DE3532119A1

DE3532119A1 - Elektrisch beheizbare autoglasscheibe

Info

Publication number: DE3532119A1
Application number: DE19853532119
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Kunert; Gerd Sauer; Hans Ohlenforst
Original assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Current assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Priority date: 1985-09-10
Filing date: 1985-09-10
Publication date: 1987-03-19
Also published as: US4721845A; EP0217703A1; JPS6261285A; NZ217516A; EP0217703B1; DE3673936D1; AU590301B2; AU6046986A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch beheizbare Autoglasscheibe mit auf einer Oberfläche angeordneten, aufgedruckten und einge brannten schmalen Heizleitern, die mit entlang des Randes der Glasscheibe angeordneten gleichzeitig mit den Heizleitern aufge druckten und eingebrannten Sammelleitern in Verbindung stehen, wobei auf den aufgedruckten und eingebrannten Sammelleitern Me tallbänder angeordnet und mit diesen elektrisch leitend verbunden sind.

Elektrisch beheizbare Autoglasscheiben werden insbesondere als Heckscheiben in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Wenn die Sammelleiter, die der Stromzuführung zu den Heizleitern dienen, lediglich aus der aufgedruckten und eingebrannten Leitmasse bestehen, aus der die Heizleiter bestehen, müssen sie verhältnismäßig breit augebil det sein, damit ihr elektrischer Widerstand nicht zu hoch wird, da sie sich sonst zu stark erwärmen. Doch auch bei verhältnismäßig breiter Ausführung ist ihr elektrischer Widerstand immer noch ver hältnismäßig hoch, weil ihr Querschnitt wegen der außerordentlich geringen Dicke der aufgedruckten und eingebrannten Schicht ver hältnismäßig gering ist. Auch bei verhältnismäßig breiter Ausfüh rung läßt es sich in der Regel nicht vermeiden, daß ein Teil der elektrischen Energie durch die an sich unerwünschte Erwärmung der Sammelschienen verlorengeht.

Es ist bekannt, zur Vermeidung dieses Nachteils den elektrischen Widerstand der aufgedruckten und eingebrannten Sammelschienen durch die Anordnung eines metallischen Leiters, beispielsweise eines Streifens aus Kupferblech oder einer Flachlitze aus Kupfer, zu verringern (US-PS 34 67 818). Der Metallstreifen wird dabei beispielsweise in Abständen mit dem eingebrannten Sammelleiter verlötet. Um zu vermeiden, daß durch die unterschiedliche Wärme ausdehnung des Metallstreifens und der Glasscheibe schädliche me chanische Spannungen entstehen, die zu einem Abriß der Lötstellen führen können, ist der Metallstreifen in den Bereichen zwischen den Lötstellen brückenartig aufgewölbt. Die aufgedruckten und ein gebrannten Sammelleiter können bei dieser bekannten Heizscheibe verhältnismäßig schmal ausgeführt werden.

