DE2739021C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver­ fahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei elektrisch beheizbaren Glasscheiben sind Widerstandselemente aus einem elektrisch leitenden Material auf der Innenseite in einem Muster von parallelen Linien aufge­ bracht, die sich in horizontaler Richtung bei in das Fahrzeug eingebauter Scheibe erstrecken. Diese parallelen Linien sind an ihren einander abgewandten Enden mit Sammelschienen verbunden, die angrenzend an die einander gegenüberliegenden senk­ rechten Kanten der Glasscheibe angeordnet sind. Der Heizschaltkreis wird in die Glasscheibe vor deren Biegen der Glas­ scheibe in eine gewünschte Gestalt einge­ prägt.

Das Herstellen von Glasscheiben mit scharfwinkeligen Biegungen ist in den US-PSen 37 62 903 und 37 62 904 beschrie­ ben. Bei diesem Verfahren wird ein elek­ trisch leitender Weg auf wenigstens einer Oberfläche der Glasscheibe längs einer oder mehrerer Linien ausgebildet, um die die Glasscheibe scharf abgebogen werden soll. Die Scheibe wird dann auf einem Formgestell abgestützt und auf eine Tempe­ ratur erhitzt, die dem Erweichungspunkt des Glases entspricht. Dies veranlaßt das Glas, durch die Einwirkung der Schwer­ kraft in Übereinstimmung mit den Flächen des Formgestells durchzusacken, während gleichzeitig ein elektrischer Strom durch den elektrisch leitenden Weg zur Erhitzung des diesem unmittelbar benachbarten Be­ reiches der Glasscheibe auf eine Tempera­ tur oberhalb des vorgenannten Erweichungs­ punktes fließt, wodurch die Glasscheibe sich längs dieses Weges scharf umbiegt. Hierbei ergibt sich eine Schwierigkeit, da die elektrisch leitenden Wege des Biege­ schaltkreises die elektrisch leitenden Linien des Heizschaltkreises schneiden, was dazu führt, daß ein Teil des Stromes abgeleitet wird, der sonst ausschließlich für den Biegeschaltkreis bestimmt ist. Die Anwendung der bekannten "Überkreuzungs"- Technik, die einen Isolator zwischen sich sonst schneidenden Drähten für die elek­ trische Trennung der Drähte vorsieht, würde hier wenigstens einen oder in den meisten Fällen zwei zusätzliche Verfahrensschritte umfassen, was die Herstellkosten wesentlich verteuern würde.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer elek­ trisch beheizbaren Glasscheibe mit min­ destens einer scharfwinkeligen Biegung zu schaffen, das in einfacher Weise durchge­ führt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des An­ spruches 1 angegebenen Merkmale. Vorteil­ hafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß elektrisch leitendes Material auf eine Oberfläche der Glasscheibe zur teilweisen Bildung eines ersten Stromkreises mit einer Reihe von vollständig ausgebildeten, parallelen elektrischen Heizleitern auf­ gebracht wird, die an ihren entgegenge­ setzten Enden mit einem Paar von zwischen den Heizleitern jeweils unterbrochenen späteren Sammelschienen verbunden sind, daß elektrisch leitendes Material zur Bil­ dung eines zweiten elektrischen Strom­ kreises mit mindestens einem elektrisch leitenden Weg, der die Heizleiter schnei­ det, aufgebracht wird, wobei der erste und zweite Kreis durch die Unterbrechungen in den Sammelschienen zwischen den Heiz­ leitern voneinander elektrisch isoliert sind, die Scheibe durch Beaufschlagen des zweiten Stromkreises mit elektrischer Energie mit mindestens einer scharfwinke­ ligen Biegung entlang des elektrisch lei­ tenden Weges versehen wird und dann die Unterbrechungen in den Sammelschienen zur Schaffung des vollständigen Heizstrom­ kreises überbrückt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einer elektrisch beheizbaren Heckscheibe,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Heckscheibe nach Fig. 1 unmittelbar nach der Ausbildung der scharfwinkeligen Biegungen,

