DE2329030A1

DE2329030A1 - Elektrisch beheiztes fenster

Info

Publication number: DE2329030A1
Application number: DE2329030A
Authority: DE
Inventors: George Albert Gruss; Leslie Howard Pfeiler; George Joseph Polanka
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1973-06-07
Filing date: 1973-06-07
Publication date: 1975-01-09

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitsglasfenster, welches besonders als Fahrzeugwindschutz brauchbar ist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verbundglas mit einer therir.Q..plastischen inneren Schicht, die ein Küster von Widerstandsdrähten enthält, und die im wesentlichen blendungsfrei ist, wenn Licht durch das Fenster tritt.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsglasfensters mit in der inneren thermoplastischen Schicht enthaltenen Widerstandsdrähten bekannt, welche die Durchsichtigkeit nicht beeinträchtigen. Eel einem Verfahren

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v/ird eine Vielzahl von V.^Tid.erstanc.sdr"ht£n in einem regulären

mit T¹GZUg ^tJ

wiederkehrenden sinusförmigen Muster/zueinander zwischen zwei Glasplatten angeordnet und an jedem Fnde der einzelnen Drähte werden Stromzuführungsanschlüsse angebracht, um den elektrischen Heizstromkreis zu bilden. Bei einem zweiten Verfahren zur Herstellung des elektrisch beheizten Fensterglases wird ein Muster gerader Drähte dicht benachbart und parallel ausgerichtet und dann auf eine Glasplatte aufgebracht. Eine andere Glasplatte wird dann darüber gelegt und bildet die Verbundkonstruktion, woraufhin die gesamte Baueinheit erhitzt wird, um das einstückige Produkt zu ergeben. Um die gewünschte parallele Drahtorientierung bei diesem zweiten Verfahren zu erhalten, werden die einzelnen Drähte unter Zug in einem Skelettrahmen befestigt, der die einzelnen Drähte geradehält, bis das endgültige Verbundprodukt vorliegt. Bei einemjcritten Verfahren zum Einbau elektrischer Heizdrähte in ein aus Schichten bestehendes Sicherheitsglas wird ein Drahtmuster aus einer Vielzahl dicht beieinander liegender, sich parallel erstreckender Drähte auf eine klare thermoplastische Platte gelegt und die Enden der einzelnen Drähte werden

/mit einem Metallstreifen an jedem Ende festgeklebt. Die zusammengesetzte innere Schicht wird dann in üblicher V/eise laminiert und man erhält das Sicherheitsglasfenster. Das parallel orientierte Muster der Widerstandsdrähte bei diesem dritten Verfahren wird vor der Laminierungsstufe thermisch entlang der Länge auf die Platte geklebt, umjeine relative Bewegung zwischen den Drähten auszuschließen.

Es wurde festgestellt, daß bei allen obigen Verfahren auf Grund der parallelen Orientierung der V/icerstandsdrähte in der Glasverbundplatte eine Blendung hervorgerufen wird. Insbesondere wird die Blendung entweder durch optische Reflex_-ion oder durch optische Streuung der Lichtstrahlen durch die einzelnen Drähte verursacht, welche zu den Augen eines durch das Sancwichglas schauenden Betrachters übermittelt wird. Das Blenden ist besonders unter starkem Lichteinfall bemerkbar, wie hellem

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Tageslicht oder dem Scheinwerfer!icht eines entgegenkommenden

Fahrzeuges. Diese Blendung kann die Ver wendung des Endproduktes

für Windschutzscheiben für Fahrzeuge ausschliessen.

In der vorliegenden Erfindung wurde ein neues Verfahren für den Einbau elektrischer Widerstandsdrähte in eine thermoplastische Polymerplatte gefunden, das ein in wesentlichen blendungsfreies Küster bei der Beobachtung von Objekten durch das Fenster ergibt. Die verbesserte Konstruktion bildet die innere Schicht eines aus einzelnen Sclichten aufgebauten Sicherheitsglases, das als Fahrzeugwindschutz verwendet werden kann und die Fähigk.eit hat, Eis und Schnee zu entfernen sowie zu entfrosten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein hervorragendes ,elektrisch heizbares Sicherheitsglas zu schaffen, sowie die Verfahren und die Apparatur zur Herstellung eines solchen Glases. Es ist eine v/eitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrisch beheizten Windschutz mit verbesserter thermischer Kapazität für das Entfrosten sowie die Beseitigung von Eis und Schnee von dem" Windschutz zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache und zuverlässige Einrichtung für den Zusammenbau der Widerstandsdrähte mit einer thermoplastischen Polymerplatte zu schaffen, s.ο dass die zusammengesetzte Baueinheit danach einfach handhabbar ist, um ein aus einzelnen Schichten bestehendes Sicherheitsglas nach bekannten Verfahren herzustellen.

