, um die Sammelschiene 7 zu bilden, die ein Teil
einer elektrisch durchgehenden Verbindungseinrichtung ist, die sich von
der Flächenheizung 2 zum
Ende 19 erstreckt. Während
es möglich
ist, Sammelschienenteile, die das Eckstück 40 und die Sammelschienenlängen 41, 42 enthalten,
in einem zueinander beabstandeten Verhältnis zu positionieren, wobei
elektrische Verbindungen den Zwischenraum zwischen ihnen überbrücken, wird
es bevorzugt, dass die Teile ein überlappendes Verhältnis haben,
wie es in 4 dargestellt ist.
Die Details, welches Teil teilweise über einem an deren liegt, werden
durch die bevorzugte Montage bestimmt, und verschiedene Vertauschungen
sind natürlich
möglich.
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Der
elektrische Kontakt zwischen den Sammelschienenteilen kann durch
engen physikalischen Kontakt auf den Oberflächen der Teile hergestellt werden,
aber aus Sicherheitsgründen
und für
eine verlässliche
Langzeitbeständigkeit
des elektrischen Kontakts wird bevorzugt, die Teile zusammenzulöten, und
eine aufgrund ihrer Bequemlichkeit bevorzugte Löttechnik ist es, ein Lötgut mit
einem so niedrigem Schmelzpunkt zu verwenden, dass das Lötgut beim Durchgang
durch den Autoklaven schmilzt. Vorteilhafterweise können die
Sammelschienenteile mit einer Beschichtung oder nur einem oder zwei
Lötflecken
(d.h. ein oder zwei runde Flecken von grob 2 bis 6 mm Durchmesser)
eines Lötguts
mit niedrigem Schmelzpunkt versehen werden, ehe sie positioniert werden;
tatsächlich
kann das Eckstück
so vom Eckstückhersteller
mit Lötgut
versehen geliefert werden. Wenn die Heizdrähte
3 an den Sammelschienen durch
die Technik der
EP 385 791 befestigt
wurden, ist eine der benachbarten Längen der Sammelschiene (obere
Länge
41 in
4) schon mit Lötgut mit niedrigem
Schmelzpunkt beschichtet, und es muss nur noch Lötgut für die Verbindung zwischen dem Eckstück
40 und
der Seitenlänge
der Sammelschiene
42 vorgesehen werden.
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5 zeigt ein solches Eckstück. Es ist
auf eine kreisförmige
Krümmung
mit einem Radius von etwa 60 mm vorgeformt und mit eine Lötfleck 50 auf seiner
Unterseite nahe einem Ende 52 versehen. Wo es wichtig ist,
dass das Eckstück
auf eine bestimmte Weise herumgedreht positioniert wird, zum Beispiel, weil
nur ein Lötfleck
vorhanden ist oder wegen einer Änderung
der Krümmung
entlang des Eckstücks,
ist es nützlich,
Mittel zum schnellen Unterscheiden der beiden Enden des Eckstücks vorzusehen.
In diesem Fall ist das lötgutfreie
Ende 51 abgerundet, während das
gelötete
Ende 52 spitz ist.
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Das
Lötgut
wird so ausgewählt,
dass es unter den während
des Autoklavierens auftretenden Bedingungen schmilzt; tatsächlich hat
in der vorliegenden Beschreibung der Begriff "niedriger Schmelzpunkt" bei der Beschreibung
eines Lötguts
die Bedeutung, dass das Lötgut
unter den während
des Autoklavierens eines Verbundfensters vorhandenen Bedingungen
schmilzt. Wenn PVB für
die Zwischenschicht verwendet wird, findet das Autoklavieren normalerweise
bei einer Temperatur in dem Bereich von 135°C bis 150°C und unter einem Druck von
8 bis 15 Bar während
eines Zeitraums zwischen 15 und 45 Minuten statt. Andere Zwischenschichtmaterialien können aber
bei Temperaturen in einem höheren
Bereich bis zu 160° oder
170°C autoklaviert
werden.
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Das
Lötgut
sollte vorzugsweise die Sammelschienenteile anfeuchten und kann
eine schmelzbare Legierung sein. Zu den bevorzugten Legierungen
gehören
ein Blei/Wismut-Eutektikum, das bei 124°C schmilzt, und ein Zinn/Wismut-Eutektikum,
das bei 138°C
schmilzt.
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Man
versteht, dass, da die Sammelschienenteile normalerweise mit einer
Zinnbleilegierung mit einem Sn:Pb-Verhältnis von 60:40 verzinnt werden
(d.h. einem Legierungslötgut
mit höherem Schmelzpunkt),
das Lötgut
mit niedrigem Schmelzpunkt über
und in Kontakt mit der Legierung mit höherem Schmelzpunkt aufgetragen
wird. In diesem Fall ist es möglich,
dass die beiden Schichten von Lötgut
miteinander reagieren, um andere Legierungen zu erzeugen. Da das
Lötgut
mit niedrigem Schmelzpunkt normalerweise aber in größerer Menge
vorhanden ist als das Lötgut
mit hohem Schmelzpunkt, das nur in einer sehr dünnen verzinnten Schicht vorliegt,
wurde dies bisher in der Praxis nicht zu einem Problem.
