EP1119071A2 - Dispositif de liaison d'une vitre avec des fonctions électriques - Google Patents

Dispositif de liaison d'une vitre avec des fonctions électriques Download PDF

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EP1119071A2
EP1119071A2 EP01400122A EP01400122A EP1119071A2 EP 1119071 A2 EP1119071 A2 EP 1119071A2 EP 01400122 A EP01400122 A EP 01400122A EP 01400122 A EP01400122 A EP 01400122A EP 1119071 A2 EP1119071 A2 EP 1119071A2
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EP
European Patent Office
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glass
contact
contact element
window
connection device
Prior art date
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EP01400122A
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German (de)
English (en)
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EP1119071B1 (fr
EP1119071A3 (fr
Inventor
Ulrich Dr. Von Alpen
Detlev Dürkop
Martin Englmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP1119071A2 publication Critical patent/EP1119071A2/fr
Publication of EP1119071A3 publication Critical patent/EP1119071A3/fr
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1271—Supports; Mounting means for mounting on windscreens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1271—Supports; Mounting means for mounting on windscreens
    • H01Q1/1278—Supports; Mounting means for mounting on windscreens in association with heating wires or layers

Definitions

  • the invention relates to a device for connecting a window glass, in particular a window glass for a window motor vehicle, with electrical functions presenting the characteristics of the preamble of the claim 1.
  • Document DE-C1 195 36 131 discloses a window antenna diversity with connecting elements, which is used preferably for vehicles.
  • the antenna elements respectively the antenna conductor structures are deposited on the surface of a window by screen printing and are cooked when the glass is heated before it is tempered.
  • Each antenna is provided with several antennas on the same window, in order to be able to use different directions of receiving incident transmitters and selecting automatically each time the transmitter having the intensity of optimal field.
  • faces of connection of individual antennas are locally grouped in one place in the edge area of the window.
  • a contact element multiple in the form of a special flat cable section, which has a counter-contact for each connection face in addition to the corresponding conductor.
  • the signals electrical antennas are transmitted by these conductors to the respective amplifiers arranged at a distance from the window.
  • Simple AM / FM antennas have been produced for several years on windshields, side windows or rear glasses either by placing metal wires in windscreens in laminated safety glass either by conductive structures screen printed on glass single window security for side or rear windows. Preferred forms of implementation also use the rear sunglasses heating range to make one antenna.
  • plug connectors are also frequently used or spring contacts.
  • the future development of the information needs of the driver of the vehicle with increasing density of traffic leads to the networking of different systems with the objective of intelligently managing the flow of vehicles in such a way that for example the exact position determination possible with the Aglobal positioning system @ (GPS) in combination with automatic planning of the route and stationary facilities for measuring traffic flow allows optimal pursuit of the goal.
  • GPS Aglobal positioning system @
  • the future role of the driver of the vehicle as an active and passive participant in a wide wireless information and communication network involves the development of on-board reception systems correspondents, who activate information systems in the vehicle. These reception systems include integrated antenna systems for individual communication including necessary electronics amplifiers, respectively adapters impedance.
  • the information systems currently used in vehicles are AM and FM radio transmitters, UHF video, GSM phone as well as GPS navigation. Until now, these are linked to the individual networks in part by separate stick, sphere or increasing.
  • a position of the antenna systems on the rear window or window rear is optimal for compatibility reasons electromagnetic, while they should preferably be installed in the windshield in vehicles with the rear central engine and also with bodywork variables.
  • All systems must meet the requirement of a panoramic reception as little disturbed as possible. This is not allowed, however, with antenna structures two-dimensional, only by the fact that in each position of the vehicle, the optimal position of the antenna with the signal the strongest is selected using a controller diversity by several antennas located in different positions on the glass (diversity system) and be introduced in on-board information systems.
  • the number of individual diversity systems required depends on the geometric configuration, compatibility vehicle-specific electromagnetic and possibility obtain high signal intensities by mixing signals (phase-amplitude sum).
  • connection systems to be used must meet severe industry requirements automotive weather and weather stability temperature as well as resistance to vibrations etc.
  • the antenna amplifier and the impedance adapter should be positioned too as close as possible to the individual antenna bases, to guarantee as good a reception as possible with large margin of protection.
  • said antenna bases must be arranged at relatively large distances from each other on the face of the glass, because, especially in systems diversity, there is a strong dependence between the intensity of detectable field on a glass antenna and the direction of influence of the transmitter concerned.
  • a glass antenna system (DE-A1 39 11 178), in which electrical components are installed directly on, in or near a vehicle window and the set of antenna signals and voltages power supplied by a single bundle of cables composed of high frequency conductors and lines feed.
  • a glass antenna which can be installed as a complete unit in the vehicle body and which is electrically connected to the bodywork, respectively to the network linked to the bodywork, only by a single multiple connection in the form of a bundle of cables.
  • Amplifiers antenna (Aquadripoles @) of this system are however fixed directly on the glass and soldered with the input lines and output produced thereon by screen printing.
  • the object of the invention is to propose a device for connection, which simplifies the connection of electrical functions arranged on a window with several connection faces arranged in a decentralized manner, in particular antenna elements, with sets that follow.
  • the connecting faces of the elements functional electrics are distributed along the edge of the glass, especially in its corner areas. So, longer connection conductors disappear from the glass itself in relation to the state of the art.
  • the contact element receives a surface shape adapted to the outline of the edge of the glass, so that it can easily follow the course of radii of curvature of the fixed glass. Its counter contacts can each time be applied, in the mounting position, on the position of connection faces linked to the glass. Finally, it is planned on the contact element, in the immediate vicinity of the counter-contacts, circuit elements electrically mounted after these, such as for example electronic modules, in especially amplifiers.
  • the element matrix of contact thus not only acts as a sheath or insulation for the conductive tracks or lines conducted through it, but also support for circuit elements. Through matrix, you don't have to hear a cord of homogeneous material, but it can also be constructed in multiple layers from multiple sheets.
  • the dimensions of the contact element on the face of the glass and in particular on the edge area thereof are limited, because free vision through the glass does not should not be degraded.