Kurz gesagt schafft die Erfindung gemäss bestimmter Ausführungsformen ein Verbundteil, das eine Schicht aus einem transparenten thermoplastischen Polymer umfasst, welche von ihren ursprünglichen Dimensionen beim Erhitzen auf eine erhöhte Temperatur schrumpft und die partiell in der einen Hauptoberfläche eingebettete, gewellte Widerstandsdrähte aufweist, die mit geringem Abstand zueinander liegen und sowohl in der Ebene der genannten Hauptoberfläche als auch in einer in einem kleinen Winkel dazu

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liegenden Ebene zueinander regellos und nicht parallel angeordnet sind, um die Blendung zu verringern, wenn Licht durch das Verbundteil geleitet wird. Die Bezeichnung "transparent" soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein thermoplastisches Polymermaterial beschreiben, welches eine begrenzte optische Klarheit aufweist, jedoch die Identifikation von auf der gegenüberliegenden Seite der Iblymerplatte befindlichen Objekten gestattet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläitert. Im einzelnen zeigen:

Pig. I eine perspektivische Ansicht eines gebogenen Fensters mit einer aus einzelnen Schichten bestehenden Sicherheitsglaskonstruktion gemäss der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Windschutz nach Figur 1,

Fig. 3 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, einer thermoplastischen Verbundplatte mit dem regellosen Drahtmuster, hergestellt gemäss der vorliegenden Erfindung,

Fig. k einen Querschnitt eines Segmentes der in Fig. 3 abgebildeten Verbundplatte, worin eine Stromführungselektrode elektrisch mit dem Widerstandsdrahtmuster verbunden ist,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht iar Vorrichtung für den Zusammenbau einer thermoplastischen Verbundplatte mit dem Widerstandsdrahtmuster nach der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 6 einen Querschnitt einer vere^ngbaren Trommel, die in der Vorrichtung nach Fig. 5 Verwendung findet, mit der auf der Peripherie angeordneten thermoplastischen Verbundplatte.

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Die vorliegende Erfindung schafft ein einfaches und wirksames Mittel zur Verringerung der Hauptschwierigkeit, die bei einer parallelen Anordnung der Widerstandsheizdrähte in einem aus einzelnen Schichten bestehenden Sicherheitsglas auftritt. Obwohl das Phänomen des Blendens zur Zeit noch nicht voll verstanden ist, wird doch angenommen, dass dieses eher von der Drahtrichtung als von dem Abstand zwischen den Drähten abhängt. Durch die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Regellosigkeit der Drahtrichtung ist es möglich geworden, die Lichtreflex ion oder -streuung von den einzelnen Drähten in alle Richtungen zu verteilen und so das Blenden zu verringern oder zu eliminieren. Während eine vollständige Regellosigkeit der einzelnen Drähte sehr schwierig zu erreichen wäre, wurde in der Erfindung festgestellt, dass eine kontrollierte Regellosigkeit ausreicht, um im wesentlichen das Blendungsproblem zu eliminieren.

Die kontrollierte Regellosigkeit des Widerstandsdrahtmusters wird erhalten durch Aufbringen vorbelasteter Widerstandsdrähte auf eine Hauptoberfläche der Platte aus transparentem thermoplastischem Material und danach nutzt man die Fähigkeit des Polymermaterials beim Erhitzen auf erhöhte Temperaturen von seinen ursprünglichen Dimensionen zu schrumpfen, um Teile der einzelnen Drähte in die berührte Oberfläche des thermoplastischen Materials einzubetten. Insbesondere wird ein Muster vorbelasteter Drähte unter Zug auf eine Hauptoberfläche der thermoplastischen Platte aufgebracht, so daß die einzelnen Drähte mit geringem Abstand zueinander parallel ausgerichtet sind_;und das so gebildete Verbundteil wird dann unter Bedingungen erhitzt, die es den einzelnen Widerstandsdrähten gestatten, sich auszudehnen und eine Konfiguration anzunehmen, die aufgrund der vorbelastenden Kräfte möglich ist, während sie gleichzeitig teilweise in das erweichte thermoplastische Material eingebettet werden. Ein nachfolgendes Abkühlen des Verbundteiles schafft die Regellosigkeit des Drahtmusters, wobei die einzelnen Drähte eine wellige oder irreguläre Kräuselung bei irregulären Inter-

