WO2010063434A1 - Vorrichtung zur scheibenheizung, beheizbare scheibe - Google Patents

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WO2010063434A1
WO2010063434A1 PCT/EP2009/008516 EP2009008516W WO2010063434A1 WO 2010063434 A1 WO2010063434 A1 WO 2010063434A1 EP 2009008516 W EP2009008516 W EP 2009008516W WO 2010063434 A1 WO2010063434 A1 WO 2010063434A1
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infrared
infrared radiator
heatable
radiator
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PCT/EP2009/008516
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Karl-Michael Hahn
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GM Global Technology Operations LLC
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/032—Heaters specially adapted for heating by radiation heating
    • H—ELECTRICITY
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/02—Heaters specially designed for de-icing or protection against icing

Definitions

  • the invention relates to a heatable pane of a motor vehicle, in particular a windscreen, with at least one arranged in or on the disc infrared radiator, which is provided for heating the disc.
  • Heatable disks are well known in the art.
  • infrared radiators systems based on infrared radiators are known.
  • a system is known for example from DE 101 10 142 B4, in which a plastic disc, in particular a plastic rear window is irradiated with infrared radiators and thus heated.
  • From DE 41 22 462 C2 discloses a motor vehicle with a directed to the windshield infrared radiator, which is mounted on a dashboard and the disc irradiated frontally.
  • IT 1 257 897 and FR 2 590 789 disclose corresponding systems in which infrared radiators are arranged in front of a pane and irradiate them substantially vertically.
  • infrared radiators deposit relatively little energy in the disk and therefore must be relatively powerful.
  • the infrared radiators are positioned so that the disc is irradiated as evenly as possible. This results in difficulties in the arrangement of the infrared radiator.
  • the infrared radiator must be designed for surface radiation.
  • the object of the invention is therefore to provide a heated disc of a motor vehicle and a device for heating a disc, which do not limit the review, have a better efficiency and in which the heating elements can be arranged easier.
  • a heatable pane according to the invention has at least one infrared radiator arranged in or on the pane for heating the pane.
  • the invention is particularly suitable for windscreens, as can be specified with the system according to the invention, a heated disk, which is completely free from visual impairments by the heating system.
  • the infrared radiation emitted by the infrared radiator is partially absorbed by the disk during the passage, whereby the energy transmitted with the infrared radiation is converted into heat energy, which heats the heatable disk from the inside. Icing or fogging on the disc is thus quickly removed.
  • the at least one infrared radiator is arranged in the disk or coupled to the disk such that the predominant part of the infrared radiation emitted by the at least one infrared radiator is totally reflected at boundary surfaces of the disk.
  • the advantage arises that the arrangement of the at least one infrared radiator in the immediate vicinity of the pane or, according to a variant of the invention, is directly possible even in the pane. This eliminates difficulties in the arrangement of the infrared radiator.
  • a first development of the invention provides that the disc has at least two flat sides and at least two Has narrow sides, wherein the at least one infrared radiator is coupled to a narrow side of the disc.
  • the at least one infrared radiator can be arranged next to the pane, that is to say, for example, in the region of a pane surround, a pane frame or the like.
  • the at least one infrared radiator can be arranged largely invisible.
  • the flat sides of the disc can also be curved, as is often common in windscreens.
  • Narrow sides depends on the disc shape. Usual quadrilateral slices have four narrow sides, triangular slices three. Due to the total reflection of the infrared radiation, a relatively homogeneous infrared field builds up inside the pane, so that even when the infrared heaters are arranged, the pane is evenly heated in the side area of the pane.
  • a development of the invention provides that between the at least one infrared radiator and the disc a Einkoppelprisma is provided. This solution is particularly advantageous if there is too little space on the narrow sides of the disc to accommodate the at least one infrared radiator and this must be coupled either at an angle to a narrow side or on a flat side in the region of an edge between the flat side and narrow side.
  • a further development of the invention provides that several, preferably arranged in series or in a matrix infrared radiators are provided. With the help of several arranged in series or matrix infrared radiator can achieve a more homogeneous field and the individual infrared radiators can be made smaller, since they each require a lower radiant power.