  • the total length of the element contact is sized as required.
  • Their external dimensions are essentially predetermined by the number, the layout and the reciprocal distances of the connecting faces or contact for functional elements in the edge area of the glass.
  • Corner pieces in the path of the contact element can be shaped in one piece homogeneously in the matrix of it and in the conductor passing to this place, or be made by corner connectors separated, which divide the contact element into several sections. Such corner connectors can be combined with the necessary connection points between the conductors of the contact element and the elements on the glass.
  • the application and connection areas provided in the matrix of the contact element for circuit elements are reinforced, in order to allow if necessary the manufacturing by robots.
  • Such reinforcements can be made by local extra thicknesses, by inserts locally limited rigid in the matrix otherwise flexible or by placing pieces above or below additional rigid.
  • a layer of glue For the assembly of the contact element with the glass, we preferably use a layer of glue.
  • This can be a single layer, which has been deposited on one side only on the underside of the contact element, which must be applied to the glass, respectively to the edge band of it.
  • the layer glue can be a double-sided adhesive tape, one of which face is glued to the underside of the element contact and the other side of which is glued to the edge band.
  • the individual counter-contacts intended for the face respective connection on the glass are preferably provided with solder or conductive glue, to simplify the making the respective connections. If these have to be made by brazing, then the material of the support for the contact element, respectively the conductive sheet itself, will consist of a heat resistant material, for example polyimide plastic. If the contacts electrical to the window can be made by gluing, so we are less limited in the choice of subjects for the backing sheet regarding sensitivity to temperature.
  • suitable positioning accessories which define clearly beforehand in particular its orientation and positioning on the edge of the glass as well as its distance from this edge and which therefore help and facilitate the mounting.
  • These can be, for example, stops to be placed on the front edge of the glass. They can be assembled first securely, if necessary in one piece, at the contact element matrix. When the front edges of the glass must be free all around in the assembled state, these mounting accessories can be assembled with the element contact, respectively with the matrix thereof, by example by means of ribs provided with zones of least resistance. These can be quickly and easily parts after the final placement of the element contact on the glass, in order to remove the stops which are not present no longer needed.
  • the respective electrical contacts can also be produced by means of mechanical joining assemblies, by example of the type of push buttons, which are also already known for this type of use. They can also be also used as positioning accessories in the sense already mentioned and on the other hand do not exclude a additional combined assembly by brazing or gluing.
  • the flexible contact element fitted is glued to an area of the edge of the covered glass by an opaque screen printing in the form of a frame.
  • an opaque screen printing in the form of a frame.
  • this opaque edge is covered by claddings interior to the interior space of the vehicle, on a width such that the contact element is also not visible from the inside.
  • a preferred form of implementation relates to a rear window, which presents in the area upper a screen-printed band wider than 20 mm, which suitable for receiving the pre-equipped flexible conductive sheet.
  • the printed circuit board can also, in special embodiments, itself constitute a support for other structures antennas.
  • Antenna structures on the face of the glass could thus be greatly reduced or even disappear completely, depending on the vehicle equipment.
  • the structure of conductive paths could for example be carried out on two shots of the flexible printed circuit board, so that antenna structures are planned and provided with through contacts on a plane and that the connecting conductors are provided on at least one other plan, including mounting of circuit elements, modules respectively.
  • antenna structures FM, AM and UHF are integrated on the glass by the screen printing technology and that antenna systems GHz for GSM and GPS are integrated directly into or on the printed circuit board.
  • Another form of implementation may include in addition to electronic sensors on the printed circuit board, like for example a dew detector in the form of a sinuous printed structure or a rupture detector, by example in the form of a conductive loop, which can be supplied with a standby current which is interrupted in the event of a break.
  • a dew detector in the form of a sinuous printed structure or a rupture detector, by example in the form of a conductive loop, which can be supplied with a standby current which is interrupted in the event of a break.
  • the conductors of the contact element could also be integrated the busbars of current for the heating conductor field for single-pane safety glass rear glasses, which can again be connected directly to the treatment AM, FM signal.
  • the contact element will have output lines for the connection to assemblies and functional elements provided on the bodywork, in particular a circuit operating diversity. These lines are preferably gathered at one interface, so that a multiple connector can be used for later linking. In case of need, for example to avoid the reciprocal influence of different streams of signals or currents, we can however also provide several interfaces of this type. In particular, one can also use an electro-optical coupling or optical instead of purely electrical coupling, the interface must then be equipped with waveguides corresponding light and the contact element in front possibly be equipped with electro-optical converters.
  • the contact element thus formed such as a printed circuit board or sheet flexible like a pre-assembled cable comb for glass, which can integrate to a large extent, corresponding to the respective configuration of the circuit elements electrical and / or electronic, functions such as amplification, operation, agreement, conversion of signals, voltage distribution, etc., as well as all internal conductor connections for signals antenna and control as well as if necessary supply voltages.
  • conductors common for control signals as well as bars conductive for the distribution of voltage and terminals mass and possibly shielding.
  • it can also be provided instead of or in addition to the conductors electric, light waveguides for a optical signal transmission, electro-optical converters then possibly being provided as other circuit elements connected to the contact element.
  • a fixed transparent window 1 made of glass or plastic is fitted with an opaque edge band peripheral 2 as well as antenna elements 3, 4.
  • the antenna elements 3, 4, their connection sections 6 as well as the heating range 5 and its common conductors 7 can be made on the surface of a glass pane by the conventional method of screen printing from a conductive slip and baked when heating the glass for tempering. This surface is, in the assembled state, turned towards the interior side of a cockpit, where most of the edge strip opaque is covered by interior trim.
  • the necessary electrical connections from the range of heating 5, respectively of the two common conductors 7, are not described further here. They can be made with conventional individual fittings.
  • connection sections mentioned 6 extend over the face of the glass up to the opaque edge strip 2.
  • the along the upper edge of the window 1 is also arranged, on the opaque edge strip, a shaped contact element 8 of tape, which covers the ends of the sections of connection 6.