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vallen entlang ihrer Länge aufweisen und die nicht-parallele Beziehung zwischen benachbarten Drähten herstellen. Das schließlich erhaltene, nicht parallele Drahtmuster hängt von den thermischen Ausdehnungsunterschieden zwischen dem Polymer und dem Draht, der Natur und dem Ausmaß der auf den Widerstandsdraht angewendeten Vorbelastungskräfte vor der Einbringung in die Polymeroberfläche und und den Kitzeschrumpfungseigenschaften des thermoplastischen Materials ab. Die genannte nicht-parallele, regellose Konfiguration des Drahtes existiert sowohl in der Ebene einer Hauptoberfläche der Polymerplatte als auch in einer in einem kleinen Winkel dazu verlaufenden Ebene.

Die relativ hohe Heizkapazität des nach der Erfindung erhaltenen Drahtmusters beruht auf der Verwendung feinen Drahtes mit einem Durchmesser von ungefähr 0,0076 bis 0,022 mm (0,0003 bis 0,0009 Inch) mit einer Drahtdichte von 10 bis 30 Drähten pro 2 1/2 cm. Obwohl es klar ist, daß die Wattleistung, die durch Verbinden des Drahtmusters mit einer elektrischen Energiequelle erhalten wird, von solchen Faktoren abhängt, wie Spannung und Kontaktwiderstand ebenso wie dem Durchmesser des Drahtes und dem Abstand der Drähte, so kann doch ein wie oben beschriebenes Drahtmuster eine Energie von 0,25 bis 0,5 Watt pro Quadratzoll abgeben, wenn es mit einer konventionellen Energiequelle eines Kraftfahrzeuges verbunden ist, was als geeignete Heizenergie angesehen wird, um einen Windschutz rasch über eine sehr viel größere Fläche zu entfrosten, als dies mit der konventionellen Entfrostung unter Verwendung von heißer Luft möglich ist. Der Heizstromkreis kann mit Stromzuführungsschienen aus Kupferstreifen von etwa 6 mm (IM inch) Breite und etwa 0,05 mm (0,002 inch) Dicke versehen werden, die an jedem Ende der einzelnen Widerstandsdrähte ange bracht werden, um eine parallele elektrische Verbindung zu schaf fen, die nicht durch Kurzschluß beeinflußt wird, wenn die einzel nen Drähte während der Herstellung des regellosen Drahtmusters einander kreuzen. Der minimale Kontaktwiderstand kann an den Stromzuführungsverbindungen erhalten werden, wenn man die Kupfer-

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streifen über den Draht legt und danach die Fensterkonstruktion

2 zusammenbaut, die unter einem Druck von etwa 21 kg/cm (300 psi)

auf etwa 135°C (275°F) erhitzt werden kann, um das Endprodukt zu erhalten. Es kynnen selbstverständlich auch andere Elektrodenarten als Strornzuführungsschier.en im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ebenso wie andere elektrisch leitende Materialien als Kupfer für die genannten Elektroden.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Windschutzscheibe für ein Automobil mit einem im wesentlichen blendfreien Widerstandsdrahtmuster, das gemäß der vorliegenden Erfindung her-' gestellt ist. Insbesondere ist ein aus einzelnen Schichten bestehendes Sicherheitsglas 10 abgebildet, welches ein Paar äußerer Glasschichten 12 und 1*J umfaßt, die durch eine Klebeverbindung mit der thermoplastischen Verbundplatte 16 als eine einstückige Konstruktion verbunden sind . Die innere thermoplastische Verbundschicht l6, die vergrößert in Figur 2 dargestellt ist, umfaßt eine Platte aus einem transparenten thermoplastischen Polymer 18, welche in einer Kauptoberfläche eine Vielzahl gewellter, partiell ■

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eingebetteter Widerstandsdrähte aufweist, die zueinander regellos, nicht parallel orientiert sind. Stromzuführungsstreifen 22 und 2K sind an jedem Ende der einzelnen Widerstandsdrähte angeordnet und stellen die Elektroden für das Erhitzen der Drähte aus einer bereits verfügbaren elektrischen Energiequelle im Fahrzeug dar.