Heizscheiben mit solchen auf den Sammelleitern aufgelöteten Ver stärkungsbändern haben wiederum andere Nachteile. Zum einen stel len die auf der Oberfläche vorstehenden Metallstreifen beim Hand haben, beim Verpacken und beim Versand der Glasscheiben Hindernis se dar, und es kann leicht vorkommen, daß bei Stößen gegen die aufgelöteten Metallstreifen diese sich verbiegen oder daß die Löt stellen sich lösen. Zum anderen sind solche durch Metallbänder verstärkte Sammelschienen dann besonders nachteilig, wenn die Sam melschienen nicht am äußersten Rand der Glasscheibe, sondern im Abstand von der Scheibeneinfassung innerhalb des Sichtfeldes an geordnet sind, wie das zwangsläufig der Fall ist, wenn die Heiz leiter gleichzeitig als Antennenleiter benutzt werden. In diesem Fall müssen nämlich die Sammelleiter im Abstand von einigen Zen timetern vom Rahmen der Karosserie angeordnet werden, weil sonst die Kapazität der Antennenleiter unzulässig hohe Werte annimmt. Bei einem solchen gleichzeitig als Antenne und Heizwiderstand die nenden Leiternetz hat man einereits Interesse, die vollständig im Sichtfeld befindlichen Sammelleiter so schmal wie möglich auszu führen, was sich insbesondere durch eine Verstärkung mit einem zusätzlichen Metallband erreichen läßt. Andererseits ist die An ordnung des zusätzlichen Metallbandes störend, weil das Metallband nicht nur beispielsweise beim Reinigen der Glasscheibe hinderlich ist, sondern weil vor allem die Gefahr besteht, daß das zusätzli che Metallband beim Reinigen der Glasscheibe oder bei anderen Ge legenheiten so stark beansprucht wird, daß die Verbindungsstellen mit der eingebrannten Schicht des Sammelleiters sich lösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizscheibe der beschriebenen Art so auszubilden, daß die Gefahr einer Verletzung der zusätzlichen Metallbänder und eine Zerstörung der Verbindungs stellen zwischen den Metallbändern und den eingebrannten Sammel leitern sicher vermieden wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die einge brannten Sammelleiter und die hiermit elektrisch leitend verbunde nen Metallbänder mit einer diese gemeinsam überdeckenden und mit diesen und mit der Glasoberfläche verklebten Kunststoffüberzug versehen sind.

Das metallische Verstärkungsband eines zusammengesetzten Sammel leiters ist also gemäß der Erfindung vollständig in eine Kunst stoffmasse eingebettet, die ihrerseits auf der eingebrannten Schicht des Sammelleiters und auf der Glasoberfläche unmittelbar neben der eingebrannten Leiterschicht fest und dauerhaft haftet. Daraus ergeben sich einige wesentliche Vorteile: Zum einen wird das Metallband gegen mechanische Belastungen sicher geschützt, so daß die Gefahr eines Abrisses an den Verbindungsstellen zu der eingebrannten Sammelleiterschicht vollständig beseitigt ist. Gleichzeitig wird durch die Einbettung in der Kunststoffmasse die Gefahr, daß sich beispielsweise beim Reinigen der Glasscheibe an eventuellen scharfen Kanten des Metallbandes die Hände verletzen, vollständig ausgeschaltet. Außerdem ist der optische Eindruck der zusammengesetzten Sammelschiene durch den Überzug, der in der Regel aus undurchsichtigem Kunststoff besteht, wesentlich verbes sert. Zum anderen erfolgt durch den haftenden Überzug eine zusätz liche mechanische Befestigung des Metallbandes auf der eingebrann ten Sammelleiterschicht. Infolgedessen kann die elektrisch leiten de Verbindung mit der Sammelleiterschicht auf eine Weise durchge führt werden, die lediglich für eine gute elektrisch leitende Ver bindung sorgt, ohne gleichzeitig eine große mechanische Festigkeit aufweisen zu müssen. Dadurch können nunmehr auch solche elektrisch leitenden Verbindungen zum Einsatz kommen, die als solche eine unzureichende mechanische Festigkeit aufweisen, weil die Verbin dungsstellen durch die Ummantelung der Sammelleiter mit dem aus härtenden Kunststoff eine erhebliche mechanische Stabilisierung und Verfestigung erfahren. Man kann also bei einer erfindungsge mäßen Heizscheibe auf wirtschaftliche Kontaktierungsmethoden zu rückgreifen, ohne auf die mechanische Festigkeit der elektrisch leitenden Verbindung Rücksicht nehmen zu müssen. Auch brauchen die Verbindungsstellen keine besondere Beständigkeit gegen einen che mischen Angriff durch z.B. Feuchtigkeit aufzuweisen, daß sie durch die vollständige Umhüllung gegen solche Einflüsse optimal ge schützt sind.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Un teransprüche. Sie ergeben sich außerdem einschließlich der hiermit erzielten Vorteile aus der nachfolgenden Beschreibung verschiede ner Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.

