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DE19855682A1 - Verbesserte Heizstreifenanordnung einer Vorrichtung zum Beseitigen von Beschlag auf einer Fahrzeugfensterscheibe - Google Patents

Verbesserte Heizstreifenanordnung einer Vorrichtung zum Beseitigen von Beschlag auf einer Fahrzeugfensterscheibe

Info

Publication number
DE19855682A1
DE19855682A1 DE19855682A DE19855682A DE19855682A1 DE 19855682 A1 DE19855682 A1 DE 19855682A1 DE 19855682 A DE19855682 A DE 19855682A DE 19855682 A DE19855682 A DE 19855682A DE 19855682 A1 DE19855682 A1 DE 19855682A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heating strips
window pane
comparable
range
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19855682A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Nakashima
Hiroshi Nagaiwa
Akihiko Matsumoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Glass Co Ltd filed Critical Central Glass Co Ltd
Publication of DE19855682A1 publication Critical patent/DE19855682A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Surface Heating Bodies (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein beheiztes Fahrzeugfenster, wie ein beheiztes Heckfenster eines Kraftfahrzeuges, mit einer Vorrichtung zum Beseitigen von Beschlag, um die Fensterscheibe zu erwärmen und da­ durch den Aufbau von Beschlag, Eis oder Schnee zu verhindern.
Bei Kraftfahrzeugen, wie Personenkraftwagen, ist es für ein sicheres Fah­ ren ziemlich wichtig, eine gute Sicht sicherzustellen. Deshalb ist ein Be­ seitigen des Beschlags nicht nur auf der Windschutzscheibe sondern auch auf dem Heckfenster unverzichtbar, um während des Fahrens im Rück­ wärtsgang nach hinten hinausblicken zu können oder nachfolgende Fahr­ zeuge beobachten zu können. Aus diesem Grund wird bei den meisten Kraftfahrzeugen eine Fensterscheibe verwendet, auf die mehrere elektri­ sche Heizstreifen aufgedruckt sind.
Es war bisher Praxis, den Abstand zwischen zwei benachbarten Heizstrei­ fen mindestens bei Abschnitten von diesen, die in dem zentralen Bereich der Fensterscheibe angeordnet sind, gewöhnlich derart festzulegen, daß er im Bereich von 29 bis 33 mm liegt.
Dies ist der Fall, weil, wenn der Abstand zu klein ist, die Sicht nach hin­ ten verschlechtert ist, und, wenn der Abstand zu groß ist, es unmöglich ist, die Fensterscheibe ausreichend zu erwärmen. Deshalb ist der Wider­ stand der Heizstreifen und der Abstand zwischen zwei benachbarten von diesen derart konstruiert worden, daß (I2R)/DL beinahe konstant ist, wo­ bei I der Versorgungsstrom pro einem Heizstreifen ist, d. h. die Menge an erzeugter Wärme pro Flächeneinheit im zentralen Bereich der Fenster­ scheibe, R der Widerstand ist, D der Abstand zwischen zwei benachbarten Heizstreifen ist und L die Länge der Heizstreifen in dem zentralen Bereich der Fensterscheibe ist.
Jedoch ist es in einem Fall, in dem ein Fahrzeug mit einer Batterie mit ei­ ner kleinen Kapazität ausgestattet ist, unvermeidbar, die Fälligkeit zum Beseitigen von Beschlag aufzugeben. Infolgedessen kann ein Fall auftre­ ten, in dem die Menge an erzeugter Wärme derart eingerichtet wird, daß sie kleiner als diejenige ist, die durch den oben beschriebenen Ausdruck erhalten wird. Andererseits kann ein anderer Fall auftreten, in dem die Menge an erzeugter Wärme derart eingerichtet wird, daß sie größer als diejenige ist, die durch den oben beschriebenen Ausdruck erhalten wird, im Fall, daß ein Fahrzeug mit einer Batterie mit einer großen Kapazität ausgerüstet ist, oder daß ein Fahrzeug von dem Typ ist, der die Heizstrei­ fen vorwiegend zum Zweck des Schmelzens von Eis aufweist.
Nach einer Anzahl von Experimenten, die von den Erfindern dieser An­ meldung durchgeführt wurden, wurde herausgefunden, daß die Heiz­ streifen gemäß dem oben beschriebenen Konzept darin ein Problem auf­ wiesen, daß die Menge an Wärmezufuhr zum Beheizen der Fensterscheibe bis zu einer vorbestimmten Temperatur in einer vorbestimmten Zeit im allgemeinen zu groß war.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fensterschei­ benanordnung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, die eine Fensterscheibe und mehrere parallele elektrische Heizstreifen umfaßt, die auf der Fen­ sterscheibe angeordnet sind. Der Abstand von zwei benachbarten Heiz­ streifen mindestens an Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Be­ reich der Fensterscheibe angeordnet sind, liegt im Bereich von 20 bis 28 mm, so daß die Menge an Wärme, die von den Heizstreifen pro Flä­ cheneinheit erzeugt wird, das 0,80 bis 0,95fache einer elektrischen Refe­ renzleistung betragen kann, oder daß eine Versorgungsleistung für die Heizstreifen das 0,80 bis 0,95fache einer elektrischen Referenzleistung betragen kann. Die elektrische Referenzleistung ist eine Leistung, die not­ wendig ist, um zu bewirken, daß eine Oberflächentemperatur einer ver­ gleichbaren Fensterscheibe mit vergleichbaren Heizstreifen auf bis zu 90% einer Gleichgewichtstemperatur im Bereich von 35 bis 45°C in 5 bis 10 Minuten Zeit ansteigt, nachdem ein Beaufschlagen der vergleichbaren Heizstreifen mit Energie beginnt, unter der Bedingung, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten vergleichbaren Heizstreifen bei Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der vergleichbaren Fenster­ scheibe angeordnet sind, im Bereich von 29 bis 33 mm liegt, eine Raum­ temperatur 20°C beträgt und es windstill ist.