Fig. 3 eine Stirnansicht der Heckscheibe in ebenem Zustand vor dem Biegen mit den aufgedruckten kombinierten Heiz- und Biege­ kreisen,

Fig. 4 und 5 vergrößerte Teildarstel­ lungen der in Fig. 3 umkreisten Abschnitte 4 und 5, enthaltend die obere und untere linke Ecke der ebenen Glasplatte, und

Fig. 6 eine vergrößerte Teildarstellung des in Fig. 3 umkreisten Abschnitts 6, der die parallelen Heizleiter und eine Sammel­ schiene in der ursprünglichen Ausbildung zeigt.

In Fig. 1 ist eine Heckscheibe mit 10 be­ zeichnet, die in ein Kraftfahrzeug 11 ein­ gebaut ist. Die Heckscheibe 10 besteht aus einem Mittelteil 12 und nach innen gebogenen, einander entgegengesetzten Seitenabschnitten 13 von dreieckiger Form. Die Seitenabschnitte 13 sind um gerade Linien 15 in einem schar­ fen Winkel gebogen, die sich zwischen den beiden Längskanten der Heckscheibe 10 er­ strecken.

Gemäß Fig. 3 ist die Heckscheibe 10 aus einer ebenen sechseckigen Glasscheibe 16 gebildet. Die Glasscheibe 16 hat eine obere Kante 17 und eine untere Kante 18, die durch Seitenkanten 20 und 21 miteinander verbunden sind. Jede der Seitenkanten hat unter einem Winkel verlaufende Abschnitte 22 und 23, die sich von dem Mittelteil 12 derart erstrecken, daß sie mit den Linien 15 Dreiecke bilden. Die Heckscheibe 10 ist mit einem elektrischen Heizkreis 25 ver­ sehen, der eine Anzahl von im gleichmäßigen Abstand parallel zueinander angeordneten, elektrisch leitenden, aus Silberfolienglas gebildeten, aufgeschmolzenen Linien 26 auf­ weist, die sich in Längsrichtung über den gesamten Mittelteil 12 der Glasscheibe 16 und dann seitlich unter einem Winkel hier­ zu über die Seitenabschnitte 13 im wesent­ lichen parallel zu den Abschnitten 23 er­ strecken. Die Linien 26 sind an ihren ein­ ander abgewandten Enden in Parallelschal­ tung mit Sammelschienen 27 verbunden, die parallel zu den Abschnitten 22 verlaufen und die mit dem elektrischen Versorgungs­ system des Kraftfahrzeuges verbunden sind. Bei einer Energiezufuhr erzeugt der durch die Linien 26 fließende Strom eine aus­ reichende Wärme zur Enteisung oder zur Auflösung eines feuchten Beschlages auf der Heckscheibe 10. Die Sammelschienen 27 sind ebenfalls aus Silberfolienglas aus­ gebildet und aufgeschmolzen und breiter als die Linien 26 dimensioniert. Die Linien 26 und die Sammelschienen 27, die vor dem Biegen auf die Glasscheibe auf­ qedruckt werden, sind auf der inneren Ober­ fläche der Glasscheibe 16 angeordnet.