Von den Zeichnungen zeigt, jeweils in Form einer perspektivischen Darstellung eines Teils der Heizscheibe,

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizscheibe mit unmittelbar am Rand der Glasscheibe angeordnetem Sammelleiter;

Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizscheibe mit Sammelleitern, die mit Abstand vom Scheibenrand innerhalb des Sichtfeldes der Glasscheibe verlaufen, und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizscheibe, bei der sich das Leiternetz insbesondere auch als Antennenleiternetz benutzen läßt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Heizscheibe handelt es sich um eine heizbare Heckscheibe für ein Kraftfahrzeug, die als solche nach dem Verfahren der Direktverklebung mit dem Befestigungs flansch der Karosserie verbunden wird. Die Silikatglasscheibe 1 ist entlang ihrem Scheibenumfang mit einer in der Regel einigeZen timeter breiten rahmenförmigen Schicht 2 aus einem undurchsichti gen Belag insbesondere aus einer keramischen Einbrennfarbe verse hen. Auf dieser eingebrannten Farbschicht 2 sind Sammelleiter 3 angeordnet, von denen aus sich die Heizleiter 4 über den Sichtbe reich der Glasscheibe erstrecken. Die Sammelschienen 3 und die Heizleiter 4 bestehen aus einer elektrisch leitenden Einbrennfarbe und werden nach üblichen Verfahren in ein und demselben Arbeits gang mit Hilfe des Siebdruckverfahrens auf die Glasoberfläche bzw. auf die zuvor aufgebrachte Schicht 2 aufgebracht und im Zuge der für das Biege- und/oder Vorspannverfahren der Glasscheibe erfor derlichen Erwärmung eingebrannt.

Die Sammelleiter 3 sind verhältnimäßig schmal ausgebildet. Auf dem Sammelleiter 3 ist, vorzugsweise auf der gesamten Länge des Sam melleiters 3, ein Metallband 6 angeordnet. Das Metallband 6 kann beispielsweise ein Streifen aus Kupferblech sein. Stattdessen kann das Metallband auch aus einer Flachdrahtlitze aus Kupfer oder aus verzinntem Kupfer bestehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbei spiel ist das Metallband 6 in leicht gewellter Form aufgebracht. In Abständen berührt das Metallband 6 den eingebrannten Sammellei ter 3. An diesen Berührungsstellen ist das Metallband mit Hilfe eines geigneten Verbindungsmittels 7 mit dem eingebrannten Sammel leiter 3 verbunden. Das Verbindungsmittel kann beispielsweise, wie bisher üblich, ein Lot sein. Zweckmäßiger ist es jedoch, wenn die Verbindung statt durch Verlöten durch eine wirtschaftlichere Me thode erfolgt. Geeignet hierfür ist beispielsweise das an sich bekannte Bonding-Verfahren, bei dem die elektrisch leitende Ver bindung durch punktförmige Ultraschall-Anwendung als Schweißver bindung hergestellt wird. Ebenso ist es möglich, als Verbindungs mittel thermoplastische oder aushärtende elektrisch leitende Kunststoffkleber zu verwenden.

Auf der rahmenartigen Schicht 2 wird anschließend umlaufend eine Schicht 8 aus einem aushärtenden und sich mit der Schicht 2, dem Sammelleiter 3 und dem Metallband 6 fest und dicht verbindenden Kunststoff aufgebracht. Das Aufbringen dieser Kunststoffschicht 8 erfolgt zweckmäßigerweise mit Hilfe einer entsprechend kalibrier ten Extruderdüse, die mittels einer geeigneten Vorrichtung automa tisch an der Glasscheibe entlang geführt wird. Dabei legt sich die Klebermasse auf die Schicht 2, die Sammelschiene 3 und das Metall band 6 auf, umschließt das Metallband 6 und weist nach ihrem Aus härten eine feste und dauerhafte Haftung an der Schicht 2, dem Sammelleiter 3 und dem Metallband 6 auf.