Figur 2 gibt einen vertikalen Schnitt durch die Windschutzscheibe der Figur 1 wieder, welcher in größerem Maße die Regellosigkeit der Anordnung der einzelnen Widerstandsdrähte 20 in der Windschutzscheibe erkennen läßt. Werden die genannten Widerstandsdrähte anfangs in die Verbundplatte 16 eingebracht, um eine innere Schicht für das Verbinden mit den äußeren Glasschichten zu schaffen, dann hat man eine dreidimensionale Drahtkonfiguration, in der die Drähte zueinander in einer regellosen, nicht-parallelen Weise orientiert sind, und zwar sowohl in der Ebene der Hauptoberfläche der Polymerplatte als auch in einer Ebene, die in

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einem kleinen Winkel dazu verläuft, wie mehr im einzelnen in den Figuren 3 und h ersichtlich ist. Die Teile der einzelnen Drähte, die von der Polymeroberfläche 26 hervortreten, sind beim Zusammenpressen durch die benachbarte Glasschicht lh während der Herstellung des endgültigen Verbundproduktes in ihrer Bewegung frei. Dabei erfahren die Drähte eine weitere regellose Orientierung bezüglich der Ebene der genannten Hauptoberfläche in der endgültig erhaltenen Baueinheit. Anders ausgedrückt ist die thermoplastische Verbundplatte 16, die gemäß der Erfindung erhalten wird, so gebildet, daß die regellose Orientierung der einzelnen Widerstandsdrähte beim Zusammenbau zur endgültigen Glasverbundkonstruktion erhöht wird.

Figur 3 zeigt eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, der thermoplastischen Verbundplatte 16, die in noch näher zu erläuternder V/eise hergestellt ist. Das thermoplastische Plattenelement 18 umfaßt ein transparentes, thermoplastisches Polymer, welches von seinen ursprünglichen Dimensionen beim Erhitzen auf eine erhöhte Temperatur schrumpft, das teilweise eingebettet in die Hauptoberfläche 26 eine Vielzahl von wellenförmigen Widerstandsdrähten aufweist, die mit den Bezugszahlen 28, 30 und 32 versehen sind, und die in regelloser V/eise von dieser Hauptoberfläche hervortreten, wo sie nicht in das Polymermaterial eingebettet sind. Es kann auch festgestellt werden, daß die einzelnen Drähte weiter in regelloser Weise zueinander orientiert sind und eng benachbart zueinander liegen, um die für das Entfrosten und die Eis- und Schneebeseitigung erforderliche Leistung abzugeben.

Figur h zeigt einen Aufriß eines Segmentes des Verbundteiles nach Figur 3, welches eine Stromzuleitungselektrode 22, die in der vorherigen Figur nicht gezeigt ist, umfaßt. Es kann der Figur h entnommen werden, daß die Stromzuleitungselektrode zwischen dem Drahtmuster und der Polymerplatte liegt, obwohl im

eine Rahmen der vorliegenden Erfindung auch/andere. Orientierung der

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Elektrode in der Verbundplatte gewählt werden kann. Die Strcmzuleitungsstreifen können an den einzelnen VJiderstandsdrMhten und der darunter liegenden thermoplastischen Platte 18 so befestigt werden, daß sich ein minimaler Kontaktwiderstand ergibt, wozu die thermische Verklebestufe benutzt wird, die auch dazu dient, das Verbundteil zu montieren. Es kann der Figur 4 auch entnommen werden, daß sich Teile der ein^zelnen V.'iderstandsdrähte aufgrund der lokalen Unterschiede, welche die Verteilung des Drahtes bezüglich der Polymerplatte bedingen, in verschiedene Höhen von der Oberfläche der Polymerplatte erheben.

Figur 5 gibt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung wieder, die zum Zusammenbau des Verbundteiles 16 verwendet v/erden kann. Eine modifizierte Drehbank 34 stellt die Halterungsvorrichtung für die rotierbare Befestigung einer verengbaren Trommel 36 dar, auf welche die Polymerplatte und die Drahtbestandteile des Verbundteiles gewunden sind. Insbesondere sind die Spindelbacken 38 (headstock ) und 40 (tailstock) die geeigneten Mittel, um die Trommel dazwischen für ein nachfolgendes Aufwickeln und Erhitzen der zusammengesetzten Baueinheit aufzuhängen. Die verengbare Trommel hat ein äußeres zylindrisches Mantelteil 42. das einen Schlitz 44 aufweist, der sich über die

