DE9410175U1

DE9410175U1 - Beheizbarer Spiegel

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Publication number: DE9410175U1
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Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 1994-09-29
Anticipated expiration: 2004-06-24

Description

Die Neuerung bezieht sich auf einen beheizbaren Spiegel,
insbesondere Außenspiegel für Kraftfahrzeuge, mit einem elektrischen Heizelement, welches in thermischer Verbindung mit

dem Spiegel steht und wenigstens einem Temperatursensor, welcher mit einem Schalter für das elektrische Heizelement zusammenwirkt, wobei der Spiegel an seiner Außenoberfläche mit einer leitfähigen, transparenten Beschichtung versehen ist, und die Beschichtung in wenigstens zwei elektrisch voneinander getrennte Bereiche unterteilt ist, und wobei die elektrisch voneinander getrennten Bereiche gesondert kontaktiert sind.

Beheizbare Spiegel der eingangs genannten Art sind als Außenspiegel für Kraftfahrzeuge bereits in Verwendung. Zumeist ist bei derartigen Spiegeln die mit dem Spiegelbelag bedampfte
Rückfläche des Spiegels mit Widerstandsheizelementen in Form
von Bahnen verbunden, und es ist gleichfalls bereits bekannt, derartige Heizelemente für beheizbare Spiegel in Abhängigkeit von der Außentemperatur oder von Hand zu schalten.

Eine Beheizung eines im Freien befindlichen Spiegels bzw.
Außenspiegels eines Kraftfahrzeuges ist aber nicht prinzipiell erforderlich, wenn die Temperatur einen bestimmten Wert unterschreitet. Genaugenommen ist die Beheizung eines Spiegels nur dann sinnvoll, wenn der Spiegel seiner Funktion deshalb nicht mehr gerecht werden kann, da seine Oberfläche beschlagen oder verschneit ist. Die hauptsächliche Ursache für das Unbrauchbarwerden solcher im Freien befindlicher Spiegel ist somit eine erhöhte Feuchtigkeit, welche sich kondensierend an der
Spiegeloberfläche niederschlägt.

Die Neuerung zielt nun darauf ab, einen beheizbaren Spiegel der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem die Energie, welche für das Beheizen erforderlich ist, besser genutzt wird und lediglich dann zugeführt wird, wenn dies zur Verbesserung der Funktion des Spiegels sinnvoll erscheint. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht der neuerungsgemäße beheizbare Spiegel im wesentlichen darin, daß der zwischen voneinander durch Ätzung elektrisch getrennten Bereichen bestehende elektrische Widerstand überwacht wird, wobei bei Unterschreiten eines vorbestimmten Widerstandswertes ein Schalter zum Einschalten der Heizung betätigbar ist, daß die Heizleistung in Abhängigkeit vom Isolationswiderstand zwischen den elektrisch leitfähigen Bereichen an der Spiegeloberfläche und in Abhängigkeit von den Signalen des Temperatursensors geschaltet ist,

., c wobei der Widerstandsmeßwert prioritär in die Steuerschaltung eingreift und daß die elektrischen Heizelemente als Flächenbeschichtung aus elektrisch leitfähigem Material ausgebildet sind und zumindest teilweise an der Spiegelrückseite angeordnet sind. Durch die an der Außenoberfläche angeordnete

transparente leitfähige Beschichtung, welche in wenigstens 20

zwei elektrische voneinander getrennte Bereiche unterteilt ist, werden Grenzflächen zwischen einander gegenüberliegenden und voneinander isolierten elektrisch leitenden Bereichen geschaffen, sodaß es möglich wird, diese Oberfläche als Feuchtigkeitssensor zu schalten. Der Isolationswiderstand zwisehen einander gegenüberliegenden voneinander elektrisch isolierten Bereichen wird durch kondensierende Feuchtigkeit erheblich herabgesetzt, sodaß ein Absinken des Widerstandswertes auf ein Beschlagen hindeutet, wodurch wiederum die Notwendigkeit signalisiert wird, den Spiegel zu beheizen. Ein derartiges Beschlagen eines Spiegels kann prinzipiell nahezu bei jeder Temperatur auftreten, da es lediglich erforderlich ist, daß der Spiegel bedingt durch äußere Umstände kühler als die Umgebungsluft ist, und die Umgebungsluft beispielsweise mit Wasserdampf gesättigt ist. Durch die gesonderte Kontaktierung der elektrisch voneinander getrennten Bereiche können die Signale einer Mehrzahl von Sensorelektroden durch eine entspre-

chende Schaltungsanordnung ausgewertet werden, wobei neben der Auswertung des elektrischen Widerstandes naturgemäß auch die Auswertung der Kapazität die Ausbildung eines Feuchtesensors erlaubt.