  • It serves on the one hand as a flat cable for the electrical connection and connection of elements functional electrics arranged on the glass, on the other hand also for supporting circuit elements 9 such as modules electronics, such as amplifiers, which are not indicated here only schematically in the form of housings.
  • circuit elements 9 such as modules electronics, such as amplifiers, which are not indicated here only schematically in the form of housings.
  • a 8 'output line Approximately in the middle of the contact element 8 is indicated a 8 'output line, which in a manner known per se understand all the necessary external connections the window with its electrical functional elements.
  • the external fittings can, depending on requirements, operate with an electrical, electro-optical or optical transmission of signals.
  • the output line 8 ' can be represented as a common conductor, which
  • Fig. 2 shows in detail the upper left corner of the window 1.
  • the contact element 8 covers the contact face 10.
  • One of the circuit elements 9 is located on the contact element 8 in the immediate vicinity of the face contact 10, a conductive path 14 being indicated at broken lines between the contact face 10 and the element of circuit 9. This conductive path passes inside of contact element 8, as will be further discussed, and it ends with the contact face 10.
  • Fig. 2 is also indicated, by way of illustration in lines mixed, an extension of the contact element 8 beyond the angle of the fixed pane along its left side edge as well as an electrical conductor embedded in the element of contact, which can be carried out inside this extension.
  • it can be, for example, signaling and control conductors as well as distribution conductors for antenna amplifiers active or for heating range 5, respectively for common conductors 7.
  • the element of contact 8 forms a bundle of cables for all electrical functional elements, which are provided on the window 1. With an adequate design, it can even replace conventional individual fittings for the range of heating 5.
  • FIG. 3 we recognize the vertical structure of the device in the detail area of Fig. 2.
  • the base is glass 1, on the edge area of which the opaque edge strip 2 is deposited.
  • One of connecting sections 6 comes out of the face of the glass on the edge strip 2 and ends here with the contact face 10.
  • a layer of adhesive 11 assembles the contact element 8 totally with the edge band. It spans the face of the contact element, also on the area of the connection section 6, it is however provided with a recess above the contact face 10.
  • the contact element 8 consists of the matrix formed from several thin strips of plastic 12, 13 non-conductive.
  • the strip 12 forming the underside is provided with an adhesive layer 11.
  • Between the strips are embedded in the conductive paths 14 formed of electrically conductive metal strips with appropriate cross sections for the application respective, respectively for electrical power (also known per se as a multilayer conductor).
  • the contact face 10 In the area of the contact face 10, it is provided in the lower plastic strip 12 of contact element 8 a recess, which clears one of the conductive paths 14 to this place. It can also end here. In this place, a brazed connection 15 can be made between the conductive path 14 and the contact face 10.
  • the conductive path 14 is, for this purpose, provided for this location, where appropriate also the contact face 10 itself, pre-tinning.
  • At least the plastic strip 13 of the upper side is made of a material like the polyimide, which can safely withstand the contribution of heat required for brazing the core of the assembly brazed.
  • an electrical conductor of link 16 which leads from the conductive path 14 in the module 9.
  • a reinforcement insert 17 embedded in the upper plastic strip 13 of the element contact 8 below the housing of the circuit element 9.
  • corner area is made with a corner connector separate, as an alternative to the simplified representation of FIG. 2, then the conductive path 14 will end therein and its electrical contact with the contact face 10 is made in the area covered by the corner connector. In this you can use a mechanical junction assembly by plug or push button.
  • the contact face 10 forms the socket of the antenna concerned and the brazed assembly 15, the conductive track 14 and the connecting conductor 16 form a short ohmic coupling of the antenna to the circuit element 9 forming an amplifier.
  • contact element shown schematically here is a simple form of implementation.
  • several track plans may be provided or conductive strips one above the other, in a manner known per se.

Abstract

Dans un dispositif de liaison de plusieurs éléments fonctionnels électriques disposés sur une vitre transparente, comme par exemple des antennes, au moyen d'un élément de contact flexible unique et de ses conducteurs de raccordement à des ensembles qui suivent, les faces de contact (10) des éléments fonctionnels (3, 4) à raccorder au moyen de l'élément de contact (8) sont, conformément à l'invention, réparties le long du bord de la vitre (1), l'élément de contact (8) a une forme adaptée au bord de la vitre (1) et celui-ci sert en outre de support pour des éléments de circuit (9) disposés à proximité immédiate des faces de contact (10) et raccordés électriquement à celles-ci. <IMAGE> <IMAGE>

Description

L'invention se rapporte à un dispositif de liaison d'une vitre, en particulier d'une vitre pour une fenêtre de véhicule automobile, avec des fonctions électriques présentant les caractéristiques du préambule de la revendication 1.
On connaít par le document DE-C1 195 36 131 une vitre-antenne diversité avec des éléments de raccordement, qui est utilisée de préférence pour des véhicules. Les éléments d'antennes, respectivement les structures de conducteurs d'antennes, sont déposés sur la surface d'une vitre par sérigraphie et sont cuits lors du chauffage de la vitre avant la trempe de celle-ci. Il est à chaque fois prévu plusieurs antennes sur la même vitre, afin de pouvoir utiliser différentes directions de réception des émetteurs incidents et de sélectionner automatiquement à chaque fois l'émetteur ayant l'intensité de champ optimale.
Dans la configuration connue par ce document, des faces de raccordement des antennes individuelles sont localement groupées en un endroit situé dans la zone du bord de la vitre. En cet endroit est placé un élément de contact multiple, sous la forme d'un tronçon de câble plat spécial, qui comporte pour chaque face de raccordement un contre-contact en plus du conducteur correspondant. Les signaux électriques des antennes sont transmis par ces conducteurs aux amplificateurs respectifs disposés à distance de la vitre.
Des antennes AM/FM simples sont réalisées depuis plusieurs années sur des pare-brise, des vitres latérales ou des lunettes arrière soit par placement de fils métalliques dans des pare-brise en verre de sécurité feuilleté soit au moyen de structures conductrices sérigraphiées sur du verre de sécurité à vitre unique pour des vitres latérales ou arrière. Des formes préférées de mise en oeuvre utilisent également la plage de chauffage de lunettes arrière pour en faire une antenne. Pour le raccordement aux ensembles (récepteurs) qui suivent, on utilise fréquemment aussi des connecteurs à fiche ou des contacts à ressort.