  • the at least one infrared radiator is designed as an infrared LED. Infrared LEDs have a high efficiency and can be built very compact. In particular, a matrix or a series of LEDs can be realized in a particularly compact manner.
  • the pane is made more strongly absorbing infrared radiation than conventionally used simple panes, the efficiency of the pane heating can be further increased.
  • Infrared radiation is coupled, are formed so that they reflect infrared rays. This can be achieved by appropriate coatings or by corresponding infrared rays reflecting elements. In this way, coupling losses can be reduced on the narrow sides of the disc and increase the heat output of the heated disc at a constant beam power.
  • this narrow side is semipermeable for infrared radiation according to an embodiment of the invention, so originating from outside the disc infrared radiation can be coupled into the disc, but infrared radiation located in the disc is reflected at the corresponding narrow side. This further increases the efficiency of the heated disc.
  • the disc is a Laminated glass pane comprising at least two glass layers.
  • laminated glass panes are often used as windshields, as they offer greater security due to the laminated pane.
  • the outer layer of glass usually ices up, while the inner layer of glass tends to fog up.
  • at least one infrared radiator is provided per glass layer. In this way, even a laminated glass pane can be completely heated despite an intermediate layer with usually deviating refractive index.
  • the at least one infrared radiator per glass layer can be activated separately.
  • the inner glass layer is free of ice
  • a further embodiment of the invention provides that the at least one infrared radiator on its side facing away from the disc has a reflector. This makes it possible to further improve the coupling of infrared radiation.
  • the reflector may be formed according to an embodiment of the invention so that the infrared radiation of the infrared radiator is bundled, preferably to an opening angle less than 20 degrees.
  • a first independent subject matter of the invention relates to a device for heating a window of a motor vehicle which has at least one infrared radiator.
  • the device is characterized in that it is designed to be coupled to the disk to be heated in such a way that the predominant part of the emitted by the infrared radiator Infrared radiation at interfaces of the disc is totally reflected.
  • such a device can be easily retrofitted to existing motor vehicles and, on the other hand, it can be planned for the construction of new motor vehicles.
  • means are provided for coupling the infrared radiator to a pane in such a way that the predominant part of the infrared radiation emitted by the infrared radiator is totally reflected at boundary surfaces of the pane.
  • such means may be connecting means or also a coupling prism, which is designed to couple the infrared radiation of the at least one infrared radiator into the pane.
  • the at least one infrared radiator has a main emission direction, that is to say a directional emission characteristic.
  • the device is designed to be coupled to the disk such that the main radiation direction of the at least one infrared radiator at an angle between 0 ° and the total reflection angle, preferably 0 ° half the total reflection angle relative to a plane of the flat side of the disk in the coupling the infrared radiation is arranged.
  • the angle is measured relative to the point of intersection of the center of gravity beam, that is to say along the main emission direction, of the infrared radiator with a tangent plane of the disk at the point of intersection.
  • a development of the invention provides that the device has a prism for coupling the infrared radiation. This increases the freedom in the arrangement of the device relative to the disk to be heated and in particular allows a angular arrangement or an arrangement in the region of a flat side of the disk to be heated.
  • the device has a plurality of infrared radiators, which are preferably arranged in a row. This makes it possible to distribute the required infrared radiation power to a plurality of infrared radiators, each of which, viewed individually, can be made more compact, so that the device according to the invention can be installed more easily.
  • the infrared radiators are arranged in a matrix, whereby the coupling of infrared radiation in the disc can be further improved.
  • a plurality of infrared radiators are provided, which are switchable alone or in groups. In this way, certain areas of the disc can be selectively heated, for example, in a composite disc only an inner disc for removing a disc covering on the disc inside.
  • a last independent subject of the invention relates to a motor vehicle with at least one heatable disk according to the invention described above.
  • Fig. 1 shows an inventive heated disk in a view from a flat side
  • Fig. 2 viewed the disc of Fig. 1 from a narrow side.
  • Fig. 1 shows exne inventive heated disc 2 viewed in a view from a flat side 2.1 of the disc 2 from.