Als Material für die Kunststoffschicht 8 eignen sich z.B. Kleber massen, wie sie für die Verklebung der Glasscheibe mit der Autoka rosserie üblich sind. Eine gebräuchliche Kleberzusammensetzung, die sich auch für den vorliegnden Zweck eignet, ist beispielswei se ein feuchtigkeitshärtender Einkomponenten-Polyurethankleber, wie er in der US-PS 37 79 794 beschrieben ist. Gegebenenfalls sind die Oberflächen, auf die der Kleber aufgetragen wird, in be kannter Weise mit geeigneten Reinigungsmitteln und/oder mit geeig neten Primerzusammensetzungen vorzubehandeln.

Das Aufbringen der Kunststoffschicht 8 auf den Randbereich der Glasscheibe erfolgt zweckmäßigerweise im Herstellwerk der Heiz scheibe. Auf diese Weise lassen sich die Vorteile, die die Erfin dung bietet, voll nutzen. Sobald die Kunststoffschicht 8 ausgehär tet ist, ist die Heizscheibe fertig für die Verpackung und den Versand zum Automobilwerk.

Zum Zweck des Einbaus der Glasscheibe in den Fensterrahmen der Karosserie wird der für die Verklebung erforderliche Kleberstrang 10 aus einem mit der Kunststoffschicht 8 kompatiblem Kleber mit Hilfe einer Extruderdüse auf der Kunststoffschicht 8 abgelegt und die Glasscheibe in die Fensteröffnung eingesetzt. Der Kleber strang 10 kann selbstverständlich statt auf der Glasscheibe au chauf den Befestigungsflansch im Fensterrahmen der Karosserie aufgebracht werden. Gegebenenfalls ist eine Aktivierung der Ober fläche der ausgehärteten Kunststoffschicht zweckmäßig, bevor die Schicht 8 mit dem Kleberstrang 10 in Berührung gebracht wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform zeigt eine heizbare Autoglasscheibe ohne einen umlaufenden rahmenartigen Belag, die für den Einbau mit Hilfe eines Einfaßrahmens aus Gummi vorgesehen ist. Die Glasscheibe 11 ist wiederum auf einer Oberfläche mit auf gedruckten und eingebrannten Sammelleitern 13 und Heizleitern 14 versehen. Die Sammelleiter 13 sind im Abstand von mehreren Zenti metern parallel zu der Scheibenkante angeordnet, so daß sie im eingebauten Zustand der Glasscheibe einen Abstand von wenigstens 2 bis 3 Zentimetern von den Metallteilen des Fensterrahmens auf weisen. Eine solche Entfernung der Sammelleiter von dem metalli schen Rahmen ist notwendig, wenn die elektrischen Leiter 13,14 nicht nur zum Beheizen der Glasscheibe, sondern auch als Antennen leiter benutzt werden sollen, weil andernfalls die Kapazität der Antennenleiter einen zu hohen Wert annimmt.

Auf den aufgedruckten und eingebrannten Sammelleitern 13 ist ein schmales Metallband 16 beispielsweise aus Kupferblech angeordnet. Dieses Metallband 16 erstreckt sich über die gesamte Länge des Sammelleiters 13 und ist an Verbindungsstellen 17 punktweise mit dem eingebrannten Sammelleiter 13 verbunden. Die Verbindungspunkte 17 können zweckmäßigerweise unmittelbar gegenüber den einzelnen Heizleitern 14 angeordnet werden. Auf diese Weise haben die einge brannten Sammelleiter 13 im wesentlichen die Funktion, das Metall band 13 nach außen hin abzudecken. Die Sammelleiter 13 können auf diese Weise extrem schmal ausgebildet werden.