Il est également connu (DE-GM 75 27 621) de coller sur la vitre de la fenêtre un boítier contenant l'amplificateur, en vue de la liaison directe d'un amplificateur d'antenne avec des conducteurs d'antenne posés sur une vitre de fenêtre. Deux conducteurs d'antenne en liaison conductrice l'un avec l'autre à l'intérieur du boítier d'amplificateur sont raccordés directement aux bornes d'entrée de l'amplificateur et d'autre part également collés sur la vitre de la fenêtre. Du côté de la sortie, l'amplificateur est relié par un câble plat multipolaire au réseau de bord (tension d'alimentation) et à l'appareil récepteur.
Par le document DE-C2-43 04 788, on connaít une structure conductrice multicouche pour le raccordement d'éléments fonctionnels électriques disposés sur une vitre de voiture, comme par exemple des antennes de vitre, qui peut être raccordée au réseau de bord du véhicule avec un élément de raccordement du type d'un bouton-poussoir, qui est brasé sur une zone de bord opaque de la vitre.
Le développement futur des besoins d'informations du conducteur du véhicule avec la croissance de la densité du trafic conduit à la mise en réseau des différents systèmes d'information, avec l'objectif de gérer intelligemment le flux de véhicules, de telle façon que par exemple la détermination exacte de la position possible avec le Aglobal positioning system [système global de positionnement]@ (GPS) en combinaison avec la planification automatique de l'itinéraire et des installations stationnaires de mesure des flux de trafic permette une poursuite optimale de l'objectif. En outre, on étudie aujourd'hui l'émission automatique de messages d'analyse d'accident et de vol, les jeux vidéo embarqués aux places des passagers jusqu'à un raccordement à l'Internet dans le véhicule. Le rôle futur du conducteur du véhicule en tant que participant actif et passif à un large réseau d'information et de communication sans fil implique le développement de systèmes de réception embarqués correspondants, qui activent les systèmes d'information dans le véhicule. Ces systèmes de réception comprennent les systèmes d'antennes intégrés pour les services de communication individuels y compris l'électronique nécessaire des amplificateurs, respectivement des adaptateurs d' impédance.
Les systèmes d'information actuellement utilisés dans les véhicules sont des émetteurs radio AM et FM, la vidéo UHF, le téléphone GSM ainsi que la navigation GPS. Jusqu'à présent, ceux-ci sont en liaison avec les réseaux individuels en partie par des antennes distinctes en bâton, en sphère ou en croissant.
Pour l'avenir on peut imaginer, en plus d'une mise en réseau des systèmes, un développement dans lequel des bulletins donnant la météo et l'état des routes, la DAB (Radio numérique), le raccordement Internet, le contrôle en réseau sous forme d'analyse d'accident, de vol ou de télésurveillance, etc., communiquent également sans fil avec les occupants respectivement avec les équipements du véhicule.
Une telle multitude de systèmes installés conduit à une multitude correspondante d'antennes. Installer celles-ci extérieurement sur le véhicule n'est pas souhaitable tant d'un point de vue esthétique qu'à cause des pannes possibles dues à des dégâts. La tendance du développement s'oriente dès lors vers une installation invisible des systèmes d'antennes sur des zones de la carrosserie électriquement isolantes comme par exemple des parties en verre ou en plastique. L'intégration de structures d'antennes même compliquées sur des vitres de fenêtres de véhicules s'impose à cause de la grande étendue des surfaces de verre ou de plastique et des propriétés diélectriques idéales du verre ou de plastiques adéquats.
Pour les véhicules avec le moteur à l'avant, une position des systèmes d'antennes sur la lunette arrière ou la vitre arrière s'avère optimale pour des raisons de compatibilité électromagnétique, tandis qu'ils doivent être de préférence installés dans le pare-brise dans les véhicules avec le moteur central arrière et aussi avec des carrosseries variables.
Tous les systèmes doivent respecter l'exigence d'une réception panoramique aussi peu perturbée que possible. Ceci n'est cependant permis, avec des structures d'antennes bidimensionnelles, que par le fait que, dans chaque position du véhicule, la position optimale de l'antenne avec le signal le plus fort soit sélectionnée à l'aide d'un contrôleur diversité par plusieurs antennes se trouvant dans différentes positions sur la vitre (système diversité) et soit introduite dans les systèmes d'information à bord. Le nombre des systèmes diversité individuels nécessaires dépend de la configuration géométrique, de la compatibilité électromagnétique spécifique du véhicule et de la possibilité d'obtenir de hautes intensités de signal par mélange de signaux (somme phase-amplitudes).
L'intégration de nombreux systèmes d'antennes sur un verre d'automobile, le cas échéant en combinaison avec des éléments de chauffage, requiert des raccordements adaptés entre les systèmes de réception et les ensembles de communication qui suivent. Des systèmes de raccordement plans conventionnels ne sont pas utilisables tels quels, parce que beaucoup de vitres d'automobiles présentent une forme d'une haute complexité, dans laquelle en particulier les bords des vitres peuvent être cintrés en sphère et avec des rayons relativement petits. Par ailleurs, les systèmes de raccordement à employer doivent respecter les exigences sévères de l'industrie automobile en matière de stabilité aux intempéries et à la température ainsi que de résistance à l'égard des vibrations etc.
La représentation conventionnelle de la technique de raccordement électrique par sérigraphie sur le verre ne peut pas être appliquée dans tous les cas à cause de la porosité des structures conductrices ainsi produites, qui peut conduire à l'absorption d'humidité provenant de l'environnement du véhicule et ainsi à une électro-corrosion ou même à des courts-circuits.