  • the flat side 2.1 opposite flat side 2.2 is designated.
  • the narrow sides of the disc 2 are designated.
  • the infrared radiators 4 are formed as infrared radiation emitting LEDs and are arranged distributed in a row over the entire narrow side 2.6 towards.
  • the infrared radiators 4 emit infrared radiation 6, of which some rays are exemplified.
  • the infrared rays 6 are coupled into the disk 2 at different angles.
  • the obliquely to the flat sides 2.3, 2.5 extending rays of infrared radiation 6 are totally reflected on the flat sides 2.1 and 2.2, so that these Reach flat side 2.4.
  • the flat side 2.4 has an infrared ray reflecting reflection layer 8, on which the infrared rays 6 are reflected back.
  • the other flat sides 2.3, 2.5, 2.6 may have completely or semi-transparent reflection layers.
  • a semitransparent reflection layer 10 is provided, which is designed to be reflective from the side of the pane 2 and transparent to infrared radiation 6 from the opposite side.
  • the infrared radiation is partially absorbed, so that the power of the infrared radiation decreases, which is represented by thinning rays.
  • the energy is thus deposited relatively evenly in the disc 2 and the disc 2 thus heated relatively uniformly.
  • Fig. 2 shows the heated disc 2 according to the invention viewed from a narrow side.
  • the disc 2 is a windscreen and therefore bent. 2
  • the beam path of a single beam 6 is shown, which is reflected not only to the narrow sides 2.3, 2.5 shown in Fig. 1, but also on the flat sides 2.1, 2.2. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine beheizbare Scheibe (2) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Frontscheibe, mit wenigstens einem in oder an der Scheibe (2) angeordneten Infrarotstrahler (4) zur Heizung der Scheibe (2), wobei der wenigstens eine Infrarotstrahler (4) derart in der Scheibe (2) angeordnet oder an die Scheibe (2) angekoppelt ist, dass der überwiegende Teil der von dem wenigstens einen Infrarotstrahler (4) emittierten Infrarotstrahlung (6) an Grenzflächen (2.1 - 2.5) der Scheibe (2) totalreflektiert wird.

Description

Vorrichtung zur Scheibenheizung, beheizbare Scheibe
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine beheizbare Scheibe eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eine Frontscheibe, mit wenigstens einem in oder an der Scheibe angeordneten Infrarotstrahler, der zur Heizung der Scheibe vorgesehen ist.
Stand der Technik
Beheizbare Scheiben sind im Stand der Technik allgemein bekannt.
Insbesondere im Winter besteht bei Kraftfahrzeugen, die im Freien abgestellt werden, das Problem, dass Wasser auf den Scheiben einfrieren oder diese anlaufen lässt. Um eine sichere Fahrt zu gewährleisten, ist es erforderlich, die Vereisung und/oder den Beschlag von der Scheibe zu entfernen. Übliche in Kraftfahrzeugen verwendete Heizungen beziehen ihre Wärmeenergie aus der Motorabwärme und funktionieren erst, wenn der Motor genügend Wärme produziert hat. Dies kann bei niedrigen Temperaturen einige Minuten dauern, sodass in dieser Zeit selbst von Hand entfernter Beschlag schnell wiederkehrt. Das Fahren in den ersten Minuten stellt unter diesen Bedingungen häufig ein Sicherheitsrisiko dar. Um die Scheibe des Kraftfahrzeuges schneller auf eine Temperatur zu bringen, bei der die Scheibe nicht mehr vereist oder beschlägt, sind verschiedene Arten von Scheibenheizungen im Stand der Technik bekannt.
Insbesondere im Bereich der Heckscheiben, aber in Abwandlungen auch im Bereich der Frontscheiben, sind elektrische Scheibenheizungen bekannt, die mit durch die Scheiben verlaufenden Widerstandsdrahten arbeiten, welche elektrischen Strom in Warme umwandeln und damit die Scheibe beheizen. Trotz einiger Anstrengungen, die Drahte so dünn wie möglich zu machen, ist es noch nicht gelungen, eine nach dieser Art derart beheizte Scheibe anzugeben, die nicht durch die Widerstandsdrahte die freie Sicht einschrankt, insbesondere bei schwierigen Sichtverhaltnissen. Daher eignen sich diese Systeme nur mit Einbußen für Frontscheiben.
