FI60477C - Anordning foer styrning av funktionen hos en med ett elektriskt vaermenaet foersedd uppvaermbar glasruta - Google Patents

Description

ESIFn M mjK^I-UTUSjULKAISU s rs Ann lJ ( ' UTLÄGG N I NGSSKRI FT OU4 f ( C Patentti ayönnetty li Oi 1982

Patent aeddelat N ^ (51) K*.lk.3/lnt.ci.3 H 05 B 1/02 SUOMI—FINLAND (M) Pat*nttlhak*muf—PM«ntin*0knlng 751175 (22) Hak«ml«pilvt — AittSknlngsdtg ld.OU.75 *1 * (23) Alkupllvt—GlMghucsdag l8.OU.75 (41) Tullut |ulkl—kil — Blhrit affmtllg 20.10.75 nMMtl- i» r.ki«wlh.ll(tu. NMMW. |. kmUnlkataM ____

Patent· och ragisteratyralsan ' ' AmMca» utlagd och uti.ikriftun publkmd 30.09.8l (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus— Begird prloritet I9.0U. 7U Ranska-Frankrike(FR) 7U13650 (71) Saint-Gobain Industries, 62, Bd Victor Hugo, F-92209 Neuilly sur Seine, Ranska-Frankrike(FR) (72) Sergio Roselli, Pise, Italia-Italien(lT) (7U) Berggren Oy Ab (5U) Laite sähköisellä lämmitysverkolla varustetun lämmitettävän lasi- ruudun toiminnan säätämiseksi - Anordning för styrning av funktionen hos en med ett elektriskt värmenät försedd uppvärmbar glasruta

Keksintö koskee erilaisissa ajoneuvoissa käytettyjä lämmitettyjä ikkunaruutuja ja erityisesti autojen takaikkunoita. Tällaiset ikkunaruudut on varustettu lämmityselimellä, jonka tarkoituksena on varmistaa huurteen ja hien poisto niistä, niin että ajajan näkökenttä jää vapaaksi huonolla säällä ainakin tietyillä ensisijaisilla vyöhykkeillä.

Ennestään tunnetaan lämmityksen toiminnan automaattinen säätö elektronisilla laitteilla, jotka on kytketty kosteuden ilmaisemiseen, johon kuuluu yksi tai useampia rinnan kytkettyjä antureita. Tämän laatuisen laitteen etuna on se, että se on mukavampi kuin käsisäätö ja että se pienentää sähkövirran kulutusta, mutta se ei ole vielä päässyt yleiseen käyttöön, koska sen toteuttamisessa on monenlaisia valkeuksia.

Ennestään tunnetaan erilaisia anturirakenteita, joista eräs kätevä versio on sarja toisiaan täydentäviä elektrodeja sijoitettuina lähelle toisiaan itse lasille kirkastettavien vyöhykkeiden rajoille.

Eräs edullinen ikkunalasin valmistusmenetelmä on se, että lämmitys-verkko ja kosteuden ilmaisin muodostetaan samanaikaisesti lasin 60477 pintaan. Tämä suoritetaan painamalla kaikki johtimet silkkipainomene-telmällä lasilevyyn lasisulatteen avulla, joka sisältää metallipi-toista, mieluimmin hopeapitoista tahnaa, että kerros poltetaan kiinni kupertamista ja/tai karkaisua edeltävän kuumennuksen aikana sen kiinnittämiseksi lasiin ja että näin saatu johdinverkko sen jälkeen mieluimmin vahvistetaan kerrostamalla sille kuparikerros ja että se lopuksi suojataan kerrostamalla sille nikkelikerros; nämä kaksi viimeksimainittua toimenpidettä, jotka tavallisesti suoritetaan elektro-lyyytisesti päällystämällä, parantavat valmistuksen yhdenmukaisuutta ja uiten vähentävät hukkaprosenttia. Niiden käyttö vähentää myös va-hingoittuvuutta ja vanhenemista käytön aikana.