Die elektrisch leitenden Verbindungen 17 können wiederum mit Hilfe geeigneter Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Lö ten, Kleben oder nach dem bekannten Bonding-Verfahren mit Hilfe von Ultraschallenergie. Das Metallband 16 ist an einem Ende abge kröpft und zu einem Flachstecker 19 geformt, mit dem im eingebau ten Zustand der Heizscheibe das Stromzufuhrkabel über einen ent sprechenden Kupplungstecker verbunden wird.

Der eingebrannte Sammelleiter 13 und das damit elektrisch leitend verbundene Metallband 16 sind wiederum durch eine streifenförmig aufgebrachte Kunststoffschicht 18 abgedeckt. Diese Kunststoff schicht 18 besteht wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel aus einer extrudierfähigen, sich mit der Glasoberfläche, dem Sammel leiter 13 und dem Metallband 16 fest und dauerhaft verbindenden Klebermasse. Sie wird mit Hilfe geeigneter Verfahren, beispiels weise mit Hilfe einer entsprechend kalibrierten Extruderdüse und mittels einer automatisch arbeitenden Vorrichtung zur Führung der Extruderdüse, auf die Sammelleiter aufgebracht. Nach dem Aushärten der Klebermasse stellt die Schicht 18 einen idealen Schutz für die Sammelleiter dar.

Die in Fig. 3 dargestellte elektrisch beheizbare Glasscheibe hat bezüglich der auf der Glasscheibe 11 aufgedruckten und eingebrann ten Sammelleiter 13 und Heizleiter 14, sowie der die Sammelleiter 13 verstärkenden Metallbänder 16, der Verbindungspunkte 17, der die Sammelleiter abdeckenden Kunststoffschicht 18 und der Flach stecker 19 den gleichen Aufbau und die gleiche Ausgestaltung wie die in Fig. 2 dargestellte beheizbare Glasscheibe. Sie ist jedoch in diesem Fall für die Direktverklebung mit dem Karosserierahmen vorbereitet. Zu diesem Zweck ist auf dem Randbereich wiederum der in solchen Fällen übliche undurchsichtige rahmenartige Belag 20 angeordnet. Bei diesem rahmenartigen Belag 20 kann es sich um ir gendeinen für diesen Zweck geeigneten Lack oder auch um eine Ein brennfarbe handeln. Auf diesem Belag 20 ist eine ausgehärtete, flachprofilierte Kleberschicht 21 umlaufend angeordnet. Diese aus gehärtete Kleberschicht 21 ist ebenfalls mit einer entsprechend kalibrierten Extruderdüse, die entlang dem Scheibenrand geführt wird, aufgetragen worden. Die profilierte Kleberschicht ist auf der zur Sichtfläche der Glasscheibe hin gerichteten Seite mit ei ner im Querschnitt etwa keilförmigen Lippe 22 versehen. Diese Lip pe 22 wirkt bei Einbau der Glasscheibe in den Fensterrahmen als Begrenzungssteg für die Klebermasse, die in Form eines extrudier ten Stranges 23 auf die ausgehärtete Kleberschicht 21 oder auf den Befestigungsflansch des Fensterrahmens der Karosserie aufge tragen wird. Beim Einsetzen der Glasscheibe verhindert die Lippe 22, daß die weiche Klebermasse in Richtung auf die Sichtfläche der Glasscheibe herausgedrückt wird. Diese Maßnahme hat nicht nur eine ästhetische Funktion, sondern ist auch aus technischen Gründen wichtig, wenn die elektrischen Leiter als Antennenleiter benutzt werden sollen. Da die üblichen Klebermassen nämlich eine gewisse elektrische Leitfähigkeit besitzen, kann ein Austreten der Kleber masse des Kleberstranges 23 nämlich unter Umständen zu einem Kurz schluß zwischen der Karosserie und den Antennenleitern führen, insbesondere dann, wenn auch die Kunststoffschicht 18 eine gewisse elektrische Leitfähigkeit besitzt. Bei einem solchen Kurzschluß würden die elektrischen Leiter auf der Glasscheibe ihre Funktion als Antenne nicht mehr erfüllen.