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Nun
wird die Herstellung eines elektrisch beheizten Fensters gemäß der Erfindung
kurz beschrieben. Es weist in bekannter Weise eine Anord nung von
dünnen,
nahe beieinanderliegenden Drähten auf,
die an Sammelschienen befestigt sind, welche die Drähte an entgegengesetzten
Enden der Anordnung durchqueren. Beispiele für Verfahren zur Herstellung
einer solchen Anordnung werden in GB 2 228 711 und
EP 443 691 gegeben. Wenn sie nicht
vor Ort auf einem Stück
Zwischenschicht gebildet wird, wird die Anordnung auf ein solches
Stück gelegt,
das selbst auf einem flachen Tisch liegt, der eine Schablone aufweist,
welche den Umriss des herzustellenden Fensters auf der Oberfläche des
Tisches markiert zeigt. Dadurch können die Anordnung und die Sammelschienen
genau in Bezug auf den Umriss des Fensters positioniert werden.
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Zu
diesem Zeitpunkt weisen die an den Drähten befestigten Sammelschienen
nur gerade Längen
von Sammelschienenstreifen auf, zum Beispiel die obere Länge 41,
wie in 4 gezeigt, vorzugsweise
mit einem Lötgut
mit niedrigem Schmelzpunkt beschichtet. Solche Längen werden so nahe wie möglich an
die Ecke des Fensterumrisses angepasst genommen, d.h. bis es nicht
mehr möglich
ist, die Länge
parallel zur Kante zu positionieren, z.B. der Kante 10 des
Umrisses. Die Länge
von Sammelschienenstreifen wird dann an diesem Punkt abgeschnitten.
Gerade Linien werden auf die Zwischenschicht neben den Seitenkanten
des Fensterumrisses in ähnlicher
Weise aufgelegt, zum Beispiel die Länge 42 neben der Kante 17.
Ein Eckstück,
vorzugsweise schon mit Lötgut
mit niedrigem Schmelzpunkt versehen, wird in der Ecke parallel zur
Kante des Umrisses angeordnet, wobei seine Enden die Enden der geraden
Längen überlappen.
Wo die Länge
von an den Drähten
befestigtem Sammelschienenstreifen (zum Beispiel die Länge 41 der
Sammelschiene 7) von der Sandwich-Bauart sein soll, wird die
zweite Länge
von Sammelschienenstreifen auf die erste aufgelegt, um das Eckstück zu überlappen. Wenn
das Auflegen von Sammelschienen vollständig durchgeführt wurde,
werden beliebige zu verwendende Kabelschuh- oder Klemmenverbinder
an die Sammelschienen gelötet.
Freie Anschlusskabel können nun
oder nach dem Durchgang durch den Autoklaven befestigt werden.
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Die
Zwischenschicht wird dann zu einem Verbundfenster von der gewünschten
Gestaltung verarbeitet, d.h. genau auf eine Glasscheibe aufgelegt,
die in Form geschnitten (und im Fall einer Windschutzscheibe gekrümmt) wurde,
um eine Lage des Verbundfensters zu bilden, und eine weitere, in
gleicher Weise vorbereitete Glasscheibe wird auf die Zwischenschicht
in einem übereinanderliegenden Verhältnis angeordnet.
Während
die Einheit von drei Lagen genau in Stellung zueinander gehalten
wird, wird die Zwischenschicht durch Entfernen von überschüssigem vorstehendem
Zwischenschichtmaterial in eine annähernde Form zugerichtet.
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Die
Einheit wird dann entlüftet
und in bekannter Weise unter Temperatur- und Druckbedingungen autoklaviert,
die für
das Zwischenschichtmaterial geeignet sind, zum Beispiel für PVB bei
135°C bis
150°C und
8 bis 15 Bar während
15 bis 45 Minuten. Während
des Autoklavierens schmilzt das Lötgut mit niedrigem Schmelzpunkt,
falls es verwendet wurde, und lötet
das Sammelschienen-Eckstück
an die benachbarten Längen
von Sammelschienenstreifen.
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Nach
dem Durchgang durch den Autoklaven kann das Fenster durch genaues
Formzurichten der Zwischenschicht mittels Schneiden oder Abschleifen endbearbeitet
werden.
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Obwohl
die Struktur und die Herstellung eines erfindungsgemäß verbesserten
Fensters unter Bezugnahme auf eine obere Ecke eines Fensters beschrieben
wurde, ist es klar, dass die Erfindung für eine beliebige Ecke eines
Fensters verwendet werden kann, um die eine Sammelschiene herumgeführt werden
soll.