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gesamte/Länge erstreckt, um nachdem zuvor erfolgten Zusammenbau der Verbundplatte und vor der Hitzeschrumpfung eine Verringerung des Trommelumfanges um einen vorbestimmten VJert zu gestatten. Die Schlitzöffnung in der Trommel wird durch die überlappende Platte 46 zugedeckt, um eine kontinuierliche Oberfläche auf der Trommel für das Aufwickeln der Polymerplatte und des Drahtmusters zu schaffen. Die Trommelkonstruktion ist in Figur 6 zusammen mit der darum gewickelten Verbundplatte deutlicher dargestellt. Die Trommel 36 umfaßt weiter eine Vorschubschraubenbaueinheit (feed screw assembly) 48, die an der inneren Wand des Mantelteiles 42 befestigt ist und mit diesem bei der Verringerung des Trommelumfanges zusammenarbeitet. Die Vorschub-

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Schraubenbaueinheit umfaßt eine Vorschubschraube 50, die entlang der Längsachse der Trommel ausgerichtet ist und mit dem Kernteil {web member) 52 verschraubt ist, um die radiale Verstellung der Arme 5^, 56 und 58 durch ein konventionelles, nicht dargestelltes Gestänge zu gestatten. Ein zweites Kernteil am gegenüberliegenden Endstück der Trommel, das auch nicht dargestellt ist, arbeitet mit der Vorschubschraube in gleicher VJeise zusammen und schafft eine Einrichtung zur gleichmäßigen Verringerung des Trommeldurchmessers entlang seiner gesamten Länge. Ein nicht mit Gewinde versehenes Teilstück 60 ist auf der Vorschubschraube vorgesehen, um eine geeignete Klemmeinrichtung (gripping means) für die Betätigung der Vorschubschraubenbaueinheit zur Einstellung des Trommeldurchmessers zu schaffen.

Die Drehbank J>k umfaßt einen Schlitten 62, der auf der Führungseinrichtung des Werkzeuges, die üblicherweise bei einer Drehbank vorhanden ist, montiert sein kann, um eine Bewegung der getragenen Struktur in einer Richtung parallel zur Längsachse der Drehbank zu gestatten. Der Schlitten umfaßt eine Spule Sk mit Widerstandsdraht 28, die drehbar in einem Rahmen 66 montiert ist, und die als Einrichtung für die Zuführung des Drahtes für das Wickeln um die Trommelperipherie dient. Der genannte Schlitten umfaßt auch eine Führungseinrichtung 68, welche den Draht für den Eingriff zwischen den Spurzahnrädern 70 und 72 in die richtige Position bringt, bevor dieser um die Trommelperipherie gewickelt wird. Die genannten Spurzahnräder sind drehbar auf dem Schlitten in einem losen Eingriff montiert, der ausreicht, den Durchgang des dünnen Widerstandsdrahtes ohne Bruch zu gestatten, während dieser dabei leicht gebogen wird. Insbesondere schaffen die Spurzahnräder eine Vorbelastung für den Draht, bevor dieser mit der thermoplastischen Platte auf der Trommelperipherie zusammengelegt wird, so daß der Draht danach unter einem Zug als gerader Draht aufgebracht wird, der schon beim Wegnehmen der Zugkraft nach dem zu beschreibenden Aufwickeln sich kräuselt oder wellig wird.

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Die Drehbank J>h ist auch mit einem Paar elektrische Energie zuführender Teile 74 und 76 versehen, Vielehe mit den Stromzuführungsstreifen 7Ö und BO verbunden sind, un eine Einrichtung zum Erhitzen der Verbundeinheit nach dem Zusammenbau zu schaffen. Obwohl bei der Herstellung des Verbundteiles von den Stromzuführungsstreifen 22 und 24, die bei den fertigen schichtstoffertigen Sicherheitsglas zum Erhitzen des Fensters separate und unterschiedliche Stromzuführungsstreifen verwendet werden, liegt es doch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, für beide Zv/ecke ein einziges Paar Stromzuführung^ streifen zu verwenden.