Insgesamt erlaubt die Aufbringung einer leitfähigen transparenten Beschichtung an der Oberseite bzw. Außenoberfläche des Spiegels eine kostengünstige und einfache Ausgestaltung eines in den Spiegel selbst integrierten Feuchtesensors, dessen Sig-

^O nale unmittelbar mit der Schaltlogik für die Beheizung verknüpft werden können, wobei die Ausbildung neuerungsgemäß so getroffen ist, daß die Heizleistung in Abhängigkeit vom Isolationswiderstand zwischen den elektrisch leitfähigen Bereichen an der Spiegeloberfläche und in Abhängigkeit von den Signalen des Temperatursensors geschaltet ist, wobei der Widerstandsmeßwert prioritär in die Steuerschaltung eingreift. Mit Rücksicht auf den eingangs genannten Umstand, daß genaugenommen ein Beschlagen des Spiegels der vorrangige Grund für die Betätigung einer Spiegelbeheizung ist, ist es sinnvoll, die Spiegelbeheizung nur dann einzuschalten, wenn ein derartiges

Beschlagen des Spiegels durch kondensierende Feuchtigkeit beobachtet wird.

Um nun eine möglichst schnelle Erwärmung der zu beheizenden Spiegeloberfläche zu erzielen, ist es erforderlich, die je-

^iJ weils mit der Erwärmung verbundenen Massen gering zu halten und vorteilhaft sicherzustellen, daß die Wärme in erster Linie in das zu beheizende Medium, nämlich das Spiegelglas und nicht in andere Bereiche, wie beispielsweise das Gehäuse, die Umgebungsluft oder dergleichen, gelangt. Dies wird dadurch erreicht, daß die elektrischen Heizelemente als Flächenbeschichtung aus elektrisch leitfähigem Material ausgebildet und an der Spiegelrückseite angeordnet sind, wo eine derartige Flächenbeschichtung besonders dünn ausgebildet werden kann und daher eine besonders geringe Masse aufweist. Zum Aufbringen einer derartigen Flächenbeschichtung aus elektrisch leitfähigem Material zur Ausbildung der Heizelemente ist die Ausbil-

dung mit Vorteil so getroffen, daß die metallisch leitenden Flächen für die Heizelemente und für die leitfähige transparente Beschichtung in einem Plasmaverfahren, insbesondere durch Lichtbogenzerstäubung oder einem Dünnfilmbeschichtungsverfahren, aufgebracht sind.

Durch die Lichtbogenzerstäubung bzw. durch Dünnfilmbeschichtungsverfahren werden die metallischen Leiter so auf das Spiegelglas aufgebracht, daß ein Film von wenigen Ängström bzw. wenigen Mikrometer Stärke ohne Zwischenlage von Klebstoffen oder anderen, die Haftung erhöhenden Mitteln ausgebildet werden kann, was wiederum die Masse, welche erwärmt werden muß, verringert und eine besonders schnelle Erwärmung ermöglicht. Auf diese Weise wird auch der Energiebedarf zur Erwärmung des Spiegels gegenüber den bisher bekannten Systemen wesentlich herabgesetzt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Ausbildung so getroffen, daß die Schalter für die Heizelemente als Halbleiterschalter, insbesondere Leistungstransistoren, ausgebildet sind, deren Kühlkörper mit dem Spiegel thermisch leitend verbunden sind. Durch diese Maßnahme wird auch die beim Schaltvorgang entstehende Verlustwärme in geeigneter Weise unmittelbar genutzt, sodaß wiederum der Energieverbrauch

herabgesetzt wird.
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Die transparente leitfähige Beschichtung für die Ausbildung des Feuchtigkeitssensors kann in einfacher Weise als Chromschicht ausgebildet sein, wobei die Trennung in voneinander elektrisch getrennte Bereiche beispielsweise durch Plasmaätzung erfolgen kann. Derartige Ätzverfahren bei entsprechender dünner transparenter leitfähiger Beschichtung erlauben es, exakte Breiten der Ätzung einzustellen, was sowohl für die Einstellung einer bestimmten Grundkapazität als auch für die Erzielung reproduzierbarer Ergebnisse bei einer Widerstandsmessung von besonderem Vorteil ist. Darüberhinaus hat eine derartige Beschichtung und eine derartige Ätzung den Vorteil,

daß sie vom Auge nicht wahrgenommen wird, sodaß die Eigenschaften des Spiegels unbeeinträchtigt erhalten bleiben.

Um sicherzustellen, daß bei allen in Betracht kommenden Außentemperature!! ein Beschlagen des Spiegels sicher durch die Beheizung verhindert werden kann, wird die Ausbildung mit Vorteil so getroffen, daß die Heizleistung der Heizelemente so bemessen oder geregelt ist, daß die Oberflächentemperaturen unter 200⁰C vorzugsweise unter 150⁰C bleiben. Um eine noch raschere Wärmeausbreitung an denjenigen Stellen, an welchen es zu niederschlagkondensierender Feuchtigkeit kommt, zu erzielen, kann mit Vorteil die Ausbildung so getroffen sein, daß Heizelemente wenigstens teilweise auf der gleichen Seite des Spiegels, wie die elektrisch leitfähige Beschichtung mit voneinander getrennten Bereichen ausgebildet ist.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In dieser zeigen: Fig.l einen Querschnitt durch ein neuerungsgemäßes Spiegelelement und Fig.2 eine Daraufsicht auf die Ausbildung nach Fig.l entsprechend dem Pfeil II der Fig.l.

