DE2360672C3 - Auf oder in einer Sichtscheibe für Kraftfahrzeuge angeordnetes Leitersystem mit Heiz- und Antennenfunktion - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein auf oder in einer Sichtscheibe für Kraftfahrzeuge angeordnetes Leitersystem mit Heiz- und Antennenfunktion, mit zwischen stromführenden Sammelschienen angeordneten elektrischen Widerstandselementen, die als Heizleiter und als Antennenleiter dienen.

Ein derartiges Leitersystem ist im wesentlichen aus der DE-OS 19 36 780 bekannt, wobei die dort beschriebene Anordnung im UKW-Bereich normalerweise schon deshalb nicht voll wirksam ist, weil die Geometrie des Leitersystems durch ihre Funktion als Heizleiter und durch die Scheibenabmessungen vorgegeben ist und die Leiter unter normalen Umständen nicht auf den UKW-Bereich abgestimmt sind.

Ferner hat sich herausgestellt, daß eine Abstimmung der Antenne über zusätzliche Bauelemente außerhalb der Sichtscheibe, wie sie beispielsweise in der DE-OS 19 36 780 angegeben ist, zwar möglich ist, doch wird auf diese Weise, wie die Erfahrung gezeigt hat, kein besonders günstiger Wirkungsgrad der Antenne erzielt, vielmehr erscheint es wesentlich günstiger, die Abstimmung durch die Geometrie des Heizfeldes vorzunehmen.

Außerdem ist das in der DE-OS 19 36 780 beschriebene Leitersystem mit Heiz- und Antennenfunktion auch deswegen als Antennenscheibe nicht voll funktionsfähig, weil bei dem dort beschriebenen Heizfeld die Sammelschienen ganz in der Nähe des Sichtscheibenrandes angeordnet sind, so daß sie sich zumindest teilweise in der Gummieinfassung der Sichtscheibe oder aber in ihrer unmittelbarer Nachbarschaft befinden. Infolgedessen ergibt sich bereits bei geringster Feuchtigkeit in der Sichtschcibcncinfassung oder derer. Nähe die nachteili

ge Wirkung eines Kurzschlusses zwischen dem Leitersystem und der Karosserie, so daß die Antenne in ihrer Funktion ausfällt

Ferner ist in der DE-GM £9 11 586 die Problematik der Doppelfunktion von Leitersystemen als Heiz- und Antennenanordnung erörtert und darauf hingewiesen, daß der Heizgleichstrom und der Hochfrequenzstrom durch eine Weiche voneinander getrennt werden müßten, wobei diese Weiche aus einem Kondensator im Hochfrequenzleiter und einer Drossel im Heizleiter bestehen kann. Wie dort weiter ausgeführt ist, müßte eine derartige Drossel im Heizleiter aus dickem Kupferdraht gewickelt sein, damit der von ihr verursachte Spannungsabfall nicht zu groß ist Daraus ergibt sich aber, daß solche Drosseln groß und teuer werden, so daß es günstiger ist, für die Heizung und für die Antenne getrennte Leiter vorzusehen, die keine Verbindung miteinander haben. Dementsprechend sind bei der Anordnung nach der DE-GM 69 11 586 die Heizleiter einerseits und die Antennenleiter andererseits nicht leitend miteinander verbunden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem auf oder in einer Sichtscheibe für Kraftfahrzeuge angeordneten Leitersystem mit Heiz- und Antennenfunktion den Rundfunkempfang im UKW-Bereich zu verbessern.