Suivant une autre exigence, l'amplificateur d'antenne et l'adaptateur d'impédance devraient être positionnés aussi près que possible des bases d'antenne individuelles, pour garantir une réception aussi bonne que possible avec une grande marge de protection. Dans des systèmes compliqués de ce type, lesdites bases d'antenne doivent être disposées à des distances relativement grandes les unes des autres sur la face de la vitre, parce que, en particulier dans les systèmes diversité, il existe une forte dépendance entre l'intensité de champ détectable sur une vitre-antenne et la direction de rayonnement de l'émetteur concerné.
On connaít aussi un système d'antenne de vitre (DE-A1 39 11 178), dans lequel des composants électriques sont posés directement sur, dans ou à proximité d'une vitre de véhicule et l'ensemble des signaux d'antenne et des tensions d'alimentation sont fournis par un seul faisceau de câbles composé de conducteurs à haute fréquence et de lignes d'alimentation. Il faut se représenter une vitre-antenne, qui peut être installée comme une unité complète dans la carrosserie du véhicule et qui est raccordée électriquement à la carrosserie, respectivement au réseau lié à la carrosserie, uniquement par un seul raccordement multiple sous la forme d'un faisceau de câbles. Les amplificateurs d'antenne (Aquadripôles@) de ce système sont cependant fixés directement sur la vitre et brasés avec les lignes d'entrée et de sortie réalisées sur celle-ci par sérigraphie.
L'invention a pour objet de proposer un dispositif de liaison, qui permet de façon simplifiée le raccordement de fonctions électriques disposées sur une vitre avec plusieurs faces de raccordement disposées de façon décentralisée, en particulier des éléments d'antenne, avec des ensembles qui suivent.
Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par les caractéristiques de la revendication 1. Les caractéristiques des revendications secondaires indiquent des variantes avantageuses de cet objet.
De ce fait, d'une part les faces de raccordement des éléments fonctionnels électriques sont réparties le long du bord de la vitre, en particulier dans ses zones d'angle. Ainsi, des conducteurs de raccordement plus longs disparaissent de la vitre elle-même par rapport à l'état de la technique. En outre, l'élément de contact reçoit une forme de surface adaptée au tracé du bord de la vitre, de telle sorte qu'il puisse facilement suivre le tracé de rayons de courbure de la vitre fixe. Ses contre-contacts peuvent chaque fois être appliqués, dans la position de montage, sur la position des faces de raccordement liées à la vitre. Enfin, il est prévu sur l'élément de contact, à proximité immédiate des contre-contacts, des éléments de circuit montés électriquement après ceux-ci, comme par exemple des modules électroniques, en particulier des amplificateurs. La matrice de l'élément de contact sert ainsi non seulement de gaine ou d'isolation pour les voies ou lignes conductrices conduites à travers celle-ci, mais aussi de support pour les éléments de circuit. Par matrice, il ne faut pas forcément entendre un cordon de matière homogène, mais celle-ci peut aussi être construite en plusieurs couches à partir de plusieurs feuilles.
Dans l'utilisation sur des vitres de fenêtres d'automobiles, les dimensions de l'élément de contact sur la face de la vitre et en particulier sur la zone du bord de celle-ci sont limitées, parce que la vision libre à travers la vitre ne doit pas être dégradée. La longueur totale de l'élément de contact est dimensionnée selon les besoins. On peut utiliser non seulement des éléments de contact en forme de bandes s'étendant le long d'une des arêtes supérieures et/ou inférieures de la vitre, mais aussi le long d'une ou des deux arêtes latérales, le cas échéant aussi uniquement le long d'une partie de ces arêtes, enfin aussi des modèles en forme de L ou de U. Leurs dimensions extérieures sont essentiellement prédéterminées par le nombre, la disposition et les distances réciproques des faces de raccordement ou de contact pour des éléments fonctionnels dans la zone du bord de la vitre.
Des pièces d'angle dans le tracé de l'élément de contact peuvent être façonnées d'une pièce de façon homogène dans la matrice de celui-ci et dans le conducteur passant à cet endroit, ou être réalisées par des connecteurs d'angle séparés, qui subdivisent l'élément de contact en plusieurs sections. De tels connecteurs d'angle peuvent être combinés avec les points de raccordement nécessaires entre les conducteurs de l'élément de contact et les éléments fonctionnels se trouvant sur la vitre.
De préférence, les zones d'application et de raccordement prévues dans la matrice de l'élément de contact pour les éléments de circuit (boítier, modules d'électronique) sont renforcées, afin de permettre le cas échéant la fabrication par des robots. De tels renforcements peuvent être réalisés par des surépaisseurs locales de matière, par des inserts rigides localement limités dans la matrice par ailleurs flexible ou par la pose supérieure ou inférieure de pièces additionnelles rigides.
Pour l'assemblage de l'élément de contact avec la vitre, on utilise de préférence une couche de colle. Celle-ci peut être une couche unique, qui a été déposée d'un seul côté sur la face inférieure de l'élément de contact, qui doit être appliquée sur la vitre, respectivement sur la bande du bord de celle-ci. Dans une autre forme de mise en oeuvre, la couche de colle peut être une bande adhésive à double face, dont une face est collée sur la face inférieure de l'élément de contact et dont l'autre face est collée sur la bande du bord. Pour la colle, on peut utiliser une colle isoprène ou acrylate.
De même, les contre-contacts individuels destinés à la face de raccordement respective sur la vitre (par exemple les bases d'antenne) sont de préférence préalablement munis de brasure ou de colle conductrice, afin de simplifier la réalisation des raccordements respectifs. Si ceux-ci doivent être réalisés par brasage, alors la matière du support pour l'élément de contact, respectivement la feuille conductrice elle-même, se composera d'une matière résistant à la chaleur, par exemple le plastique polyimide. Si les contacts électriques vers la vitre peuvent être réalisés par collage, alors on est moins limité dans le choix des matières pour la feuille de support en ce qui concerne la sensibilité à la température.