Antureiden molemmat navat voivat olla itsenäisiä, mutta yksi kytkentä voidaan myös jättää pois kytkemällä anturin vastaava osa johonkin lämmityspiirin pisteeseen, erityisesti sen massaan. Viimeksimainitus-sa tapauksessa edellä mainitun menetelmän käyttö varsinkin on sopivaa.

Varsinkin jos hopeakerrosta ei ole vahvistettu ja suojattu liukenemattomalla nikkelikerroksella, sen kestävyys voi osoittautua riittämättömäksi, jos käyttöolosuhteet ovat ankarat ja jollei ryhdytä toimenpiteisiin anturin läpi kulkevan virran voimakkuuden rajoittamiseksi. Anturi pystyy kuitenkin jatkuvasti kestämään virtaa jonka keskivoimakkuus on noin 5/UA; monet transistoroidut säätöpiirit, joissa käytetään anturin vastuksen muutoksesta tai tavallisemmin sen impedanssin muutoksesta riippuvan signaalin vahvistusta, täyttävät tämän ehdon, ja monia ratkaisuja, joissa käytetään joko tasavirta-tai vaihtovirtavahvistimia, tunnetaankin ennestään. Viimeksimaini-tussa tapauksessa säätöpiiriin yleensä kuuluu värähtelijä, esivahvis-tin, ja sen jälkeen ilmaisu- ja tehovyöhykkeet.

Keksinnön mukaan on kuitenkin voitu todeta, että on edullista käyttää järjestelmää, joka kokonaan eliminoi elektrodien välisen tasavirta-komponentin, eli jos niin tahdotaan sanoa, tasavirtajännite-eron niiden napojen väliltä, jotta kokonaan vältytään määrätyissä olosuhteissa esiintyviltä toimintakatkoilta, jotka saattavat johtua negatiivisen elektrodin polarisoitumisesta pienten vetykuplien muodostaman eristävän kerroksen vaikutuksesta.

Niinpä keksinnön kohteena on erityinen tapa sisällyttää antureita elektroniseen säätöpiiriin, jossa käytetään vaihtovirtasignaalia.

60477 3 se käsittää yksinkertaisen asennustava, jonka avulla pystytään kokonaan välttämään tasavirran kulku elektrodien välillä ja samalla käyttämään yhdellä ainoalla navalla varustettuja antureita, ja voidaan käyttää säätöpiiriä siitä riippumatta missä asemassa anturit ikkunalasilla ovat.

Periaatteessa tapa käsittää sen, että jokaisen anturin toinen tai tarpeen vaatiessa molemmat navat kytketään täysin sarjaan kapasitanssin kanssa sillä tavoin, että se tulee kokonaan irtikytketyksi tasajännitteestä, joka voi johtua paitsi sen kytkennästä piiriin myös anturin välttämättömästä läheisyydestä lämmi-tysverkkoon lasin pinnassa.

Keksinnön mukaiseen säätölaitteen tunnusmerkit selviävät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.

Oskillaattorin signaalia voidaan edullisesti käyttää aiheuttamaan säätöreleen avautuminen, ja anturit on sovitettu sen ulostuloon sivuvirtapiirinä sitä seuraavan esivahvistus- ja impedanssin mukautus vyöhykkeen sisääntuloon. Oskillaattorin kuormitusvastus voi myös käsittää sarjaan kytkettynä kiinteän vastuksen ja kondensaattorin ja sitten ilmaisimen, joka mahdollisesti käsittää useita antureita, jotka on kytketty lämmitysverkon eri pisteisiin; joilla teoreettisesti on sama potentiaali, ne on mieluimmin kytkettävä irti toisistaan kuten edellä on selitetty. Tasajännitteen irtikytkentäkapasitanssi voi koostua kokonaan kahden vyöhykkeen väliin sarjaan kytketyistä kondensaattoreista, ja jokainen anturi voi olla kytketty sivuvirtapiirinä kahden kondensaattorin väliin, jolloin nämä kaksi vyöhykettä samalla tulee kytketyksi vaihtojännitteeseen; se voi kuitenkin sen sijaan itse olla kytkettynä sivuvirtapiirinä kahden vyöhykkeen väliin, jollin esivahvistimen syöttö otetaan ylävirran puolelta, joskin erikoistapauksissa väli-kytkennät tietenkin ovat mahdollisia ja usein edullisempia.