Die erHndungsgemäße Lösung besteht darin, ein Leitersystem mit Heiz- und Antennerifunktion der oben angegebenen Art so auszubilden, daß eine Sammelschiene in der Nähe des oberen Scheibenrandes und die andere Sammelschiene in der Nähe des unteren Scheibenrandes in horizontaler Richtung und die die elektrischen Widerstandselemente bildenden Leiter vertikal zwischen den Sammelschienen verlaufen, daß die eine Sammelschiene in zwei Teile geteilt ist, die durch die zweite Sammelschiene unter Bildung von zwei Heizfeldern in Serie geschaltet sindl, daß die geteilte Sammelschiene durch Zwischenschaltung einer Kapazität in den Zuleitungen zur Heizstromquelle hochfrequenzmäßig kurzgeschlossen ist, daß die beiden Zuleitungen an einer Stelle dicht nebeneinander aus der Sichtscheibe herausgeführt sind und daß der Empfänger kapazitiv mit den Zuleitungen gekoppelt ist

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das Leitersystem durch Verlängerungen der Sammelschienen im Scheibenbereich über den Bereich der Heizleiter hinaus auf eine mittlere Frequenz im UKW-Bereich abgestimmt

Mit dem erfindungsgemäßen Leitersystem wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß beim Betrieb des Leitersystems als Antenne nur an einer einzigen Stelle eine Anschlußleitung hochfrequenzmäßig wirksam ist Das ist deswegen von Bedeutung, weil die Stellen, an denen die Anschlußleitungen aus der Sichtscheibe herausgeführt werden, besonders kritische Punkte sind, und zwar einerseits wegen der durch die Zuleitungen bedingten Erhöhung der Kapazität und andererseits wegen ihrer Nähe zu den Störspannungen übertragenden Metallteilen der Karosserie.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 eine erste Ausführungsform eines auf oder in einer Sichtscheibe für Kraftfahrzeuge angeordneten Leitersystems mit Heiz- und Antennenfunktion gemäß der Erfindung mit einer schematischen Darstellung der Schaltung mit den erforderlichen Schaltelementen; und

Fig.2 eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei die Heizleiter als flächenhafte Schichten ausgebildet sind.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Sichtscheibe 1 handelt es sich um eine Verbundglasscheibe aus zwei Einzelglasscheiben und einer zwischen diesen angeordneten, thermoplastischen Zwischenschicht aus Polyvinylbutyral, wobei das Leitersystem in dieser thermoplastischen Zwischenschicht eingebettet ist Das Leitersystem besteht aus vertikalen, im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Widerstandsdrähten 2, die oben in die Sammelschiene 3 und unten in die beiden Sammelschienen 4 und 5 münden. Die Widerstandsdrähte 2 haben einen Durchmesser von etwa 0,01 mm und sind vorzugsweise in einem gegenseitigen Abstand von etwa 1 nun bis 2 mm wellenförmig verlegt Die Sammelschienen 3, 4 und 5 sind etwa 3 mm bis 5 mm breite Streifen aus einer Metallfolie, beispielsweise einer Silberfolie, und stehen mit den Widerstandsdrähten 2 in leitendem Kontakt Diese Metallfolienstreifen sind als Zuleitungen 6 und 7 aus der Sichtscheibe 1 herausgeführt Um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern, sind die beiden Zuleitungen 6 und 7 nicht durch den Scheibenrand aus der Sichtscheibe 1 herausgeführt, sondern durch einen Ausschnitt 8 in der 2> inneren Glasscheibe des Verbundglases der Sichtscheibe 1. Der Ausschnitt 8 ragt über den Einfaßgummi der Sichtscheibe 1 geringfügig hinaus, so daß die Zuleitungen 6 und 7 ohne Berührung mit dem Einfaßgummi unmittelbar ins Fahrzeuginnere führen. Statt durch einen Randausschnitt können die Zuleitungen 6 und 7 auch durch eine in der Nähe des Randes angebrachte Bohrung ins Fahrzeuginnere geführt werden, wie es beispielsweise in der DE-PS 20 14 642 beschrieben ist.

Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Anordnung sind die das Heizfeld bildenden Widerstandsdrähte 2 in zwei Gruppen aufgeteilt, die mit Hilfe der oberen Sammelschiene 3 in Serie geschaltet sind. Die obere Sammelschiene 3 ist in einem Abstand von etwa 5 cm vom oberen Sichtscheibenrand entfernt angeordnet, die w unteren Sammelschienen 4 und 5 in einem Abstand von etwa 8 cm. Die metallischen Sammelschienen sind geschwärzt oder durch eine schwarze Folie abgedeckt, um Reflexionen zu vermeiden. Die obere Sammelschiene 3 kann zweckmäßigerweise auch innerhalb des ■"> Grünkeiles der Windschutzscheibe angeordnet sein, falls ein solcher vorhanden ist

im UKW-Bereich ist das Leitersystem der Sichtscheibe 1 durch Anordnung der Verlängerungen 9 und 10 der unteren Sammelschienen 4 und 5 über den Bereich des so Heizfeldes hinaus abgestimmt, so daß ein im wesentlichen aus den beiden Sammelschienen 4 und 5 und den Verlängerungen 9 und 10 bestehendes, schwingfähiges Gebilde entsteht Die beiden Sammelschienen 4 und 5 sind zu diesem Zweck bei gleichzeitigem Betrieb der Sichtscheibe 1 als Heizscheibe über die beiden Kondensatoren 19 und 20 von jeweils 1000 pF hochfrequenzmäßig verbunden, oder aber, wenn die Sichtscheibe 1, etwa im Sommer, lediglich Antennenfunktion zu erfüllen hat, über die Kontakte 11 und 12 des '■» Relais 13 unmittelbar miteinander verbunden.

Die Abstimmung erfolgt in der Weise, daß die optimale Länge der Samrnelschienen zunächst theoretisch ermittelt wird und dann mit Hilfe einer oder mehrerer Probe-Sichtscheiben durch Messungen in n· einem weiten Frequenzbereich die Resonanzfrequenz festgestellt und daraufhin die Länge gegebenenfalls entsprechend korrigiert wird.

Das von den Widerstandsdrähten 2 überdeckte Sichtfeld ist zur Seite des Fahrers hin asymmetrisch verschoben. Dadurch wird einmal die Heizfunktion bevorzugt auf der Fahrerseite ausgenutzt Andererseits hat diese asymmetrische Anordnung für die Antennenfunktion die Folge, daß die Rundempfangscharakteristik der Antenne verbessert wird. Zur Verbesserung der Rundempfangscharakteristik trägt ebenfalls die in bezug auf die Anschlußstelle unterschiedliche Länge der beiden Sammelschienen 4 und 5 bei; zur näheren Begründung dieses Effektes darf auf die DE-OS 23 01291 verwiesen werden.

Im UKW-Bereich kann die oben beschriebene Sichtscheibe 1 gleichzeitig Heiz- und Antennenfunktion ausüben. Der hochfrequenzmäßige Kurzschluß der Antenne mit Masse während des Heizbetriebes wird durch die beiden Drosseln 14 und 15 verhindert Theoretisch können diese Drosseln so dimensioniert werden, daß sie auch im LMK-Bereich wirksam sind, so daß auch dort ein gleichzeitiger Betrieb als Heiz- und Antennenscheibe möglich wäre (vgL auch DE-OS 19 36 780). Da jedoch für den Betrieb der Heizscheibe der Heizstrom verhältnismäßig hoch ist und 15 Ampere und mehr erreichen kann, müßten die Drosseln 14 und 15, um im LMK-Bereich wirksam zu sein, so große Abmessungen aufweisen, daß ihre Anwendung im Kraftfahrzeug unwirtschaftlich wäre. Deshalb ist ein Relais 13 zum Umschalten vorgesehen, mit dem bei eingeschalteter Heizung der gleichzeitige Empfang im LMK-Bereich ausgeschlossen wird. Im Normalfall, d. h. bei nicht eingeschalteter Heizung, verbinden die Kontakte 11 und 12 des Relais 13 den Empfänger 16 mit den Zuleitungen 6 und 7 zum Heizfeld. Diese werden zusammen auf die Empfängerzuleitung 17 geschaltet Durch den Schalter 18 werden die Zuleitungen 6 und 7 über die Kontakte 11 und 12 mit dem Stromnetz verbunden. Die Drosseln 14 und 15 mit einer Induktivität von jeweils 4,7 μΗ verhindern den bochfrequenzmäßigen Kurzschluß der Antenne im UKW-Bereich. Sie haben für Gleichstrom einen vernachlässigbaren Innenwiderstand, stellen dagegen bei 100 MHz einen Widerstand von etwa 3 k Ω dar. Die Kondensatoren 19 und 20 mit einer Kapazität von jeweils 1000 pF dienen während des Heizbetriebes gleichzeitig als Verbindungsbrücken zur Empfängerzuleitung 17. Sie haben einen Innenwiderstand von jeweils 1,6 Ω bei 100 MHz. Damit hat das Heizfeld auch während des Heizbetriebes im UKW-Bereich direkten Kontakt mit dem Empfänger 16. Um Störspannungen fernzuhalten, sind die Kondensatoren 22 und 23 vorgesehen. Die Kontrollampe 21 zeigt an, ob die Heizung eingeschaltet ist oder nicht.