On peut en outre prévoir sur l'élément de contact des accessoires de positionnement appropriés, qui définissent clairement au préalable en particulier son orientation et son positionnement sur le bord de la vitre ainsi que sa distance depuis ce bord et qui dès lors aident et facilitent le montage. Ceux-ci peuvent être par exemple des butées à poser sur l'arête frontale de la vitre. Ils peuvent être assemblés d'abord solidement, le cas échéant en une seule pièce, à la matrice de l'élément de contact. Lorsque les arêtes frontales de la vitre doivent être libres tout autour à l'état monté, on peut assembler ces accessoires de montage avec l'élément de contact, respectivement avec la matrice de celui-ci, par exemple au moyen de nervures munies de zones de moindre résistance. Celles-ci peuvent être rapidement et facilement détachées après le placement définitif de l'élément de contact sur la vitre, afin d'enlever les butées qui ne sont à présent plus nécessaires.
Les contacts électriques respectifs peuvent également être réalisés au moyen d'assemblages à jonction mécanique, par exemple du type de boutons-poussoirs, qui sont également déjà connus pour ce type d'utilisation. Ils peuvent en outre être utilisés d'une part aussi comme accessoires de positionnement dans le sens déjà mentionné et n'excluent d'autre part pas un assemblage combiné supplémentaire par brasage ou collage.
Dans une forme particulièrement préférée de mise en oeuvre d'une vitre transparente, l'élément de contact flexible équipé est collé sur une zone du bord de la vitre recouverte par une impression sérigraphique opaque en forme de cadre. De tels cadres décoratifs sont usuels dans toutes les vitres de fenêtres prévues pour un collage direct dans des carrosseries, pour empêcher la vue de la colle ainsi que sa dégradation par des rayonnements UV. A l'état monté d'une telle vitre, ce bord opaque est recouvert par des habillages intérieurs vers l'espace intérieur du véhicule, sur une largeur telle que l'élément de contact ne soit également pas visible de l'intérieur. Une forme préférée de mise en oeuvre concerne une lunette arrière, qui présente dans la zone supérieure une bande sérigraphiée large de plus de 20 mm, qui convient pour recevoir la feuille conductrice flexible prééquipée.
Au total, dans la zone imprimée opaque du bord de la vitre, on peut disposer d'une structure flexible entièrement intégrée électriquement de voies conductrices ou de peigne de câbles, y compris tous les modules d'électronique, qui est entièrement recouverte par l'habillage intérieur à monter ultérieurement. A partir du bord de la vitre, cette structure conserve une distance de > 6 mm, qui est prédéterminée par le dépôt du cordon de colle pour le collage de la vitre à la carrosserie, y compris un encadrement éventuellement prémonté.
Outre sa fonction de support d'élément de circuit, de modules et de voies conductrices, la plaquette à circuits imprimés peut aussi, dans des formes de mise en oeuvre spéciales, constituer elle-même un support pour d'autres structures d'antennes. Des structures d'antennes sur la face de la vitre pourraient ainsi être largement réduites ou même disparaítre complètement, selon l'équipement du véhicule. La structure de voies conductrices pourrait par exemple être réalisée sur deux plans de la plaquette à circuits imprimés flexible, de sorte que les structures d'antennes soient prévues et pourvues de contacts traversants sur un plan et que les conducteurs de liaison soient prévus sur au moins un autre plan, y compris le montage des éléments de circuit, respectivement des modules.
Une telle technologie augmenterait nettement la flexibilité du travail pour des solutions spécifiques aux clients, parce que des changements dans la disposition d'une telle feuille conductrice seront moins coûteux que les mesures au total coûteuses par exemple pour modifier un pochoir de sérigraphie.
On peut également imaginer que, dans la foulée d'une normalisation des types de vitres, les structures d'antennes FM, AM et UHF soient intégrées sur le verre par la technologie de la sérigraphie et que les systèmes d'antennes GHz pour les GSM et le GPS soient intégrées directement dans ou sur la plaquette à circuits imprimés.
Une autre forme de mise en oeuvre peut comporter en plus des capteurs électroniques sur la plaquette à circuits imprimés, comme par exemple un détecteur de rosée sous la forme d'une structure sinueuse imprimée ou un détecteur de rupture, par exemple sous la forme d'une boucle conductrice, qui peut être alimentée avec un courant de veille qui est interrompu en cas de rupture.
Dans le plan des conducteurs de l'élément de contact pourraient aussi être intégrées les barres collectrices de courant pour le champ de conducteurs de chauffage pour les lunettes arrière en verre de sécurité à vitre unique, qui peuvent à nouveau être raccordées directement au traitement du signal AM, FM.
L'élément de contact aura des lignes de sortie pour le raccordement aux ensembles et aux éléments fonctionnels prévus sur la carrosserie, en particulier un circuit d'exploitation diversité. Ces lignes sont de préférence rassemblées à une interface, afin qu'un connecteur multiple puisse être utilisé pour la liaison ultérieure. En cas de besoin, par exemple pour éviter l'influence réciproque des différents flux de signaux ou de courants, on peut cependant aussi prévoir plusieurs interfaces de ce type. En particulier, on peut également utiliser un couplage électro-optique ou optique au lieu d'un couplage purement électrique, l'interface devant alors être équipée de guides d'onde lumineuse correspondants et l'élément de contact devant éventuellement être équipé de convertisseurs électro-optiques.
On peut à présent considérer l'élément de contact ainsi formé comme une plaquette ou une feuille à circuits imprimés flexible à la manière d'un peigne de câbles prémonté pour la vitre, qui peut intégrer dans une large mesure, correspondant à la configuration respective des éléments de circuit électriques et/ou électroniques, des fonctions comme l'amplification, l'exploitation, l'accord, la conversion des signaux, la distribution de la tension, etc., ainsi que tous les raccordements internes des conducteurs pour les signaux d'antenne et de commande ainsi que le cas échéant les tensions d'alimentation.
Il peut également être prévu par exemple des conducteurs communs pour les signaux de commande ainsi que des barres conductrices pour la distribution de la tension et des bornes de masse et éventuellement de blindage. En outre, il peut également être prévu, au lieu ou en plus des conducteurs électriques, des guides d'onde lumineuse pour une transmission optique des signaux, des convertisseurs électro-optiques étant alors éventuellement prévus comme autres éléments de circuit raccordés à l'élément de contact.