Bei der Herstellung wird eine Platte 18 aus thermoplastischem Material urr die Trommelperipherie gewickelt und an jedem Ende mit Klebestreifen 82 und 84 an einer Stelle der Peripherie befestigt, die der Anordnung der Stromzuführungsstreifen entsprechen kann. Die Stromzuführungsstreifen 78 und 80 werden dann als nächstes mittels weiterer Klebestreifen 86 bis 90, die an jedem Ende der Stromzuführungselemente angeordnet sind, an der äußeren Peripherie der Trommel befestigt. Dann wird eine spiralförmige Spule des vorbelasteten Widerstandsdrahtes 28 mit geringen Abständen um die Trommelperipherie gewickelt, indem man den Schlitten in Gang setzt, während die Trommel rotiert, was alles dem konventionellen Drehbankbetrieb entspricht. Das auf die eine Hauptoberfläche der Polymerplatte aufgebrachte Drahtmuster entspricht einer parallelen Orientierung zwischen benachbarten Drahtwicklungen und die spiralförmige Drahtspule wird dann mit nicht-dargestellten zusätzlichen Klebestreifen an der Trommelperipherie befestigt, wobei die Klebestreifen an der gleichen Stelle angebracht werden können, die durch die Stromzuführungen eingenommen wird. Die Drahtspule kann dann entlang ihrer Länge in dem Zwischenraum zwischen den Stromzuführungen geschnitten werden, um einen elektrischen Pfad ganz um den Umfang der Spule für das Erhitzen der Baueinheit zu definieren und die Verbundplatte zu schaffen.

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Nach dem Zusammenbau des Verbundteiies in der angegebenen V/eise wird das Drahtmuster in die Kunststoffplatte eingebettet, indem man den Verbundteil unter Bedingungen erhitzt, die es dem V.'iderstandsdraht gestatten, eine den Vorspannungskräften beizumessende Konfiguration anzunehmen, während man die Polymerplatte auf der Trommelperipherie in physikalischem Kontakt mit dem Widerstandsdraht hält. Insbesondere wird der Trommelumfang ausreichend verringert, um das Absacken des Verbundteiles unter dem Einfluß der Schwerkraft von der Trommeloberfläche zu gestatten, wodurch die Zugkräfte auf den Widerstandsdraht entspannt werden und es diesem gestatten, sich entlang seiner Länge zu kräuseln oder zu wellen, während ein Punktkontakt mit der Polymerplatte noch aufrechterhalten wird. Dem Drahtmuster wird elektrische Energie zugeführt, während dieses in seiner durchgebogenen Konfiguration ist, wodurch das Polymermaterial bis zu seinem Erweichungspunkt erwärmt wird und die noch in physikalischem Kontakt mit der Polymeroberfläche befindlichen Teile des Drahtes darin eingebettet werden. Unter solchen Heizbedingungen können sich sowohl Polymerplatte als auch Drahtmuster ausdehnen und zusammenziehen entlang der Richtung des Drahtweges, abhängig von den individuellen thermischen Ausdehnungseigenschaften, während die Teile noch in physikalischem Kontakt bleiben. Es wurde während dieses Erhitzens beobachtet, daß sich die Polymerplatte nach einer ersten thermischen Ausdehnung, während sie noch erhitztjwird, sichtbar zu>sammenzieht, wobei das Schrumpfen entlang der Richtung des Drahtpfades stattfindet. Das Erhitzen wird durch Unterbrechen der dem Drahtmuster zugeführten elektrischen Energie beendet, nachdem das Schrumpfen stattgefunden hat, woraufhin man sich den Verbundteil kühlen läßt, wobei eine Klebeverbindung mit dem Drahtmuster entsteht. Wegen der Ausrichtung zwischen dem Drahtpfad und der Schrumpfrichtung in der Polymerplatte entsteht eine größere Regellosigkeit in dem schließlich erhaltenen Drahtmuster, als dies in anderer Weise der Fall wäre. Es wurde auch festgestellt, daß bestimmte Polyvinylbutylaldehyd-Polymerplatten, die üblicherweise als die innere Schicht in laminiertem Sicherheitsglas verwendet werden, einer größeren Schrumpfung in einer Richtung ent-

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lang der Hauptoberfläche unterliegen als in einer senkrecht dazu verlaufenden Oberflächenrichtung. Durch Ausrichten der Richtung der größeren Schrumpfung mit der Richtung des Drahtverlaufes wird es möglich, die Regellosigkeit des Drahtmusters gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhöhen.

