CN100466867C - 具有导电表面覆盖层的加热窗玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有导电表面涂层(2’，12’，22’)的加热的窗玻璃(1，11，21)，使用第一汇流轨道(3，13，23)和第二汇流轨道(3’)，该窗玻璃可以被作为一个加热元件电连接到一个电压源上。此外，本发明的窗玻璃(1)的特征在于，至少两个汇流轨道(4，4’，5)设置在该附加加热区域中，使得在该附加加热区域中的电流大致垂直于该被加热的可视区域中的电流。

Description

具有导电表面覆盖层的加热窗玻璃
技术领域
本发明涉及一种具有导电覆盖层的加热窗玻璃，该导电覆盖层可以作为加热元件通过第一汇流轨道和第二汇流轨道电连接到电压源，并且该导电覆盖层被分成一个第一部分和一个补充加热区域。
背景技术
一些加热窗玻璃常常用作汽车中的风挡玻璃。在这种情况下，用作加热元件的透明的表面覆盖层，通过将其设置在一种复合制品的内部，例如一种多层窗玻璃的内部，从而最好地防止了机械的影响和环境的影响，其中对于该表面覆盖层来说，涉及了例如一种具有导电的金属层(导电或者加热层)的多层***。该透明的表面覆盖层特别有利地直接设置在构成了该多层窗玻璃的两个单个的窗玻璃中的一个的表面上，该一个单个的窗玻璃通过一个透明塑料如聚乙烯缩丁醛(PVB)构成的中间层与另一个单个的窗玻璃连接在一起。这样的一个加热多层窗玻璃在例如文献DE3644297A1中公知，在该加热多层窗玻璃中，该透明加热层和引导电流的导***于该多层窗玻璃的内部。
该透明的导体层还可以包括一个导电氧化层，如氧化锡或者氧化铟-锡，同样还知道，一些窗玻璃装备有一个透明加热层，其中该透明导电表面覆盖层位于该复合制品的内部的一个补充薄膜的上面。为了将加热流引导到该层中，通常使用一些条带形状的汇流轨道，这些汇流轨道大体上包括锡类型的导体银的复合物，该复合物大多数情况下，在沉积该加热层之前是被烧制的。如果使用一些用作弹性层的层***，则这些汇流轨道还可以在覆盖层之后被印刷并且然后被烧制，所述的弹性层能够抵抗使得窗玻璃弯曲的高温。经常还在这些汇流轨道上设置一些金属薄膜带，这些薄膜带降低了汇流轨道的电阻，从而避免了在这些导流轨道内部的电压损失。具有这样的性能的加热窗玻璃可以通过例如文献DE3937346A1得知。
在具有用作加热元件的透明表面覆盖层的矩形形状或者大致矩形形状的电加热窗玻璃中，该加热流通常是由两个彼此平行设置的汇流轨道引导到该传导层中的，其中这两个汇流轨道沿该窗玻璃的两个对置的边设置。通过这样的设置，该加热流大致均匀地通过整个加热层循环，该加热层因此以在该整个表面上均匀的方式被全部加热。
在一些不同于矩形形状的电加热窗玻璃中，可以建立具有一些更热的区域和更冷的区域的非均匀的加热场，因为在加热层中的电流的密度根据电极的设置和加热场的局部宽度而具有不同的值。例如，通常在汽车工业中使用的风挡玻璃的底边比其侧边长，同样其高度在该窗玻璃的中央比在侧边大。因此，该窗玻璃的上边部位可以比该窗玻璃的底边部位受到大致更强的加热，尽管精确地说在窗玻璃底边处需要更大的热功率，以便防止在冬天在这个部位设置的雨刷结冰。所有的加热场在这种情况下必须根据用于该窗玻璃的底边部位的最小的热功率而设计。同时，该窗玻璃的被较快加热的上部部位根据法律，使用时不可以超过70℃的表面温度。另外，要使用一些适于生产的生产标准和一些技术上的运输条件。在预定的一种汽车生产中，在汇流轨道上的表面温度和在该加热场中的温度在加热15分钟后不可以超过50℃。
如果希望通过不同于矩形形状的窗玻璃获得一种在加热层的整个范围上大致均匀的温度的均匀加热场，或者希望使在该窗玻璃的较长的边处的窗玻璃部位被更强烈的加热，则应该采取一些特别的设计。文献US-PS2878357中，例如知道了：将该加热层细分成多个片段，这些片段彼此被一些平行于梯形窗玻璃的平行边取向的分隔线分隔；为这些单个的片段装备一些单独的电极并且在该层的单个的片段的电极上施加不同的电压。在该可视区域内部的层的单个的片段之间的多个分隔线，却可能破坏该加热窗玻璃的整体特性。