Des Weiteren sind Systeme auf der Basis von Infrarotstrahlern bekannt. Ein derartiges System ist beispielsweise aus der DE 101 10 142 B4 bekannt, bei dem eine KunststoffScheibe, insbesondere eine Kunststoff-Heckscheibe mit Infrarotstrahlern bestrahlt und damit erwärmt wird.
Aus der DE 41 22 462 C2 geht ein Kraftfahrzeug mit einem auf die Frontscheibe gerichteten Infrarotstrahler hervor, welcher auf einem Armaturenbrett angebracht ist und die Scheibe frontal bestrahlt .
Auch aus der IT 1 257 897 sowie der FR 2 590 789 gehen entsprechende Systeme hervor, bei denen Infrarotstrahler vor einer Scheibe angeordnet sind und diese im Wesentlichen senkrecht bestrahlen.
Nachteilig bei den zuvor genannten Infrarotstrahlern ist, dass sie relativ wenig Energie in der Scheibe deponieren und demnach relativ leistungsstark ausfallen müssen. Darüber hinaus müssen die Infrarotstrahler so positioniert werden, dass die Scheibe möglichst gleichmäßig bestrahlt werden. Dies ergibt Schwierigkeiten bei der Anordnung der Infrarotstrahler. Darüber hinaus müssen die Infrarotstrahler zur flächigen Abstrahlung ausgebildet sein.
Aufgabe
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine beheizbare Scheibe eines Kraftfahrzeuges sowie eine Vorrichtung zur Heizung einer Scheibe anzugeben, die die Durchsicht nicht einschränken, einen besseren Wirkungsgrad aufweisen und bei der sich die heizenden Elemente leichter anordnen lassen.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe wird gelöst durch eine beheizbare Scheibe gemäß Anspruch 1, eine Vorrichtung zur Heizung der Scheibe gemäß dem nebengeordneten Anspruch 12 sowie durch ein Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 15. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße beheizbare Scheibe weist wenigstens einen in oder an der Scheibe angeordneten Infrarotstrahler zur Heizung der Scheibe auf. Die Erfindung eignet sich insbesondere für Frontscheiben, da mit dem erfindungsgemäßen System eine beheizbare Scheibe angegeben werden kann, die völlig frei von optischen Beeinträchtigungen durch das Beheizungssystem ist.
Die von dem Infrarotstrahler ausgesandte Infrarotstrahlung wird von der Scheibe beim Durchgang teilweise absorbiert, wobei die mit der Infrarotstrahlung übertragene Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird, die die beheizbare Scheibe von innen beheizt. Vereisungen oder Beschlag auf der Scheibe wird somit schnell entfernt .
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Infrarotstrahler derart in der Scheibe angeordnet oder an die Scheibe angekoppelt ist, dass der überwiegende Teil der von dem wenigstens einen Infrarotstrahler emittierten Infrarotstrahlung an Grenzflächen der Scheibe total reflektiert wird. Mit Hilfe der Erfindung wird somit ein Großteil der Infrarotstrahlungsenergie in der Scheibe deponiert und in der Scheibe gehalten, da die Strahlung aufgrund der Totalreflexion der Strahlung an den Grenzflächen der Scheibe in der Scheibe gehalten wird. Der Wirkungsgrad der Infrarotheizung ist bei der erfindungsgemäßen beheizbaren Scheibe somit besonders groß. Eine entsprechende Heizung lässt sich daher besonders kompakt aufbauen.
Darüber hinaus ergibt sich bei der erfindungsgemäßen beheizbaren Scheibe der Vorteil, dass die Anordnung des wenigstens einen Infrarotstrahlers in unmittelbarer Nähe der Scheibe oder gemäß einer Variante der Erfindung sogar in der Scheibe direkt möglich ist. Damit entfallen Schwierigkeiten bei der Anordnung des Infrarotstrahlers .