En conséquence, par la pose, la fixation et la mise en contact électrique de l'élément de contact déjà équipé des composants électroniques préfabriqués, on met en contact d'un seul coup une multitude de ou même l'ensemble des faces de raccordement sur la vitre et ceci, bien qu'elles ne doivent pas être étroitement rapprochées comme dans l'état de la technique discuté dans l'introduction.
D'autres détails et avantages de l'objet de l'invention apparaítront par le dessin d'un exemple de mise en oeuvre et par sa description détaillée qui suit.
Dans ces dessins schématiques, la
Fig. 1
montre une vitre avec plusieurs éléments fonctionnels électriques et un élément de contact disposé le long du bord supérieur de la vitre; la
Fig. 2
représente en détail l'angle supérieur gauche de la vitre de la Figure 1; et la
Fig. 3
est une représentation en coupe du détail de la Figure 2.
Suivant la Fig. 1, une vitre transparente fixe 1 en verre ou en plastique est équipée d'une bande de bord opaque périphérique 2 ainsi que d'éléments d'antennes 3, 4. Sur la même vitre, il est également prévu une plage de chauffage conventionnelle 5. Les éléments d'antennes 3, 4, leurs tronçons de raccordement 6 ainsi que la plage de chauffage 5 et ses conducteurs communs 7 peuvent être réalisés sur la surface d'une vitre en verre par le procédé conventionnel de sérigraphie à partir d'une barbotine conductrice et cuits lors du chauffage de la vitre pour la trempe. Cette surface est, à l'état monté, tournée vers le côté intérieur d'un habitacle, où la plus grande partie de la bande de bord opaque est recouverte par des habillages intérieurs. Les raccordements électriques nécessaires de la plage de chauffage 5, respectivement des deux conducteurs communs 7, ne sont pas décrits davantage ici. Ils peuvent être réalisés avec des raccords individuels conventionnels.
Les tronçons de raccordement mentionnés 6 s'étendent sur la face de la vitre jusque sur la bande de bord opaque 2. Le long du bord supérieur de la vitre 1 est également disposé, sur la bande de bord opaque, un élément de contact 8 en forme de bande, qui recouvre les extrémités des tronçons de raccordement 6. Il sert d'une part de câble plat pour le raccordement électrique et la liaison des éléments fonctionnels électriques disposés sur la vitre, d'autre part aussi de support d'éléments de circuit 9 comme des modules électroniques, par exemple des amplificateurs, qui ne sont indiqués ici que schématiquement sous forme de boítiers. Environ au milieu de l'élément de contact 8 est indiquée une ligne de sortie 8', qui peut de façon connue en soi comprendre l'ensemble des raccords extérieurs nécessaires de la vitre avec ses éléments fonctionnels électriques. Les raccords extérieurs peuvent, selon les exigences, opérer avec une transmission électrique, électro-optique ou optique des signaux. En particulier, la ligne de sortie 8' peut être représentée comme un conducteur commun, qui relie au moins un convertisseur de signaux/décodeur disposé sur l'élément de contact avec le réseau de bord.
La Fig. 2 représente en détail l'angle supérieur gauche de la vitre 1. On reconnaít à nouveau la bande de bord opaque 2 et un des tronçons de raccordement 6, qui est mené hors de la face de la vitre sur la bande de bord 2 et se termine ici par une face de contact 10. L'élément de contact 8 recouvre la face de contact 10. Un des éléments de circuit 9 se trouve sur l'élément de contact 8 à proximité immédiate de la face de contact 10, une voie conductrice 14 étant indiquée en traits interrompus entre la face de contact 10 et l'élément de circuit 9. Cette voie conductrice passe à l'intérieur de l'élément de contact 8, comme cela sera encore discuté, et elle se termine par la face de contact 10.
En variante à la forme de bande de l'élément de contact 8 dans la Fig. 1, on peut également utiliser des modèles en forme de L ou de U, comme on l'a déjà mentionné. Dans la Fig. 2 on a par ailleurs indiqué, à titre d'illustration en traits mixtes, un prolongement de l'élément de contact 8 au-delà de l'angle de la vitre fixe le long de son bord latéral gauche ainsi qu'un conducteur électrique noyé dans l'élément de contact, qui peut être mené à l'intérieur de ce prolongement. Bien entendu, il pourrait également être prévu ici plusieurs conducteurs parallèles à l'intérieur de l'élément de contact 8, tout comme cela est indiqué dans la Fig. 2 à droite de l'élément de circuit 9. Il peut s'agir ici par exemple de conducteurs de signalisation et de commande ainsi que de conducteurs de distribution pour des amplificateurs d'antenne actifs ou pour la plage de chauffage 5, respectivement pour les conducteurs communs 7. De cette manière, l'élément de contact 8 forme un faisceau de câbles pour l'ensemble des éléments fonctionnels électriques, qui sont prévus sur la vitre 1. Avec une conception adéquate, il peut même remplacer les raccords individuels conventionnels pour la plage de chauffage 5.
Dans la vue en coupe suivant la Fig. 3, on reconnaít la structure verticale du dispositif dans la zone du détail de la Fig. 2. La base est la vitre 1, sur la zone du bord de laquelle la bande de bord opaque 2 est déposée. Un des tronçons de raccordement 6 sort de la face de la vitre sur la bande de bord 2 et se termine ici par la face de contact 10. Une couche de colle 11 assemble l'élément de contact 8 totalement avec la bande de bord. Elle s'étend sur la face inférieure de l'élément de contact, aussi sur la zone du tronçon de raccordement 6, elle est cependant pourvue d'un évidement au-dessus de la face de contact 10.
De façon connue en soi, l'élément de contact 8 se compose de la matrice formée à partir de plusieurs minces bandes de plastique 12, 13 non conductrices. La bande 12 formant la face inférieure est pourvue de la couche de colle 11. Entre les bandes sont noyées des voies conductrices 14 constituées de bandes métalliques électriquement conductrices avec des sections transversales appropriées pour l'application respective, respectivement pour la puissance électrique (également connues en soi comme conducteur multicouche). En variante à la représentation, on peut naturellement aussi noyer dans la matrice de l'élément de contact des guides d'onde lumineuse optiques en plus des adaptateurs et des bornes de raccordement appropriés.