Seuraavassa esitetään yksinkertaisena esimerkkinä kaksi keksinnön mukaista virtapiiriä oheisen piirustuksen yhteydessä, jossa: * 60477 kuvio 1 on kytkentäkaavio lämmitysvirtapiiristä, jonka säätö käsittää yhden tai kaksi anturia sivupiirikytkennässä keskellä ruutua, kuvio 2 esittää asennusesimerkkiä, jossa käytetään kahta anturia, kumpikin sijoitettuna omalle puolelleen lämmitettyä takaikkunaa, kuvio 3 on yksityiskohtainen kuvanto kuvion 1 mukaisesta anturista.

Kuvio 1 esittää ikkunaruutua 1, joka sisäpinnaltaan on varustettu lämmitysverkolla 2, joka koostuu ruudun reunoihin sijoitetun kahden kollektorin 3 ja 4 väliin yhdensuuntaisiksi sovitetuista vastusnau-hoista. Kosteuden ilmaisin käsittää anturin Ha, joka koostuu kahdesta toisiinsa lomistuvasta kammasta, joista toinen on yhdistetty ylänau-haan 2’ niinkuin kuviossa, tai kollektoriin 3, ja toinen on varustettu erityisellä syöttönavalla 5a. Koko yhdistelmä on painettu lasille silkkipainomenetelmällä ja poltettu lasia kuperrettaessa ennen navan 5a ja kahden päänavan, nimittäin kollektorin 3 syöttönavan 6, joka on maatettu eli näin' ollen yhdistetty ajoneuvon sähköpiirin negatiiviseen napaan, jota tässä kaaviollisesti esittää paristo 7, ja kollektorin 4 navan 8, joka on yhdistetty pääkoskettimeen 9 ulostulo-navan 8' kautta, automaattisen säätöreleen S ja ohjauspöydän 10 si-sääntulonavan asentamista. Lämmitysverkkoa syötetään täten 12 V tasa-j ännitteellä.

Ohjauspöydän 10 kaikkia elimiä ei ole tarpeen yksityiskohtaisesti selittää. Pääasiallisesti ohjauspöytä käsittää: - multivibraattorin 11, joka on rakennettu kahden transistorin 12 ja 12' ympärille, esivahvistusvyöhykkeen 13, joka koostuu transistorista, joka on kytketty impedanssin mukauttajaksi, ilmaisinvyöhykkeen 14, joka olennaisesti käsittää diodin 15 ja kondensaattorin 16, tasavirtavahvistinvyöhykkeen 17 ja tehovyöhykkeen, jonka muodostaa releen S syöttöpiiriin kytketty transistori 18.

Multivibraattori 11, jonka toimintataajuus mieluimmin on 0,1 ja 2 kHz välillä, ja esivahvistin 13 on kahden kondensaattorin 21 ja 22 välityksellä kytketty kuormitusvastuksen 23 ulostuloon. Anturin Ha napa 5a on yhdistetty säätöpiirin sisääntulonapaan 5'; tämä on kytketty sivupiirinä mainittujen kahden kondensaattorin 21, 22 väliin 5 60477 ja on niin ollen sarjassa kapasitanssin kanssa, joka eristää sen toisaalta multivibraatorin 11 ulostulossa 24 olevasta tasavirta-komponentista ja toisaalta esivahvistimen 13 sisääntulossa 25 olevasta tasavirtakomponentista, mutta ilmaisin muodostaa vastuksen 23 kanssa jännitteen jakajan multivibraattorin 11 lähettämälle vaihtovirtasignaalille. Kondensaattorin 22 kautta transistorin 13 kantaan vaikuttava jännite vaihtelee siis päinvastaiseen suuntaan kuin anturin Ha johtavuus.