Der vorliegenden Eeschreibung der Herstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundplatte kann entnommen werden, daß auch verschiedene andere Verfahren verwendet werden können, um zu vergleichbaren Ergebnissen zu kommen. Insbesondere können eine Vielzahl individuell vorbelasteter Drahtlängen unter Zug auf die Hauptoberfläche einer Polymerplatte aufgetragen werden und nach deren Befestigung an jedem Ende auf der Platte unterwirft man dann die Einheit einem gleichartigen Hitzeschrumpfverfahren. Der Widerstandsdraht kann auch mit einem nicht-fluchtenden Zieh-Werkzeug vorbelastet werden, wenn man den Draht zieht und solchen vorbelaste^-ten Draht während des Zusammenbaues der Verbundplatte unter Zug hält. In gleicher Weise kann auch eine andere Einrichtung als die oben beschriebene zum Aufbringen des vorbelasteten Widerstandsdrahtes unter Zug auf eine Hauptoberfläche der Polymerplatte verwendet v/erden und nachher kann man die Hitzeschrumpfung automatisch ausführen.

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Claims

Patentansprüche

[IJ Verbundplatte, gekennzeichnet durch ^■^ eine Schicht (18) aus transparent em, thermoplaßtis ehern Polymer, welche beim Erhitzen auf eine erhöhte Temperatur von ihren ursprünglichen Dimensionen schrumpft und die partiell in einen Hauptteil ihrer Oberfläche (26) eine Vielzahl gewundener Widerstandsdrähte (20.) eingebettet enthält, die mit geringem Abstand zueinander liegen und sowohl in der Ebene der genannten Oberfläche (26) als auch in einer in einem kleinen Winkel dazu verlaufenden Ebene zueinander in regelloser Weise nicht parallel orientiert sind, um die Lichtreflexion durch die Drähte zu reduzieren.

2. Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie Elektroden (22, 2k') zum Erhitzen der Widerstandsdrähte aufweist.

3- Verbundplatte nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß die Elektroden (22, 2k)mit beiden Enden der einzelnen Widerstandsdrähte (20) verbunden sind.

^J. Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch ge~

kennzeichnet , daß die Schicht (18) aus thermoplastischem Polymer in einer gegebenen Richtung entlang eier ilauptoberflache (26) eine größere Schrumpfung erleidet als in einer im wesentlichen senkrecht dazu verlaufenden Richtung entlang der genannten Hauptoberfläche, wobei der Pfad der Widerstandsdrähte (20) der Richtung größerer Schrumpfung des Polymers entspricht.

5. Verbundplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich die über die genannte Hauptoberfläche (26) erstreckenden Drähte (20) nicht eingebettet sind und daß ihre regellose, niht-parallele Anordnung zueinander durch· die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen zwischen dem Polymer und den Widerstandsdrähten er-

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j.eben, ebenso wie durch die Restbelasturr in den einzelnen

6. Aus mehreren Schichten bestehendes Sicherheitsglas, g e kennzeichnet durch ein Paar äußere Glasüchichten (12, I¹O, mit denen eine innere Verbundschicht (l6) einstückig verbunden ist, wobei die innere Verbundschient die Verbundplatte nach Anspruch 1 ist.

7. Sicherheitsglas nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß es parallel verbundene Elektroden (22, 2k) zum Erhitzen der Widerstandsdrähte (20) aufweist.

&. Verfahren zum Herstellen der Verbundplatte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Aufbringen von vorbelastetem elektrischem Widerstandsdraht (28) auf eine Hauptoberflache (26) einer Platte (l8) aus transparentem thermoplastischem Polymer, welches beim Erhitzen auf eine erhöhte Temperatur von ihren ursprünglichen Dimensionen schrumpft und dabei ein Verbundteil bildet, welches ein Oberflächenmuster aus dem Widerstandsdraht mit geringen Abständen und paralleler Orientierung aufweist,

b) Erhitzen des Verbund, .teiles unter solchen Bedingungen, daß der Widerstandsdraht (28) eine Konfiguration annehmen kann, die den Vorbelastungskräften zuzuordnen ist, während die Polymerplatte (18) in physikalischem Kontakt mit dem Widerstandsdraht gehalten ist, um Teile des Drahtes in die Oberfläche (26) der Polymerplatte einzubetten und

c) Abkühlen des Verbundteiles, um eine Adhäsionsbindung zwischen der Polymerplatte (18) und den eingebetteten Teilen des Drahtes zu schaffen.