F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der auf bzw. in einer Sichtscheibe 34 flächenartige Heizleiter 35 und 36 angeordnet sind. Es kann sich hierbei entweder um durchsichtige dünne Schichten aus Metall oder einem Halbleiter, wie Zinnoxid handeln, die auf einer monolithischen Glasscheibe aufgebracht sind. Andererseits können die flächenartigen Heizleiter auch elektrisch leitende Folien sein, die zwischen zwei Glasscheiben angeordnet sind. Verbundglasscheiben mit derartigen, elektrisch leitenden Folien sind beispielsweise in der DE-OS 17 04 619 beschrieben. Die beiden flächenartigen Heizleiter 35 und 36 sind über die obere Sammelschiene 37 in Serie geschaltet, während die unteren Sammelschienen 38 und 39 gleichzeitig zum Anschluß der Heizleiter wie auch als wesentlicher und abstimrnbarer Teil der Antenne dienen. Wie beim oben

beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel wird die Abstimmung mit Hilfe der über das Heizfeld hinausragenden Verlängerungen der Sammelschienen 38 und 39 vorgenommen. Die Verlängerungen der Sammelschienen sind im wiedergegebenen Ausführungsbeispiel nach oben abgewinkelt, so daß sie parallel zu den Seitenkanten der Sichtscheibe 34 verlaufende Abschnitte 40 und 41 umfassen. Die Zuleitungen 42 und 43 entsprechen den Zuleitungen 6 und 7 in F i g. 1 und sind mit der gleichen, anhand der F i g. 1 beschriebenen Schaltung, mit dem Empfänger 16 verbunden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Auf oder in einer Sichtscheibe für Kraftfahrzeuge angeordnetes Leitersystem mit Heiz- und Antennenfunktion, mit zwischen stromführenden Sammelschienen angeordneten elektrischen Widerstandselementen, die als Heizleiter und als Antennenlekerdienen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sammelschiene (3, 37) in der Nähe des oberen Scheibenrandes und die andere Sammelschiene (4, 5; 38, 39) in der Nähe des unteren Scheibenrandes in horizontaler Richtung und die die elektrischen Widerstandselemente bildenden Leiter (2; 35, 36) vertikal zwischen den Sammelschienen verlaufen, daß die eine Sammelschiene (4,5; 38,39) in zwei Teile geteilt ist, die durch die zweite Sammelschiene (3, 37) unter Bildung von zwei Heizfeldern (2; 35,36) in Serie geschaltet sind, daß die geteilte Sammelschiene (4, 5; 38, 39) durch Zwischenschaltung einer Kapazität (19, 20) in den Zuleitungen (6, 7; 42, 43) zur Heizstromquelle hochfrequenzmäßig kurzgeschlossen ist, die beiden Zuleitungen (6, 7; 42, 43) an einer Stelle dicht nebeneinander aus der Sichtscheibe (1; 34) herausgeführt sind und daß der Empfänger (16) kapazitiv mit den Zuleitungen gekoppelt ist

2. Leitersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitersystem durch Verlängerungen (9, 10; 40, 41) der Sammelschienen (4, 5; 38, 39) im Scheibenbereich über den Bereich der Heizleiter hinaus auf eine mittlere Frequenz im UKW-Bereich abgestimmt ist.