Kun anturi ei ole hien peitossa ja sillä niin ollen on korkea, suuruusluokkaa 1 ΜΩ oleva impedanssi, esivahvistin 13 vahvistaa multivibraattorin lähettämän vaihtovirtakomponentin, vyöhyke 14 ilmaisee sen, ja se tekee transistorin 17 johtavaksi. Tässä tilanteessa transistorin 18 ei johda, ja koska rele S ei saa virtaa, ikkunalasin lämmitys ei toimi.

Jos anturi Ha peittyy hikeen, sen vastus pienenee suuruusluokkaa 100 k£2 olevaan arvoon, ja diodin 15 tasasuuntama vaihtovirtakom-ponentti ei enää ole riittävä tehdäkseen transistorin 17 johtavaksi. Tässä tilanteessa transistori 18 tulee johtavaksi ja saa aikaan releen S koskettimen sulkeutumisen, so. lämmityksen käynnistymisen.

Transistorien 17 ja 18 väliin voidaan sinänsä tunnetulla tavalla sovittaa hidastuspiiri releen estämiseksi värähtelemästä sillä hetkellä kun se keikahtaa ja kun jännite muuttuu lämmitysverkossa.

Anturin napa 5a on kytketty välittömästi vastukseen 2', joka on paikallisesti levennetty tai jopa varustettu nastalla 2a, johon voidaan tehdä kytkentä galvanoimista varten. Anturin yläosa muodostaa pesureita johtavan kourun ja se on reunasta niin pitkän matkan päässä, ettei ole vaaraa sen kytkeytymisestä massaan kosteuden vaikutuksesta.

Tarvittaessa voidaan virtapiiriin lisätä alinen anturi, niin kuin kuviosta 1 näkyy. Nämä kaksi anturia sijaitsevat "pystysuunnassa" ruudun symmetria-akselilla, toinen ylimmän vastusnauhan 2’ yläpuolella ja toinen alimman vastusnauhan 2" alapuolella. Käyttämällä kahta anturia yhdessä saadaan eliminoiduksi ajoneuvossa kiertävien ilmavirtojen satunnaiset häiriövaikutukset. Ilmavirrat myötävaikuttavat, niin kuin myös sähkölämmitys, hien haihtumiseen, .mutta yleensä ne eivät vaikuta yhdenmukaisesti koko ruutuun, koska niiden vdimak- 6 60477 kuus ja usein niiden vaikutusvyöhyke riippuvat monista tekijöistä kuten ajoneuvon tyypistä, ikkunoiden ja tuuletusaukkojen avoimuus-asteesta, nopeudesta, ajoneuvossa olijoiden lukumäärästä jne. Tällöin napa 5b voidaan yhdistää suoraan napaan 5’> mutta saattaa olla edullisempaa kytkeä nämä kaksi anturia erikseen käyttämällä esimerkiksi kuvion 2 mukaista kytkentää verkon mahdollisen epäsymmetrian varalta.