Durch verschiedene und wiederholte Experimente, die von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung durchgeführt wurden, wurde herausgefun­ den, daß die Anordnung nach dem Stand der Technik der Heizstreifen darin ein Problem hatte, daß die Wärme oder Leistung, die bisher den Heizstreifen zugeführt worden ist, um zu bewirken, daß sich die Fenster­ scheibe innerhalb einer vorbestimmten Zeit auf eine vorbestimmten Tem­ peratur erwärmte, zu groß war. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage der Entdeckung eines derartigen Problems getätigt.
Die obige Struktur dient dazu, daß oben angedeutete, der Vorrichtung nach dem Stand der Technik eigene Problem zu lösen.
Es ist dementsprechend ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neuarti­ ge und verbesserte Vorrichtung zum Beseitigen von Beschlag zu schaffen, welche die Menge an Wärme, die notwendig ist, um Beschlag zu entfernen, und deshalb das Ausmaß an elektrischem Energieverbrauch verringern kann.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fensterscheiben­ anordnung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die eine Vorrichtung zum Entfernen von Beschlag mit der vorhergehenden Eigenschaft aufweist.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung be­ schrieben, in dieser ist:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Fensterscheibenan­ ordnung eines Kraftfahrzeuges mit einer Vorrichtung zum Entfernen von Beschlag gemäß einer Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ein Graph, der Temperaturanstiegskenndaten zeigt, d. h. eine Relation zwischen der Energiebeaufschla­ gungszeit und der resultierenden Temperatur, wobei die durchgezogene Linie die Erfindung darstellt und die gestrichelte Linie ein Vergleichsausführungsbeispiel darstellt,
Fig. 3 ein Graph, der eine Relation zwischen dem Abstand (Teilung) zwischen zwei benachbarten Heizstreifen und einem Versorgungsleistungsverhältnis gemäß Experi­ ment 1 zeigt,
Fig. 4 ein Graph, der eine Relation zwischen dem Abstand (Teilung) zwischen zwei benachbarten Heizstreifen und dem Versorgungsleistungsverhältnis gemäß Experi­ ment 3 zeigt, und
Fig. 5 ein Graph ähnlich Fig. 2, der jedoch Temperaturan­ stiegskenndaten unter einer unterschiedlichen Bedin­ gung zeigt.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entfernen von Beschlag auf ei­ ner Kraftfahrzeugheckscheibe umfaßt eine viereckige Fensterscheibe, die beispielsweise 1100 × 700 mm mißt und 3,5 mm dick ist, zwei Strom­ schienen entlang der kürzeren Seiten der Fensterscheibe und mehrere gleich beabstandete, parallele, elektrische Heizstreifen, die zwischen den Stromschienen und entlang der längeren Seiten der Fensterscheibe ange­ ordnet sind, wie es beispielsweise in Fig. 1 zu sehen ist. Die elektrischen Heizstreifen sind beispielsweise durch Aufdrucken und Einbrennen einer leitfähigen Paste gebildet. Der Abstand von zwei benachbarten Heizstreifen mindestens bei Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der Fensterscheibe angeordnet sind, liegt im Bereich von 20 bis 28 mm, so daß eine Menge an Wärme, die von den Heizstreifen pro Flächeneinheit erzeugt wird, das 0,80 bis 0,95fache einer elektrischen Referenzleistung betragen kann, oder daß eine Versorgungsleistung für die Heizstreifen das 0,80 bis 0,95fache einer elektrischen Referenzleistung betragen kann. Die elektrische Referenzleistung ist eine Leistung, die notwendig ist, um zu bewirken, daß eine Oberflächentemperatur einer vergleichbaren Fenster­ scheibe mit vergleichbaren Heizstreifen auf bis zu 90% einer Gleichge­ wichtstemperatur im Bereich von 35 bis 45°C in 5 bis 10 Minuten Zeit an­ steigt, nachdem ein Beaufschlagen der vergleichbaren Heizstreifen mit Energie beginnt, unter der Bedingung, daß der Abstand zwischen zwei be­ nachbarten vergleichbaren Heizstreifen bei Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der vergleichbaren Fensterscheibe angeordnet sind, im Bereich von 29 bis 33 mm liegt, eine Raumtemperatur 20°C be­ trägt und es windstill ist. Die oben beschriebene erfindungsgemäße An­ ordnung der Heizstreifen ist nachstehend ausführlicher beschrieben.