Dans la zone de la face de contact 10, il est prévu dans la bande de plastique inférieure 12 de l'élément de contact 8 un évidement, qui dégage une des voies conductrices 14 à cet endroit. Celle-ci peut également se terminer ici. A cet endroit, on peut réaliser un assemblage brasé 15 entre la voie conductrice 14 et la face de contact 10. De préférence, la voie conductrice 14 est, à cet effet, pourvue à cet endroit, le cas échéant aussi la face de contact 10 elle-même, d'un pré-étamage. Au moins la bande de plastique 13 de la face supérieure se compose d'une matière comme le polyimide, qui peut supporter sans dommage l'apport de chaleur nécessaire pour le brasage à coeur de l'assemblage brasé. On a en outre indiqué un conducteur électrique de liaison 16, qui mène de la voie conductrice 14 dans le module 9. On a également indiqué un insert de renforcement 17 noyé dans la bande de plastique supérieure 13 de l'élément de contact 8 en dessous du boítier de l'élément de circuit 9.
Si la zone d'angle est réalisée avec un connecteur d'angle séparé, en variante à la représentation simplifiée de la Fig. 2, alors la voie conductrice 14 se terminera dans celui-ci et son contact électrique avec la face de contact 10 est réalisé dans la zone recouverte par le connecteur d'angle. A cet effet, on peut utiliser un assemblage à jonction mécanique par fiche ou bouton-poussoir.
Dans le cas d'application d'une antenne de vitre active, la face de contact 10 forme la prise de l'antenne concernée et l'assemblage brasé 15, la voie conductrice 14 et le conducteur de liaison 16 forment un couplage ohmique court de l'antenne à l'élément de circuit 9 formant amplificateur.
Il convient de remarquer que l'élément de contact représenté schématiquement ici est une forme simple de mise en oeuvre. En cas de nécessité, il peut être prévu plusieurs plans de voies ou de bandes conductrices les uns au-dessus des autres, de façon connue en soi.

Claims (16)

  1. Dispositif de liaison de plusieurs éléments fonctionnels électriques, en particulier d'éléments d'antennes, disposés sur une vitre transparente, en particulier sur une vitre d'automobile, au moyen d'un élément de contact unique et de ses conducteurs de liaison vers des ensembles qui suivent, dans lequel chaque élément fonctionnel est raccordé à au moins une face de contact disposée sur la face de la vitre à proximité du bord et l'élément de contact est composé d'une matrice flexible recouvrant plusieurs faces de contact, d'un certain nombre de conducteurs isolés les uns des autres disposés dans la matrice ainsi que de faces de raccordement des conducteurs disposées suivant la position des faces de contact recouvertes, caractérisé en ce que
    des faces de contact (10) à raccorder au moyen d'un élément de contact individuel (8) sont réparties le long du bord de la vitre (1), en particulier dans les zones d'angle de celle-ci; en ce que
    l'élément de contact (8) a une forme adaptée au bord de la vitre; et en ce que
    la matrice de l'élément de contact (8) est en outre prévue comme support pour des éléments de circuit (9) disposés à proximité immédiate des faces de contact (10) et reliés électriquement à celles-ci par des conducteurs (14, 16).
  2. Dispositif de liaison suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de contact (8) s'étend le long d'au moins un côté de la vitre (1) parallèlement au bord de celle-ci.
  3. Dispositif de liaison suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de contact (8) s'étend le long de plusieurs côtés de la vitre (1) parallèlement aux bords de celle-ci.
  4. Dispositif de liaison suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matrice (12, 13) de l'élément de contact (8) est mécaniquement renforcée dans la région de points de fixation pour des éléments de circuit (9).
  5. Dispositif de liaison suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de contact (8) est équipé d'une ligne de sortie (8') en vue du raccordement à des ensembles ou à des réseaux qui suivent.
  6. Dispositif de liaison suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la ligne de sortie est un conducteur commun, auquel est associé au moins un adaptateur de signal/décodeur disposé sur l'élément de contact (8) .
  7. Dispositif de liaison suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le côté plat de l'élément de contact (8) tourné vers la vitre (1) est revêtu d'une couche de colle (11), en particulier d'une bande adhésive double face, en vue du collage permanent à la vitre (1).
  8. Dispositif de liaison suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces de raccordement de conducteurs de l'élément de contact (8) sont pré-revêtues avec un agent d'assemblage conducteur, en particulier un agent de brasage ou une colle.
  9. Dispositif de liaison suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces de raccordement de conducteurs de l'élément de contact peuvent être mises en contact électrique avec les faces de contact de la vitre par des moyens d'assemblage à jonction mécanique.
  10. Dispositif de liaison suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de contact est pourvu d'accessoires de positionnement pour aider à son montage en position correcte sur la vitre.
  11. Dispositif de liaison suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les accessoires de positionnement sont réalisés sous la forme de butées assemblées à l'élément de contact, à appliquer sur l'arête frontale de la vitre.
  12. Dispositif de liaison suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les butées sont reliées à l'élément de contact par des zones de moindre résistance.
  13. Dispositif de liaison suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de contact est lui-même un support de structures d'antennes, en particulier de structures d'antennes convenant pour la gamme de fréquences GHz.
  14. Vitre, en particulier vitre d'automobile (1), avec des éléments fonctionnels électriques et avec un dispositif de liaison de ces éléments fonctionnels suivant l'une quelconque des revendications précédentes.
  15. Vitre suivant la revendication 14, caractérisée en ce que le dispositif de liaison est fixé sur une face de la vitre tournée vers un espace intérieur à une distance prédéterminée du bord de cette vitre.
  16. Vitre suivant la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce que l'élément de contact (8) est, en plus de ses raccordements aux éléments fonctionnels sur la vitre, disposé sur la face d'un bandeau coloré opaque (2) s'étendant le long du bord de la vitre (1).
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