文献DE3644297A1给出了其它的方案。在这种情况中，通过在加热层中的缝隙将电流限定在该表面的预定区域中。因此降低了能量的吸收，并且还在电流流过的表面的区域中获得了一个足够用来除霜或者除去窗玻璃上雾滴沉积的电流密度。这个解决方案的缺点在于，这些缝隙在可视区域的范围内是可视的并且破坏了该窗玻璃的整体特性。
最后文献DE69226955T2给出了一种汽车的风挡玻璃形式的加热窗玻璃，该发明的创造方面在于具有用作热电阻的透明的表面覆盖层和两个与该覆盖层相连的电流汇流轨道，在该汇流轨道之间限定了加热场，其中还设置了与第一和第二汇流轨道平行的第三汇流轨道，该第三汇流轨道垂直于在加热场中的电流的方向，并且将加热场分成两个分开的加热场。两个加热场中的一个位于该风挡玻璃的主要可视区域中，另一个加热场用作该雨刷的静止位置的加热元件。该加热场具有适于其功能的较小的高度，在其汇流轨道之间的电阻相对于可视区域中的加热场的电阻也较小，从而在该窗玻璃的区域中达到了更大的特别的功率。如果两个加热线路由共同的电压供应，则可以导致在该雨刷的静止位置中的过加热。
在一些梯形几何形状中，还在本文所描述的发明的范围内，致力于一些对窗玻璃的改进，其表现为圆形的环状物部分或者一些类似于这些圆形环状物的形状部分，这些环状物的半径具有不同的中心点。对于所有这些几何形状来说，可以从一个其不平行的边具有相同长度的梯形开始进行初次近似。
发明内容
本发明的目的是提出一种具有用作加热电阻的透明的表面覆盖层的加热窗玻璃，其加热功率可以以在局部不同的方式进行调节。
具有导电覆盖层的加热窗玻璃，该导电覆盖层可以作为加热元件通过第一汇流轨道和第二汇流轨道电连接到电压源，并且该导电覆盖层被分成一个第一部分和一个补充加热区域，其特征在于，至少两个另外的汇流轨道大致垂直于加热的可视区域的汇流轨道设置在补充的加热区域中，两个另外的汇流轨道中的至少一个与分开该补充加热区域的第二汇流轨道电连接，至少一个另外的汇流轨道朝向分开所述补充加热区域的第二汇流轨道进入补充加热区域中，同时没有与该第二汇流轨道电接触。
根据本发明，该具有导电表面覆盖层的加热窗玻璃的特征在于，至少两个其它的汇流轨道以大致垂直于该被加热的可视区域的汇流轨道的方式设置在补充的加热区域中，其中导电表面覆盖层作为加热元件借助于第一和第二汇流轨道与电压源电连接，并且被划分为第一部分(补充加热区域)。
在本发明的加热窗玻璃的一个优选实施例中，将两个加热区域(可视区域和补充加热区域)彼此分开的汇流轨道具有至少一个大致垂直弯曲的延伸部分，该延伸部分用作该补充加热区域的汇流轨道。这些上述的汇流轨道然后彼此电连接，然后还通过被共同供电与电源连接。这样，可以使得可视区域的汇流轨道的电供给或者补充加热区域的汇流轨道的供电更便宜。
根据一个特征，至少一个第二汇流轨道设置成大致垂直于将两个加热区域彼此分开而不会与其电接触的汇流轨道。
在其汇流轨道之间的距离以及因此在汇流轨道之间的连接件的电阻过大，而不能产生预定的加热功率，该补充的加热区域可以分成两个或者多于两个的加热区域。因此，对应于加热区域的数目的汇流轨道对设置在该补充加热区域的内部。然而还可以通过公共的汇流轨道沿其相连侧边向两个相邻的加热区域供应电能。在这种情况下，电流方向分别在这些相连加热区域之间改变
这些单个的加热区域最好连接到具有相同电压的电压源上，从而特别是对于在车辆中使用本发明的加热窗玻璃来说，允许了对边缘电网络的重要的简化。在补充加热区域中的加热功率可以在实践中通过单个的加热区域按照需要被调整。
最好，均匀设置在该窗玻璃的整个表面上的连续的覆盖层，被分成可视区域和补充加热区域，以便避免具有不同电势的汇流轨道之间短路。该表面覆盖层可以以多种公知的方式分成两个彼此分开的电流加热电阻，例如借助于磨具进行机械分开。还知道在沉积表面覆盖层之前，在该期望的分隔线的区域中施加分隔剂，在该分隔剂上不粘合层状加热材料，使得该加热材料能够在进行覆盖操作之后被局部清除。最好，该分隔线是借助激光束实施的，因为该方法允许生产出特别细的分隔线，而人眼不会感觉到。