Zur Formung der scharfwinkelig abgebogenen Seitenabschnitte 13 wird in der Glas­ scheibe 16 längs der Linien 15 konzentriert Wärme erzeugt, damit die Glasscheibe unter dem Einfluß der Schwerkraft in Überein­ stimmung mit der Oberfläche eines nicht gezeigten Formgestells heruntersacken kann. Ein Verfahren zur Lokalisierung von Wärme längs der gewünschten Biegelinien umfaßt das Ausbilden von Widerstandselementen in Form von elektrisch leitenden Wegen längs der Linien, um die die Scheibe gebogen werden soll, und das anschließende Hindurch­ leiten eines elektrischen Stromes durch die Widerstandselemente zur Erhitzung der Glas­ scheibe in den unmittelbar angrenzenden Bereich auf eine Temperatur oberhalb des Biegepunktes des Glases, wodurch die Scheibe um die überhitzten Wege scharf gebogen wird. Die elektrisch leitenden Wege 30 fallen mit den gewünschten Biegelinien 15 zusammen. Sie sind aus einem aufgeschmolzenen Silber­ material gebildet, das ebenfalls in Streifenform auf der Innenseite der Glas­ scheibe 16 aufgelegt ist.

Der Biegevorgang kann nicht zufrieden­ stellend durchgeführt werden, wenn zwei oder mehrere elektrisch leitende Wege in Reihe geschaltet sind und durch die Linien des Heizkreises behindert werden, da der für das Biegen bestimmte Strom durch diese Linien abgeleitet wird, wodurch eine un­ gleichmäßige Erhitzung längs der Wege auf­ tritt, was den Verlust der Biegeüberwachung nach sich zieht. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit werden im dargestellten Aus­ führungsbeispiel die elektrisch leitenden Wege 30 in einem Parallelkreis geschaltet, der im nachfolgenden als "Biegekreis" 31 zur Unterscheidung von dem Heizkreis 25 bezeichnet ist.

Gemäß Fig. 3 erstrecken sich die elektrisch leitenden Wege 30 des Biegekreises 31 über die Höhe der Glasscheibe 16 zwischen der oberen und unteren Kante 17 und 18 und jeder elektrisch leitende Weg 30 ist an seinen einander entgegengesetzten Enden mit seitlichen Verlängerungen 32 und 33 (Fig. 4 und 5) versehen, die sich längs der oberen und unteren Kante 17 und 18 bzw. der Abschnitte 22 und 23 erstrecken. Der Querschnitt der Verlängerungen 32 und 33 ist größer als der Querschnitt der Wege 30, um einen wesentlich geringeren Widerstand für den elektrischen Strom zu bieten und dadurch eine geringere Wärme zu erzeugen. Zur Verhinderung einer mög­ lichen Beschädigung der elektrischen Wege 30 als Folge des Temperaturunter­ schiedes, der zwischen den Wegen 30 und den Verlängerungen 32 und 33 durch die starke Querschnittsveränderung erzeugt wird, sind die Querschnitte der Verlän­ gerungen 32 und 33 etwa auf die Quer­ schnitte der Wege 30 an ihren gemeinsamen Verbindungsstellen verringert, wie dies in den Fig. 4 und 5 bei 33 und 36 dar­ gestellt ist.

Gemäß Fig. 4 ist jede Sammelschiene 27 mit ihrem oberen Ende an den zugeordneten elektrisch leitenden Weg 30 an einer Verbindungsstelle 34 angeschlossen. Ent­ sprechend Fig. 3 schneiden die elektrisch leitenden Wege 30 des Biegekreises 31 die Linien 26 des Heizkreises 25. Eine derar­ tige Anordnung bringt Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Stromes in den Wegen 30 beim Biegevorgang, da wenigstens ein Teil des Stromes in den Heizkreis 25 abgeleitet wird, der an sich ausschließlich für den Biegekreis 31 be­ stimmt ist. Zur Vermeidung dieser Schwie­ rigkeit sind Mittel vorgesehen, um den Heizkreis 25 von dem Biegekreis 31 zu iso­ lieren, wenn der Biegekreis 31 zur Her­ stellung der gewünschten scharfen Bögen mit Energie versorgt wird. Hierzu sind die Sammelschienen 27 auf den gegenüber­ liegenden Seiten jedes Anschlusses an eine leitende Linie 26 unterbrochen, um Lücken 37 in den Sammelschienen zwischen angren­ zenden Anschlüssen für die leitende Linie herzustellen. Die Lücken 37 sind relativ schmal, jedoch ausreichend breit, um den Strom zu unterbrechen. Die Sammelschienen 27 werden zu Anfang mit diesen Lücken 37 ausgebildet, um den Heizkreis 25 von dem Biegekreis 31 zu isolieren, wenn der Biege­ kreis 31 mit Energie versorgt wird. Nach­ dem die Glasscheibe in die gewünschte Form gebogen worden ist, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, können Lücken 37 durch einen metallischen, leitenden Streifen 38 geschlossen werden, der in Fig. 4 in ge­ strichelten Linien dargestellt ist. Der Streifen 38 wird durch Aufkleben, bei­ spielsweise durch Auflöten, mit der ent­ sprechenden Sammelschiene 27 verbunden.