9. Verfahren zur Herstellung einer Verbundplatte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Vorbelasten eines elektrischen Widerstandsdrahtes (28),

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damit der Widerstandsdraht, wenn er nicht unter Zug steht, Wellen bildet,

b) Aufbringen des vorbelasteten Widerstandsdrahtes (28) unter Zug auf eine Hauptoberfläche (26) einer Platte (18) aus transparentem, thermoplastischem Polymer, welches beim Erhitzen auf eine erhöhte Temperatur von seinen ursprünglichen Dimensionen schrumpft, um ein Verbundteil zu bilden, das ein Muster aus Widerstandsdraht mit geringen Abständen und paralleler Orientierung zueinander aufweist,

c) Lockern des Zuges auf die Widerstandsdrähte,während man den physikalischen Kontakt zwischem dem Muster der Widerstandsdrähte und der Oberfläche (26) des thermoplastischen Polymers beibehält, so daß sich die Polymerplatte entlang der Richtung des Drahtpfades ausdehnen und zusammenziehen kann,

d) ausreichendes Erhitzen des Verbundteiles, um die in-physikalischem Kontakt mit der Oberfläche (26) der Polymerplatte (18) stehenden Teile des Drahtes partiell einzubetten und

e) ausreichendes Abkühlen des Verbundteiles, um eine adhäsive Bindung zwischen der Polymerplatte (18) und den eingebetteten Teilen der Drähte herzustellen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Pfad der Widerstandsdrähte (20)

. der Richtung der Hauptoberfläche (26) der Iblymerplatte (18) mit der größeren Schrumpfung entspricht, verglichen mit der Schrumpfung in einer Richtung entlang der Hauptoberfläche, die senkrecht dazu verläuft.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbundplatte (16) einstückig mit einem Paar Glasplatten (12, I¹O verbunden wird, um eine aus einzelnen Schichten bestehende Sicherheitsglaskonstruktion (10) zu bilden.

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12. Verfahren zum Herstellen einer Verbundplatte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Wickeln einer Platte (18) aus transparentem, thermoplastischem Polymer, welches beim Erwärmen auf eine erhöhte Temperatur von seinen ursprünglichen Dimensionen schrumpft, um den Umfang einer verengbaren Trommel (36) und Fixieren beider Enden der Platte auf der Trommel,

b) Wickeln einer spiralförmigen Spule aus vorbelasteten Widerstandsdrähten (28) mit geringem Abstand auf die Trommel (36) in Kontakt mit der äußeren Hauptoberfläche (26) der befestigten Polymerplatte (18) und Aufrechterhalten des Zuges auf jede Windung der Widerstandsdrähte, um ein Verbundteil zu bilden,

c) Verengen der Trommel (36) durch eine vorbestimmte Verringerung des Durchmessers,

d) Erhitzen des Verbundteiles,durch Zuführung elektrischer Energie zu den Widerstandfrähten (28), die ausreicht, um die Teile der Drähte teilweise einzubetten, die in physikalischem Kontakt mit der Oberfläche (26) der Polymerplatte (18) stehen, und

e) Abkühlen des Verbundteiles durch Beenden der Zufuhr elektrischer Energie zu den Widerstandsdrähten (28), um eine Adhäsionsbindung zwischen der Polymerplatte (18) und den eingebetteten Teilen der Drähte zu schaffen.

13. Vorrichtung für den Zusammenbau einer thermoplastischen Polymerplatte mit einem Drahtmuster, das partiell eingebettet ist, gekennzeichnet durch:

a) einen Träger (36), der das Schrumpfen einer thermoplastischen Platte (18) von ihren ursprünglichen Dimensionen gestattet, wenn diese auf eine erhöhte Temperatur erhitzt wird,

b) eine Zugvorrichtung zum Aufbringen eines Musters aus vorbelastetem Draht (28) auf eine Hauptoberfläche (26) der getragenen Polymerplatte, so daß die einzelnen Drähte in geringem Abstand und paralleler Orientierung zueinander liegen,

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c) Befestigungsmittel (82, 84), um die gegenüberliegenden. Enden des Drahtmusters entlang der Richtung des Drahtpfades an der Hauptoberfläche (26) der Polymerplatte (18) zu befestigen,

d) eine Einrichtung, um den Zug auf die einzelnen Drähte zu lockern, so daß diese Drähte eine den Vorbelastungskräften zuzuordnende Konfiguration annehmen, während die Polymerplatte (18) in physikalischem Kontakt damit gehalten wird, und

e) eine Heizeinrichtung, die mit dem Träger (36) zusammenarbeitet, um die Polymerplatte (18) zu schrumpfen, so daß sie eine Vielzahl individueller Drähte partiell eingebettet enthält.

Ik. Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet , daß der Träger eine verengbare Trommel (36) umfaßt, deren Durchmesser um eine vorbestimmte Größe verringert werden kann.

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