当汇流轨道不必是可视的时，出于美观的原因，它们可以被不透明的彩色层遮挡。通常车窗玻璃已经装有框架形式的不透明的边缘覆盖层，该覆盖层用来抗UV(紫外线)地保护黏结到车身边缘的连接结构。该覆盖层仅仅覆盖了汇流轨道，该汇流轨道设置在加热窗玻璃的上边缘区域中，并且该覆盖层使得从外面看不到该汇流轨道。如果补充加热区域没有用其它零件覆盖并且如果不期望看到它，则例如可以增大在加热窗玻璃的下区域中的边缘覆盖层的宽度，从而补充加热区域和相连的汇流轨道以及加热的可视区域中的汇流轨道可以被覆盖。当然，该补充的加热区域的覆盖层还可以独立于框架形式的边缘覆盖层，使用充分不透明的颜色。通过补充的彩色层，同样可以挡住从内部看到汇流轨道。
如果表面覆盖层足够抗环境影响和机械破坏，或者如果其覆盖有相应的保护层，本发明的加热窗玻璃可以是玻璃的或者塑料材料制成的单层窗玻璃。然而该加热窗玻璃最好由多层构成，该多层包括两个或者两个以上的玻璃和/或者塑料材料的窗玻璃，它们通过黏胶层彼此连接在一起，例如通过聚乙烯缩丁醛连接。表面覆盖层可以施加在该窗玻璃的主要表面上或者补充的功能膜上，在后者的情况下该补充功能膜通常设置在多层的内部。表面覆盖层的特征仍然被保留，甚至在该多层的内部也被保留，因为多层中的一层的表面一直被覆盖。
附图说明
本发明的其它细节和优势，将通过实施例的视图和下面的说明书，没有任何限定目的地给出。
在附图中，无特别比例地简示，附图包括：
图1示出了本发明的加热窗玻璃的第一实施例，其中一个补充加热区域被分成两个；
图2示出了第二实施例，一个补充加热区域被分成4个加热场；和
图3示出了本发明的加热窗玻璃的实施例，一个补充加热区域仅仅包括一个加热场。
具体实施方式
在图1中示出了加热窗玻璃1，该窗玻璃1包括一个梯形窗玻璃2。表面透明的并且导电的覆盖层2’在该窗玻璃2的整个表面上延伸。通常，用作加热元件的这样的薄层表面的电阻大约为4欧姆/□。沿着窗玻璃2的上边设有一个汇流轨道3，该汇流轨道3连接到未示出的电源的正极端子上。在该窗玻璃2的底边的区域中设置一个第二汇流轨道3’。覆盖该加热窗玻璃1的可视区域在汇流轨道3和3’之间大约延伸该窗玻璃的高度的4/5。在该汇流轨道3’的两个端部分别设置另一个汇流轨道4和4’，通向该窗玻璃2的底边，该汇流轨道4和4’电连接到汇流轨道3’。这些汇流轨道3’和4，3’和4’分别形成一个45-135度的角度，最好该角度是90度。本文中大致垂直于汇流轨道3’的汇流轨道4和4’分别连接接到电源的接地极，并且同时用作汇流轨道3’的电接头，因此汇流轨道3’也接地。在许多情况中，两个汇流轨道中的一个4或者4’可以不用连接到电源上，如果沿该汇流轨道3’的电压损失不超过一个限定的值的话。在底边的中央并且垂直于该底边，将另一个汇流轨道5向着该汇流轨道3’的方向***到该窗玻璃的表面中，但是不与该汇流轨道3’电接触。该汇流轨道5连接到电源的正极。在汇流轨道4和5之间以及汇流轨道5和4’之间，分别形成了补充加热区域的部分加热场，在这些部分加热场中的电流方向彼此成180度相对，并且垂直于加热的可视区域中的电流方向。这些汇流轨道例如可以包括含有银的颜料，该颜料在表面覆盖层沉积之前或者之后被印刷。
在汇流轨道5和汇流轨道3’之间，设置一个分隔线6，该分隔线6将表面加热区域与覆盖该加热窗玻璃1的主要表面电分隔。在这种情况下，如果这些外部汇流轨道4和4’与加热的可视区域的内部汇流轨道3’具有相同的电压，则不必将该分隔线引导到该窗玻璃2的侧边缘。
用于可视区域和补充区域的表面加热，在需要时可以用不同的电压进行，尽管这些不同的电压接到公共的接地导体上。另外可以使加热区域彼此独立工作，从而可以使补充加热区域单独工作或者使用于可视区域的加热元件单独工作，或者使两个加热工作同时进行。
图2示出了类似图1的结构，该补充加热区域被简单地分成4个加热场。该汇流轨道13’因此具有3个引向该窗玻璃的底边方向的支路，这3个支路连接到汇流轨道14，14’和14”形式的接地端。由支路形成的场被汇流轨道15和15’分开，该汇流轨道15和15’连接到电源正极。