Claims

1. Elektrisch beheizbare Autoglasscheibe mit auf einer Oberfläche angeordneten, aufgedruckten und eingebrannten schmalen Heiz leitern, die mit entlang des Randes der Glasscheibe angeordne ten, gleichzeitig mit den Heizleitern aufgedruckten und einge brannten Sammelleitern in Verbindung stehen, wobei auf den aufgedruckten und eingebrannten Sammelleitern Metallbänder angeordnet und mit diesen elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einge brannten Sammelleiter (3; 13) und die hiermit elektrisch lei tend verbundenen Metallbänder (6; 16) mit einer diese gemein sam überdeckenden und mit diesen und der Glasoberfläche ver klebten Kunststoffüberzug (8;18) versehen sind.

2. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffüberzug (8; 18) durch Auf tragen einer den eingebrannten Sammelleiter (3; 13) und das Metallband (8; 18) umhüllenden aushärtenden Klebermasse aufge bracht ist.

3. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 1 und 2, da durch gekennzeichnet, daß das mit dem eingebrannten Sammellei ter (3; 13) verbundene Metallband (6; 16) ein Streifen aus einem Metallblech ist.

4. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 1 und 2, da durch gekennzeichnet, daß das mit dem eingebrannten Sammellei ter (3; 13) verbundene Metallband (6; 16) eine Flachdrahtlitze ist.

5. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß das Metallband (6; 16) mit dem ein gebrannten Sammelleiter (3; 13) punktweise durch Lötverbindun gen verbunden ist.

6. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß das Metallband (6; 16) mit dem ein gebrannten Sammelleiter (3; 13) punktweise nach einem Ultraschall-Schweißverfahren verbunden ist.

7. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß das Metallband (6; 16) mit dem ein gebrannten Sammelleiter (3; 13) durch eine Klebeverbindung mit einem elektrisch leitenden Kleber verbunden ist.

8. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils mit einem Metallband (6) versehenen Sammelleiter (3) in unmittel barer Nähe des Scheibenrandes auf einem undurchsichtigen rah menartigen Belag (2) angeordnet sind, und daß der die einge brannten Sammelleiter (3) und die Metallbänder (6) abdeckende Kunststoffüberzug (8) umlaufend entlang dem Scheibenumfang angeordnet ist und die Haftfläche bildet, auf der beim Einset zen der Glasscheibe in den Fensterrahmen der Kleberstrang (10) haftet.

9. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils mit einem Metallband (16) verbundenen und zusammen mit diesem mit dem Kunststoffüberzug (18) versehenen Sammelleiter (13) im Abstand vom Scheibenrand innerhalb der Sichtfläche der Glas scheibe (11) angeordnet sind.

10. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich der Glasscheibe (11) mit einem rahmenartigen undurchsichtigen Belag (20) versehen ist, auf dem eine flach profilierte ausgehärtete Kleberschicht (21) angordnet ist.

11. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die flach profilierte ausgehärtete Kleber schicht (21) auf der zur Sichtfläche der Glasscheibe hin ge richteten Seite mit einer als Begrenzungssteg für die Kleber masse (23) beim Einsetzen der Glasscheibe in den Fensterrahmen dienenden Lippe (22) versehen ist.

12. Elektrisch beheizbare Autoglasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kunststoffschicht (8; 18) bildende Klebermasse ein feuchtig keitshärtender Einkomponenten-Polyurethankleber ist.

13. Elektrisch beheizbare Autoglasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kunststoffschicht (8; 18) bildende Klebemasse ein Zweikomponenten-Reaktionskleber ist.