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems lässt sich weiterhin eine Beeinflussung der Scheibenheizung auf einen ggf. im Innenraum des Kraftfahrzeuges angeordneten Sonnenstrahlsensors vermeiden. Bei aus dem Stand der Technik bekannten frontal auf die Scheibe strahlenden Infrarotstrahlen wird durch Reflexion an der Scheibe ein Sonnenstandsensor unweigerlich beeinflusst.
Eine erste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Scheibe wenigstens zwei Flachseiten sowie wenigstens zwei Schmalseiten aufweist, wobei der wenigstens eine Infrarotstrahler an einer Schmalseite der Scheibe eingekoppelt ist. Auf diese Weise lässt sich der wenigstens eine Infrarotstrahler neben der Scheibe anordnen, also zum Beispiel im Bereich einer Scheibeneinfassung, eines Scheibenrahmens oder dergleichen. Damit ist der wenigstens eine Infrarotstrahler weitgehend unsichtbar anordenbar.
Die Flachseiten der Scheibe können dabei auch gekrümmt sein, wie dies bei Frontscheiben häufig üblich ist. Die Anzahl der
Schmalseiten hängt von der Scheibenform ab. Übliche viereckige Scheiben haben vier Schmalseiten, Dreiecksscheiben drei. Durch die Totalreflexion der Infrarotstrahlung baut sich im Inneren der Scheibe ein relativ homogenes Infrarotfeld auf, sodass die Scheibe selbst bei Anordnung der Infrarotstrahler im Seitenbereich der Scheibe gleichmäßig beheizt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zwischen dem wenigstens einen Infrarotstrahler und der Scheibe ein Einkoppelprisma vorgesehen ist. Diese Lösung ist insbesondere von Vorteil, wenn an den Schmalseiten der Scheibe zu wenig Platz ist, den wenigstens einen Infrarotstrahler unterzubringen und dieser entweder im Winkel dazu an einer Schmalseite eingekoppelt werden muss oder an einer Flachseite im Bereich einer Kante zwischen Flachseite und Schmalseite.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mehrere, bevorzugt in Reihe oder in einer Matrix angeordnete Infrarotstrahler vorgesehen sind. Mit Hilfe mehrerer in Reihe oder Matrix angeordneter Infrarotstrahler lässt sich ein homogeneres Feld erzielen und die einzelnen Infrarotstrahler können kleiner ausgebildet werden, da sie jeweils eine geringere Strahlungsleistung benötigen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der wenigstens eine Infrarotstrahler als Infrarot-LED ausgebildet. Infrarot-LEDs haben einen hohen Wirkungsgrad und lassen sich sehr kompakt aufbauen. Insbesondere eine Matrix oder eine Reihe von LEDs ist besonders kompakt realisierbar.
Wenn gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist, dass die Scheibe stärker infrarotstrahlen- absorbierend ausgebildet ist als herkömmlich verwendete einfache Scheiben, lässt sich der Wirkungsgrad der Scheibenheizung weiter erhöhen.
Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schmalseiten der Scheibe, an denen keine
Infrarotstrahlung eingekoppelt wird, derart ausgebildet sind, dass sie Infrarotstrahlen reflektieren. Dies kann durch entsprechende Beschichtungen oder durch entsprechende Infrarotstrahlen reflektierende Elemente erreicht werden. Auf diese Weise lassen sich Auskoppelverluste an den Schmalseiten der Scheibe verringern und die Heizleistung der beheizbaren Scheibe bei gleichbleibender Strahlleistung erhöhen.