Nach dem Ausbilden der scharfwinkeligen Biegungen in der Glasscheibe durch das Einleiten von Energie durch den elektrisch leitenden Weg 30 haftet die diesen bil­ dende Silberglasaufschmelzung auf der Glasscheibe in der Form eines gelbbraunen Streifens. Es wurde jedoch festgestellt, daß das Aufbringen eines entsprechenden Farbmittels als Unterlage für das elek­ trisch leitende, aufgeschmolzene Silber­ glasmaterial dem verbleibenden Streifen ein gewünschtes farbliches Aussehen gibt. Hierzu wird vor dem Ausbilden der Wege 30 ein Farbmittel wenigstens auf einer Ober­ fläche der Glasscheibe 16 als Bänder 40 aufgebracht, auf denen die Wege 30 an­ schließend ausgebildet werden. Es werden ebenfalls Bänder 41 eines Farbmittels auf die gleiche Oberfläche als Unterlage für die anschließend ausgebildeten Sammel­ schienen 27 aufgebracht, sodaß die stärker wahrnehmbaren Linien in der fertigge­ stellten Glasscheibe gleichmäßig gefärbt sind. Darüber hinaus dienen die Bänder 41 zur Kaschierung der Lücken 37, die sonst auf dem fertiggestellten Fenster erschei­ nen würden.

Nachdem das die Bänder 40 und 41 bildende Farbmittel getrocknet ist, kann das die leitenden Linien 26 und die Sammelschie­ nen 27 des Heizkreises 25 sowie das die Wege 30 zusammen mit ihren jeweiligen Ver­ längerungen 32 und 33 des Biegekreises 31 bildende elektrisch leitende Material auf der Glasscheibenoberfläche ausgebildet werden. Hierfür werden Kompositionen be­ vorzugt, die aus leitenden Metallpasten bestehen. Diese Pastenmaterialien werden durch übliche Siebdruckverfahren, durch Aufmalen oder durch andere übliche Be­ schichtungstechniken aufgebracht und dann zum Verschmelzen des Materials mit der Scheibe erhitzt oder gebrannt.

Nachdem die elektrisch leitenden Linien 26, die Sammelschienen 27 und die Wege 30 auf­ gelegt und eingebrannt worden sind, kann die Glasscheibe in einer die Schwerkraft zum Durchsacken verwendenden Biegeform durch Abstützen der einander abgewandten Enden der Glasscheibe auf einer Biege­ fläche der Form angeordnet werden. Die Biegeform ist mit elektrisch leitenden Mitteln einschließlich Kontakten ver­ sehen, wobei die Kontakte die elektrisch leitenden Wege 30 mit einer Stromquelle verbinden. Die elektrischen Kontakte können auch an den Kanten der Scheibe aufgebracht sein, wie dies beispiels­ weise bei 39 in Fig. 4 gezeigt ist.