Kuvio 2 esittää analogista virtapiiriä, joka on saatu polttamalla hopeapitoista sulatetta ja elektrolyyttisellä päällystyksellä, ja vastaavia elimiä on merkitty kuvion 1 mukaisilla viitenumeroilla 1-25. Kuitenkin voidaan huomauttaa, että kosteuden ilmaisin käsittää kaksi anturia Ha ja Hb, jotka on sovitettu ruudun sivureunoihin ja joiden elektrodit on yhdistetty toisaalta toiseen verkon 2 kollekto-reista 3 ja 4, ja toisaalta kahteen yhdysnapaan 5a ja 5b, jotka puolestaan on yhdistetty vastaaviin tulonapoihinsa 5a' ja 5b* kotelossa 10. Lisäksi verkkoon kuuluu termisesti toimiva lisäelin, joka koostuu esimerkiksi kaksilamellielimestä T, joka on kytketty massaan ja joka oikosulkee kosteuden ilmaisimen kun lämpötila matkustamossa on kovin alhainen; anturit Ha ja Hb on erotettu kumpikin erikseen kondensaattorilla 21a ja vastaavasti 21b ja siten erotettu kokonaan tasavirta-komponentista; erityisesti anturien Ha ja Hb kytkentäpisteet lämmi-tysverkkoon 2 ovat tehottomat. Vyöhykkeiden 11 ja 13 kytkentä suoritetaan mieluimmin vastuksen 23 ulostulossa olevan kondensaattorin 22 välityksellä. Hyvä on varustaa myös kaksilamellielin T kondensaattorilla 26.

Toiminta on samanlainen kuin edellä on selitetty, paitsi että lämmitys käynnistyy riippumatta siitä kytkeytyykö vaihtovirtakomponentti massaan anturin Ha tai Hb kautta, so. kun lasi on hiessä, vai kaksi-lamellielimen T kautta ennestään tunnetun periaatteen mukaisesti, koska, kun ajoneuvon kuljettaja on kytkenyt pääkoskettimen, lämpötila matkustamossa on vielä niin alhainen, että olemassa on joko anturin huurtumisen tai ruudun ulkopinnan jäätymisen vaara.

Kuvio 3 esittää yksityiskohtana kuvion 1 anturia Ha, ja siitä näkyy myös yhdysnapa 5a ja vastusnauhan 2’ laajennus, joka muodostaa alisen kamman piikkien tyven kohdalla nastan 2a.

Claims (5)

1. 60477 7
2. 1. Laite tasavirtalähteeseen liitetyllä sähköisellä lämmi-tysverkolla varustetun lämmitettävän lasiruudun toiminnan säätämiseksi automaattisesti kosteuden ilmaisimen avulla, joka on kytketty tasavirtalähteeseen (7) rinnan lämmitysverkon kanssa, käsittäen yhden tai useamman lasiruudulle sovitetun anturin (Ha, Hb), vaihtovirtageneraattoriasteen (11), esivahvistinasteen (13) sekä signaalin ilmaisu- ja tehovahvistinasteen (1*1, ]8), tunnettu siitä, että kunkin anturin (Ha,Hb) toinen elektrodi on yhdistetty lämmitysverkon pisteeseen suoraan ja toinen elektrodi toisaalta oskillaattoriasteen ulostuloon (2*4)ja toisaalta esivahvistinasteen sisäänmenoon (25) kondensaattorin (21, 22, 21a, 21b) kautta, joka eristää sen piirin tasavirta-komponenteista.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että anturit kytkettyinä sarjaan vastuksen (23) kanssa muodostavat jännitteen jakajan, joka on kytketty vaihtovirtageneraattoriasteen ulostulon (2*4) ja esivahvistimen siäänmenon (25) väliin.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että anturit ovat kytketyt pisteisiin, joissa on eri suuruiset tasajännitepotentiaalit kun lämmitys on kytkettynä. *4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että kosteusanturi on kytketty rinnan termostaattikoskettimen (T)kanssa.
5. 1. Anordning för automatisk styrning av funktionen av en uppvärmbar glasruta, som är försedd med ett tili en likströmskälla anslutet elektriskt värmenät, medelst en fuktdetektor, som är parallellkopplad med värmenätet tili likströmskällan (7), inne-fattande en eller flera pä glasrutan anbragta givare (Ha, Hb), ett växelströmsgeneratorsteg (11), ett förförsträkarsteg (13) samt signaldetektor- och effektsteg (1*4, 18), känneteck-n a d av att varje givare (Ha, Hb) är ansluten med den ena elektro-den direkt tili en punkt pä värmenätet och med den andra elektroden ä ena sidan tili oskillatorstegets (2*4) utg&ng och ä,· andra sidan w V'1'