Wenn die Infrarotstrahlung über eine Schmalseite der Scheibe eingekoppelt wird, ist diese Schmalseite gemäß einer Weiterbildung der Erfindung halbdurchlässig für Infrarotstrahlung, sodass von außerhalb der Scheibe stammende Infrarotstrahlung in die Scheibe einkoppelbar ist, in der Scheibe befindliche Infrarotstrahlung jedoch an der entsprechenden Schmalseite reflektiert wird. Dies erhöht den Wirkungsgrad der beheizbaren Scheibe weiter.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Scheibe eine Verbundglasscheibe, die wenigstens zwei Glasschichten aufweist. Derartige Verbundglasscheiben werden häufig als Frontscheiben genommen, da sie aufgrund des Scheibenverbundes eine höhere Sicherheit bieten. Dabei vereist meist die außenliegende Glasschicht, während die innere Glasschicht zum Beschlagen neigt. Gemäß der Weiterbildung ist daher vorgesehen, dass pro Glasschicht wenigstens ein Infrarotstrahler vorgesehen ist. Damit lässt sich auch eine Verbundglasscheibe trotz einer Zwischenschicht mit üblicherweise abweichendem Brechungsindex vollständig beheizen.
Gemäß einer Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens einen Infrarotstrahler pro Glasschicht getrennt aktivierbar sind. Damit lässt sich, wenn die äußere Glasschicht frei von Eis ist, die innere
Glasschicht frei von Beschlag halten, wobei ein unnötiges Heizen der gesamten Scheibe vermieden wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Infrarotstrahler auf seiner der Scheibe abgewandten Seite einen Reflektor aufweist. Damit lässt sich die Einkopplung von Infrarotstrahlung weiter verbessern. Der Reflektor kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung so ausgebildet sein, dass die Infrarotstrahlung der Infrarotstrahler gebündelt ist, bevorzugt auf einen Öffnungswinkel kleiner als 20 Grad.
Ein erster unabhängiger Gegenstand der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Heizung einer Scheibe eines Kraftfahrzeuges, die wenigstens einen Infrarotstrahler aufweist. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu ausgebildet ist, derart an die zu beheizende Scheibe angekoppelt zu werden, dass der überwiegende Teil der von dem Infrarotstrahler emittierten Infrarotstrahlung an Grenzflächen der Scheibe total reflektiert wird. Eine derartige Vorrichtung lässt sich einerseits gut bei bereits bestehenden Kraftfahrzeugen nachrüsten und andererseits beim Bau von neuen Kraftfahrzeugen planen.
Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung sind Mittel dazu vorgesehen, den Infrarotstrahler derart an eine Scheibe anzukoppeln, dass der überwiegende Teil der von dem Infrarotstrahler emittierten Infrarotstrahlung an Grenzflächen der Scheibe total reflektiert wird. Derartige Mittel können gemäß einer Weiterbildung der Erfindung Anschlussmittel sein oder auch ein Einkoppelprisma, welches dazu ausgebildet ist, die Infrarotstrahlung des wenigstens einen Infrarotstrahlers in die Scheibe einzukoppeln.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der wenigstens eine Infrarotstrahler eine Hauptabstrahlrichtung auf, also eine gerichtete Abstrahlcharakteristik. Die Vorrichtung ist dabei dazu ausgebildet, derart an der Scheibe angekoppelt zu werden, dass die Hauptabstrahlrichtung des wenigstens einen Infrarotstrahlers in einem Winkel zwischen 0° und dem Totalreflexionswinkel, bevorzugt 0° dem halben Totalreflexionswinkel relativ zu einer Ebene der Flachseite der Scheibe im Bereich der Einkopplung der Infrarotstrahlung angeordnet ist. Bei gekrümmten Scheiben wird der Winkel relativ zum Schnittpunkt des Schwerpunktstrahls, also entlang der Hauptabstrahlrichtung, des Infrarotstrahlers mit einer Tangentenebene der Scheibe im Schnittpunkt gemessen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung ein Prisma zur Einkopplung der Infrarotstrahlung aufweist. Dies erhöht die Freiheiten bei der Anordnung der Vorrichtung relativ zu der zu beheizenden Scheibe und erlaubt insbesondere eine winklige Anordnung oder eine Anordnung im Bereich einer Flachseite der zu beheizenden Scheibe.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung mehrere Infrarotstrahler auf, die bevorzugt in einer Reihe angeordnet sind. Damit lässt sich die benötigte Infrarotstrahlungsleistung auf mehrere Infrarotstrahler verteilen, die jeder für sich betrachtet kompakter ausgebildet werden kann, sodass sich die erfindungsgemäße Vorrichtung leichter verbauen lässt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Infrarotstrahler in einer Matrix angeordnet sind, wodurch sich die Einkopplung von Infrarotstrahlung in die Scheibe weiter verbessern lässt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist des Weiteren vorgesehen, dass mehrere Infrarotstrahler vorgesehen sind, die alleine oder gruppenweise schaltbar sind. Auf diese Weise lassen sich bestimmte Bereiche der Scheibe selektiv heizen, beispielsweise bei einer Verbundscheibe nur eine innere Scheibe zur Entfernung eines Scheibenbelags auf der Scheibeninnenseite.