Vor dem Leiten eines elektrischen Stroms durch die Wege 30 werden die Biegeform und die darauf gehaltene Glasscheibe auf eine relativ hohe Temperatur erwärmt, beispielsweise über den Verformungspunkt des Glases, jedoch unterhalb des Biege­ punktes, bei dem das Glas sich in wesent­ lichem Maße biegt. Hier werden Temperaturen in dem Bereich von ca. 482° bis 621°C als ausreichend angesehen. Diese Erwärmung dient der Verhinderung der Ausbildung von Dauer­ spannungen in dem Glas, wodurch die Neigung des Glases zum Brechen herabgesetzt wird, wenn dieses anschließend längs der Wege 30 auf seine Biegetemperatur erwärmt wird. Die vorherige Erwärmung erfolgt auch, um diesen letztgenannten Verfahrensschritt innerhalb einer vom wirtschaftlichen Standpunkt aus annehmbaren Zeit und unter Verwendung einer angemessenen Menge der elektrischen Energie auszuführen.

Wenn die Glasscheibe die erwünschte Ge­ samttemperatur erreicht hat, wird den elektrisch leitenden Wegen 30 Energie zugeführt. Dies erwärmt nunmehr die Glas­ scheibe unmittelbar angrenzend an die Wege 30 auf eine Temperatur oberhalb der Biegetemperatur des Glases, beispielsweise auf über ca. 649°C. Hierdurch biegt sich die Glasscheibe scharfwinkelig längs der Wege 30 und legt sich durch die Schwer­ kraft auf die Form in die in Fig. 2 dar­ gestellte Gestalt. Die Scheibe kann dann getempert werden und sich auf Raumtempe­ ratur abkühlen.

Obwohl die elektrisch leitenden Wege 30 die Linien 26 des Heizkreises 25 schnei­ den, wird der über die Biegeform einge­ speiste und in die Wege 30 eingeleitete elektrische Strom nur auf diese begrenzt und von dem Heizkreis 25 durch die Unter­ brechung des Stromflusses infolge der Lücken 37 in den Sammelschienen 27 iso­ liert. Auch die Schaffung von Lücken 37′ in den Sammelschienen 27 angrenzend an ihre Verbindungen mit den Wegen 30 trennen die Sammelschienen 27 von diesen während der Einleitung von Energie in die Wege 30, um eine unerwünschte Wärmebildung in den Sammelschienen zu verhindern.

Vor dem Einbau der fertiggestellten Heck­ scheibe 10 werden die leitenden Streifen 38 an den Sammelschienen 27 durch Auflöten befestigt. Während die Lötung an den Lücken 37 der Sammelschienen 27 ausgeführt werden kann, wird diese vorzugsweise an gleich­ mäßig voneinander entfernten Punkten längs der Sammelschienen 27 vorgenommen, wobei die Streifen 38 die Lücken 37 und 37′ zur Herstellung einer elektrisch durchgehenden Verbindung längs der Sammelschienen 27 überbrücken. Die freien Enden der Löt­ streifen 38 werden elektrisch mit An­ schlüssen verbunden, die ihrerseits an das elektrische System des Kraftfahr­ zeuges angeschlossen sind.

Der Mittelteil 12 der fertigen Heck­ scheibe 10 ist üblicherweise der kri­ tische Sichtbereich, sodaß bei der Spei­ sung des Heizkreises 25 so viel Energie wie möglich in diesem Mittelteil zur Beseitigung des feuchten Beschlages und/ oder zur Enteisung aufgebracht werden sollte. Die schnelle Beseitigung eines feuchten Beschlages und/oder Enteisung im Bereich der Seitenabschnitte 13, die insgesamt nur ungefähr 12% des beheizten Fensterbereiches bilden, hingegen ist nicht sinnvoll. Tatsächlich wäre es nicht er­ forderlich, diese Seitenabschnitte ins­ gesamt elektrisch zu beheizen. Da durch die Ausbildung der Sammelschienen 27 an den äußeren Rändern der Heckscheibe 10 ein Teil der verfügbaren elektrischen Energie zu den Seitenabschnitten 13 des Fensters geleitet werden muß, ist es er­ wünscht, sowenig Energie wie möglich auf die Seitenabschnitte 13 zu konzentrieren. Wenn beispielsweise die Sammelschienen 27 von den elektrisch leitenden Wegen 30 ge­ trennt sind, wird etwa 17% der gesamten Energie in den Seitenabschnitten 13 ver­ braucht. Die mittlere Energiedichte in jedem Seitenabschnitt 13 ist ca. 57% größer als die mittlere Energiedichte in dem Mittelteil 12, da der Abstand zwischen den benachbarten leitenden Linien 26 in den Seitenabschnitten geringer ist.