最后在图3中，该窗玻璃21装备一个由单个的加热场构成的补充加热区域。当车辆的雨刷器仅仅在该加热窗玻璃21下侧面上的限定区域中的静止位置时，该补充加热区域的更大的延伸并不是必须的。当车辆装有相对运动的雨刷器时或者车辆只有一个雨刷器时，上述的情况是正确的，其中该相对运动的雨刷器在静止位置时彼此上下设置。加热场唯一的位置当然可以根据雨刷器的静止位置，以非对称的方式相对该窗玻璃21的垂直对称轴偏移。
在单数的加热场的情况下，汇流轨道25却必须利用其它的分隔线26’与沉积在该窗玻璃21的整个表面上的表面覆盖层电分隔，其中该汇流轨道25的电压当然与属于窗玻璃21的可视区域的加热元件的汇流轨道23’的电压不同。
窗玻璃1、11或者21可以直接以单层窗玻璃的形式使用，如果该表面覆盖层和汇流轨道和接头足够抗机械化学的影响的话。但是，一般来说，这样的窗玻璃使用在含有其它玻璃或者塑料材料的窗玻璃的多层中。其它窗玻璃可以装备不透明颜色的框架形式的沉积层，该沉积层完全覆盖该汇流轨道和补充加热区域，从而任何电流的输入从外面都不可视。通常，这些边缘区域，在某些情况下还必须是没有导体层，因为一方面该导体层易于腐蚀并且因为从此其不可以与环境(潮湿的)空气接触，而且另一方面必须避免与习惯上使用的金属车身发生短路。

Claims (11)

1 具有导电覆盖层(2’，12’，22’)的加热窗玻璃(1，11，21)，该导电覆盖层可以作为加热元件通过第一汇流轨道(3，13，23)和第二汇流轨道(3’，13’，23’，)电连接到电压源，并且该导电覆盖层被分成一个第一部分和一个补充加热区域，其特征在于，至少两个另外的汇流轨道(4，4’，5，14，14’，14”，15，15’，24，25)垂直于加热的可视区域的汇流轨道(3，13，23；3’，13’，23’)设置在补充加热区域中，两个另外的汇流轨道中的至少一个与分开该补充加热区域的第二汇流轨道(3’，13’，23’)电连接，至少一个另外的汇流轨道(5，15，15’，25)朝向分开所述补充加热区域的第二汇流轨道进入补充加热区域中，同时没有与该第二汇流轨道电接触。
2 根据权利要求1所述的加热窗玻璃(1，11，21)，其特征在于，所述至少一个另外的汇流轨道(5，15，15’，25)垂直于该第二汇流轨道(3’，13’，23’)设置。
3 根据权利要求1-2中任一项所述的加热窗玻璃(1，11，21)，其特征在于，该补充加热区域被分成多个加热区域。
4 根据权利要求3所述的加热窗玻璃(1，11，21)，其特征在于，设置在该补充加热区域内部的一些汇流轨道(5，14’’，15，15’)用作两个相邻加热区域的公共汇流轨道。
5 根据权利要求4所述的加热窗玻璃(1，11，21)，其特征在于，用于该加热的可视区域和补充加热区域的电路连接到具有相同电压的电源处。
6 根据权利要求5所述的加热窗玻璃(1，11，21)，其特征在于，该补充加热区域在其至少一些区域中由一个分隔线(6，16，26，26’)与该加热的可视区域电分隔。
7 根据上述权利要求6所述的加热窗玻璃(1，11，21)，其特征在于，该分隔线(6，16，26，26’)是用激光器加工而获得的。
8 根据权利要求7所述的加热窗玻璃(1，11，21)，其特征在于，该补充加热区域通过一个彩色层被保护，从而不能从外部和/或者内部看到。
9 根据权利要求8所述的加热窗玻璃(1，11，21)，其特征在于，该加热窗玻璃(1，11，21)装备有一个框架形式的彩色层。
10 根据权利要求9所述的加热窗玻璃(1，11，21)，其特征在于，该加热窗玻璃构造成多层窗玻璃。
11 根据权利要求10所述的加热窗玻璃(1，11，21)，其特征在于，该多层窗玻璃包括两个刚性的窗玻璃，和一层将两个刚性窗玻璃连接的热塑黏胶层。
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