Ein letzter unabhängiger Gegenstand der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer beheizbaren Scheibe gemäß der voranbeschriebenen Erfindung.
Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte
Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Dabei bilden sämtliche beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale in ihrer sinnvollen Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von den Patentansprüchen und deren Ruckbezugen.
Kurzbeschreibung der Figuren
Die Erfindung wird anhand eines Ausfuhrungsbeispiels erläutert. Dabei zeigen schematisch:
Fig. 1 eine erfindungsgemaße beheizbare Scheibe in einer Ansicht von einer Flachseite aus sowie
Fig. 2 die Scheibe aus Fig. 1 von einer Schmalseite aus betrachtet .
Ausfuhrungsbeispiel
Fig. 1 zeigt exne erfindungsgemaße beheizbare Scheibe 2 in einer Ansicht von einer Flachseite 2.1 der Scheibe 2 aus betrachtet. Mit 2.2 ist die der Flachseite 2.1 gegenüberliegende Flachseite 2.2 bezeichnet. Mit 2.3 bis 2.6 sind die Schmalseiten der Scheibe 2 bezeichnet.
An der Schmalseite 2.6 sind mehrere Infrarotstrahler angeordnet, die der Einfachheit halber gemeinsam mit dem Bezugszeichen 4 versehen sind. Die Infrarotstrahler 4 sind als Infrarotstrahlung emittierende LEDs ausgebildet und sind in einer Reihe über die gesamte Schmalseite 2.6 hin verteilt angeordnet.
Die Infrarotstrahler 4 emittieren Infrarotstrahlung 6, von der einige Strahlen beispielhaft dargestellt sind. Die Infrarotstrahlen 6 werden in unterschiedlichen Winkeln in die Scheibe 2 eingekoppelt. Die schräg zu den Flachseiten 2.3, 2.5 verlaufenden Strahlen der Infrarotstrahlung 6 werden an den Flachseiten 2.1 und 2.2 total reflektiert, sodass diese zur Flachseite 2.4 gelangen. Die Flachseite 2.4 weist eine Infrarotstrahlen reflektierende Reflexionsschicht 8 auf, an der die Infrarotstrahlen 6 zurϋckreflektiert werden. Auch die übrigen Flachseiten 2.3, 2.5, 2.6 können ganz oder halb durchlässige Reflexionsschichten aufweisen.
Auf der Schmalseite 2.6, auf der die LEDs 4 angeordnet sind, ist eine halbdurchlässige Reflexionsschicht 10 vorgesehen, welche von der der Scheibe 2 zugeordneten Seite reflektierend ausgebildet ist und von der gegenüberliegenden Seite transparent für infrarote Strahlung 6.
Beim Verlauf der Infrarotstrahlen 6 durch das Glas 2 wird die Infrarotstrahlung teilweise absorbiert, sodass die Leistung der Infrarotstrahlung abnimmt, was durch dünner werdende Strahlen dargestellt ist. Die Energie wird somit relativ gleichmäßig in der Scheibe 2 deponiert und die Scheibe 2 damit relativ gleichmäßig beheizt.
Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße beheizbare Scheibe 2 von einer Schmalseite aus betrachtet. Die Scheibe 2 ist eine Frontscheibe und daher gebogen. In Fig. 2 ist der Strahlengang eines einzigen Strahls 6 dargestellt, der nicht nur an den in Fig. 1 gezeigten Schmalseiten 2.3, 2.5 reflektiert wird, sondern auch an den Flachseiten 2.1, 2.2. Bezugszeichenliste
2 Beheizbare Scheibe 2.1, 2.2 Flachseiten 2.3 - 2.5 Schmalseiten
4 Infrarot-LEDs
6 Infrarotstrahlung 8 Reflexionsschicht
10 Halbdurchlässige Reflexionsschicht

Claims

Ansprüche
1. Beheizbare Scheibe (2) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Frontscheibe, mit wenigstens einem in oder an der Scheibe (2) angeordneten Infrarotstrahler (4) zur Heizung der Scheibe (2), dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Infrarotstrahler (4) derart in der Scheibe (2) angeordnet oder an die Scheibe (2) angekoppelt ist, dass der überwiegende Teil der von dem wenigstens einen Infrarotstrahler (4) emittierten Infrarotstrahlung (6) an Grenzflächen (2.1 - 2.5) der Scheibe (2) totalreflektiert wird.
2. Beheizbare Scheibe (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (2) wenigstens zwei Flachseiten (2.1, 2.2.) sowie wenigstens zwei Schmalseiten (2.3 - 2.5) aufweist, wobei der wenigstens eine Infrarotstrahler (4) an einer Schmalseite (2.3) der Scheibe (2) eingekoppelt ist.
3. Beheizbare Scheibe (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem wenigstens einen Infrarotstrahler (4) und der Scheibe (2) ein Einkoppelprisma vorgesehen ist.
4. Beheizbare Scheibe (2) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, bevorzugt in Reihe angeordnete Infrarotstrahler (4) vorgesehen sind.
5. Beheizbare Scheibe (2) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Infrarotstrahler () als Infrarot-LED (4) ausgebildet ist .
6. Beheizbare Scheibe (2) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (2) starker infrarotstrahlenabsorbierend als einfaches Verbundglas ausgebildet ist.
7. Beheizbare Scheibe (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseiten (2.3 - 2.5) der Scheibe (2), an denen keine Infrarotstrahlung eingekoppelt wird, Infrarotstrahlen reflektierend ausgebildet sind.
8. Beheizbare Scheibe (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseite (2.5) der Scheibe (2), an der die Infrarotstrahlung (6) eingekoppelt wird, halbdurchlassig für Infrarotstrahlung ist .
9. Beheizbare Scheibe (2) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (2) eine Verbundglasscheibe mit wenigstens zwei Glasschichten ist und dass pro Glasschicht wenigstens ein Infrarotstrahler (4) vorgesehen ist.
10. Beheizbare Scheibe (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens einen
Infrarotstrahler (4) pro Glasschicht getrennt steuerbar sind .
11. Vorrichtung zur Heizung einer Scheibe (2) eines
Kraftfahrzeuges, mit wenigstens einem Infrarotstrahler (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, derart an die zu beheizende Scheibe (2) angekoppelt zu werden, dass der überwiegende Teil der von dem Infrarotstrahler (4) emittierten Infrarotstrahlung (6) an Grenzflächen der Scheibe (2) totalreflektiert wird .
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Infrarotstrahler (4) eine Hauptabstrahlrichtung aufweist und die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, derart an die Scheibe angekoppelt zu werden, dass die Hauptabstrahlrichtung des wenigstens einen Infrarotstrahlers (4) in einem Winkel zwischen 0° und dem Totalreflexionswinkel, bevorzugt zwischen 0° und dem halben Totalreflexionswinkel, relativ zu einer Ebene der Flachseite (2.1, 2.2.) der Scheibe (2) bzw. relativ zu einer Ebene der Flachseite (2.1, 2.2.) der Scheibe (2) im Bereich der Reflexion der der Infrarotstrahlung (6) an der Flachseite (2.1, 2.2) der Scheibe (2) liegt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, aufweisend ein Prisma zur Einkopplung der Infrarotstrahlung (6) .
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, aufweisend mehrere Infrarotstrahler (4), die bevorzugt in einer Reihe angeordnet sind.
15. Kraftfahrzeug mit wenigstens einer beheizbaren Scheibe (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
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