Eine Wärmebildung in den Seitenabschnitten 13 wird jedoch durch die elektrische Ver­ bindung der Sammelschienen 27 mit den elektrisch leitenden Wegen 30, beispiels­ weise an den Verbindungsstellen 34, drastisch verringert. Wenn der Heizkreis mit Energie versorgt wird, bieten die Wege 30 einen wesentlich geringeren Wider­ stand als die leitenden Linien 26 in den Seitenabschnitten 13, wodurch sie einem wesentlichen Teil des Stromes ermöglichen, diese leitenden Linien 26 der Seitenab­ schnitte mit der Konsequenz zu umgehen, daß dort weniger Wärme erzeugt wird. Bei einer Verbindung der Sammelschienen 27 mit den Wegen 30 wird die auf die Seiten­ abschnitte 13 verteilte Energie beispiels­ weise auf 11% der gesamten für den Heiz­ kreis verfügbaren Energie verringert, wo­ bei die mittlere Energiedichte in den Seitenabschnitten 13 um 5% geringer ist als die mittlere Energiedichte im Mittelteil 12.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch beheiz­ baren Glasscheibe mit mindestens einer scharfwinke­ ligen Biegung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß elektrisch leitendes Mate­ rial auf eine Oberfläche der Glasscheibe zur teil­ weisen Bildung eines ersten Stromkreises mit einer Reihe von vollständig ausgebildeten, parallelen elektrischen Heizleitern aufgebracht wird, die an ihren entgegengesetzten Enden mit einem Paar von zwischen den Heizleitern jeweils unterbrochenen späteren Sammelschienen verbunden sind, daß elek­ trisch leitendes Material zur Bildung eines zwei­ ten elektrischen Stromkreises mit mindestens einem elektrisch leitenden Weg, der die Heizleiter schnei­ det, aufgebracht wird, wobei der erste und zweite Kreis durch die Unterbrechungen in den Sammelschie­ nen zwischen den Heizleitern voneinander elektrisch isoliert sind, die Scheibe durch Beaufschlagen des zweiten Stromkreises mit elektrischer Energie mit mindestens einer scharfwinkeligen Biegung entlang des elektrisch leitenden Weges versehen wird und dann die Unterbrechungen in den Sammelschienen zur Schaffung des vollständigen Heizstromkreises überbrückt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Kreis gleichzeitig auf die Oberfläche der Glasscheibe aufgebracht werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der einander abgewandten Enden des elektrisch leitenden Weges mit wenigstens einer unter einem Winkel nach außen gerichteten Verlängerung versehen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Bänder eines Farb­ mittels zwischen der Glasscheibenoberfläche und dem elektrisch leitenden Material, das den elek­ trisch leitenden Weg und die Sammelschienen bil­ det, aufgebracht werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Potential entlang des elektrisch leitenden Weges gelegt wird, derart, daß die Glasscheibe in dem Bereich unmittelbar angrenzend an den Weg auf eine Temperatur über den Biegepunkt des Glases erhitzt wird zur Erzielung der scharf­ winkeligen Biegung der Scheibe um diesen Weg.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Lötdraht auf jede Sammelschiene nach dem Biegen zur Überbrückung der elektrischen Unter­ brechungen in der Sammelschiene aufgebracht wird.