In Fig.l ist ein Spiegelglasgrundkörper 1 dargestellt, auf ^ welchem eine transparente leitfähige Beschichtung 2 aus Chrom durch Lichtbogenzerstäubung aufgebracht wurde. An der verspiegelten Rückseite 3 des Grundkörpers 1 des Spiegels, welcher aus Glas besteht, ist eine leitfähige Heizleiterbeschichtung vollflächig aufgetragen und mit 4 bezeichnet. Die Anschlüsse für die Heizflächen 4 sind mit 5 und 6 bezeichnet, wohingegen mit der leitfähigen Vorderseite die Anschlüsse 7 und 8 verbunden sind, welche voneinander durch eine Ätzung 9 elektrisch getrennte Bereiche kontaktiert.

In der Daraufsicht nach Fig.2, ist die als Feuchtigkeitssensor wirksame Oberfläche des Spiegels näher erläutert. Die leit-

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fähige Beschichtung ist wiederum mit 2 bezeichnet, wobei die Beschichtung 2 durch eine Ätzung 9 in voneinander elektrisch isolierte Bereiche unterteilt ist. Die Kontaktierung der voneinander getrennten Bereiche erfolgt durch Anschluß der Leiter 7 und 8.. Bei kondensierender Feuchtigkeit wird die Ätzung 9 gleichfalls mit einem dünnen Wasserfilm überbrückt, wodurch sich der Widerstandsmeßwert zwischen den Leitern 7 und 8 verringert. In analoger Weise verändert sich auch die zwischen diesen beiden Leitern meßbare Kapazität. Die Signale des Feuchtigkeitssensors können unmittelbar einem Schalter für die Betätigung der Heizung zur Verfügung gestellt werden, wobei den Leitern 5 und 6 entsprechend Strom zugeführt wird.

Die Breite der Ätzung kann etwa ein hundertstel Millimeter betragen. Als Heizleistung, wie sie beispielsweise durch einen Leistungstransistor geschaltet werden kann, kann bei einer Bordspannung von 12 Volt mit 1,8 Ampere das Auslangen gefunden werden. Mit Vorteil sind die Kühlflächen eines derartigen, als Schalter eingesetzten Leistungstransistors gleichfalls mit der Heizbeschichtung 4 verbunden.

Claims

Schutzansprüche :

1. Beheizbarer Spiegel, insbesondere Außenspiegel für Kraftfahrzeuge, mit einem elektrischen Heizelement (4), welches in thermischer Verbindung mit dem Spiegel steht und wenigstens einem Temperatursensor, welcher mit einem Schalter für das elektrische Heizelement zusammenwirkt, wobei der Spiegel an seiner Außenoberfläche mit einer leitfähigen, transparenten Beschichtung (2) versehen ist, und die Beschichtung in wenigstens zwei elektrisch voneinander getrennte Bereiche unterteilt ist, und wobei die elektrisch voneinander getrennten Bereiche gesondert kontaktiert {7,8) sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen voneinander durch Ätzung (9) elektrisch getrennten Bereichen (2) bestehende elektrische Widerstand überwacht wird, wobei bei Unterschreiten eines vorbestimmten Widerstandswertes ein Schalter zum Einschalten der Heizung betätigbar ist, daß die Heizleistung in Abhängigkeit vom Isolationswiderstand zwischen den elektrisch leitfähigen Bereichen (2) an der Spiegeloberfläche und in Abhängigkeit von den Signalen des Temperatursensors geschaltet ist, wobei der Widerstandsmeßwert prioritär in die Steuerschaltung eingreift und daß die elektrischen Heizelemente (4) als Flächenbeschichtung aus elektrisch leitfähigem Material ausgebildet sind und zumindest teilweise an der Spiegelrückseite angeordnet sind.

2. Beheizbarer Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisch leitenden Flächen (4) für die Heizelemente und für die leitfähige transparente Beschichtung {2) in einem Plasmaverfahren, insbesondere durch Lichtbogenzerstäubung oder einem Dünnfilmbeschichtungsverfahren aufgebracht sind.

3. Beheizbarer Spiegel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter für die Heizelemente (4) als Halbleiterschalter, insbesondere Leistungstransistoren, ausgebil-

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det sind, deren Kühlkörper mit dem Spiegel thermisch leitend verbunden sind.

4. Beheizbarer Spiegel nach Anspruch I₁ 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente leitfähige Beschichtung (2) als Cr-Schicht ausgebildet ist.

5. Beheizbarer Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleistung der Heizelemente

IQ (4) so bemessen oder geregelt ist, daß die Oberflächentemperaturen unter 200⁰C, vorzugsweise unter 15O⁰C, bleiben.

6. Beheizbarer Spiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Heizelemente (4) wenigstens teilweise auf der gleichen Seite des Spiegels wie die elektrische leitfähige Beschichtung (2) des Feuchtigkeitssensors ausgebildet ist.