Experiment 1
Indem der Abstand zwischen dem obersten Streifen und dem untersten Streifen auf 530 mm festgelegt worden ist, wurden verschiedene Ausfüh­ rungsformen vorbereitet, welche innerhalb dieses Abstandes 14 (der Ab­ stand zwischen zwei benachbarten Heizstreifen beträgt 40,6 mm) bis 106 (der Abstand zwischen zwei benachbarten Heizstreifen beträgt 5,0 mm) Heizstreifen aufwiesen. Die Heizstreifen waren 1 m lang und 0,5 mm breit.
Unter Verwendung der Ausführungsformen wurde ein Versuch durchge­ führt, um eine Versorgungsleistung zu messen, die notwendig ist, damit die Oberflächentemperatur der Fensterscheibe in ihrem zentralen Bereich und in der Mitte zwischen zwei benachbarten Heizstreifen von der Raum­ temperatur von 20°C auf 38,5°C in fünf Minuten Zeit ansteigt, nachdem das Beaufschlagen der Heizstreifen mit Energie beginnt. Durch das Expe­ riment wurde das in Fig. 3 gezeigte Ergebnis erhalten. Die Ordinate des Graphs von Fig. 3 stellt ein Verhältnis einer gemessenen Versorgungs­ leistung zu einer Leistung dar, die benötigt wird, um einen ähnlichen An­ stieg der Oberflächentemperatur zu erzielen, wenn der Abstand zwischen zwei benachbarten Heizstreifen einen typischen Wert aufweist, d. h. 33 mm.
Wie es aus diesem Experiment ersichtlich ist, konvergiert das Versor­ gungsleistungsverhältnis auf ungefähr 0,57, wenn der Abstand (Teilung) zwischen zwei benachbarten Heizstreifen 15 mm oder weniger beträgt, so ist es unsinnig, die Teilung kleiner als 15 mm einzurichten, während im Gegensatz dazu, wenn die Teilung 29 mm oder mehr beträgt, das Versor­ gungsleistungsverhältnis schnell mit einer Vergrößerung der Teilung zu­ nimmt, wodurch eine merkliche Verringerung des Heizwirkungsgrades bewirkt wird.
Indem die Teilung der Heizstreifen auf minimal 20 mm und maximal 28 mm eingestellt wird, kann der Beschlag oder desgleichen leicht mit ei­ nem guten Heizwirkungsgrad von der Fensterscheibe entfernt werden.
Experiment 2
Unter Verwendung der gleichen Ausführungsformen wie bei Experiment 1 wurde ein Experiment durchgeführt, um die Versorgungsleistung zu mes­ sen, die notwendig ist, damit die Temperatur der Fensterscheibe in ihrem zentralen Bereich und in der Mitte von zwei benachbarten Heizstreifen von der Raumtemperatur von 20°C auf 35°C in fünf Minuten Zeit ansteigt, nachdem das Beaufschlagen der Heizstreifen mit Energie begonnen hat. Das Ergebnis dieses Experiments war ähnlich demjenigen von Experiment 1, und deshalb wurde ein ähnliches Versorgungsleistungsverhältnis wie in Fig. 3 erhalten.
Aus diesem Ergebnis ist zu sehen, daß der optimale Abstand zwischen den benachbarten Heizstreifen zwischen 20 und 28 mm liegt.
Experiment 3
Unter Verwendung der gleichen Ausführungsformen wie bei Experiment 1 wurde ein Experiment durchgeführt, um die Versorgungsleistung zu mes­ sen, die notwendig ist, damit die Temperatur der Fensterscheibe in ihrem zentralen Bereich und in der Mitte von zwei benachbarten Heizstreifen von der Raumtemperatur von 20°C auf 35°C in 7,5 Minuten Zeit ansteigt, nachdem das Beaufschlagen der Heizstreifen mit Energie beginnt. Durch dieses Experiment wurde ein Ergebnis erhalten, wie es in Fig. 4 gezeigt ist.
Wie es aus diesem Ergebnis deutlich wird, zeigt das Ergebnis eine ähnli­ che Tendenz wie bei Experiment 1, obwohl es bei dem Versorgungslei­ stungsverhältnis etwas unterschiedlich ist. So ist es zu verstehen, daß ein geeigneter Abstand zwischen zwei benachbarten Heizstreifen zwischen 20 und 28 mm liegt.
Aus den oben beschriebenen experimentellen Ergebnissen ist es zu ver­ stehen, daß durch die Anordnung, bei welcher der Abstand zwischen zwei benachbarten Heizstreifen im Bereich von 20 bis 28 mm liegt, der Heizwirkungsgrad erhöht werden kann und die Versorgungsleistung im Vergleich mit der Anordnung nach dem Stand der Technik verringert wer­ den kann, bei welcher der Abstand zwischen zwei benachbarten Heiz­ streifen beispielsweise 33 mm beträgt.
Diese Tatsache zeigt, daß, indem der Abstand zwischen zwei benachbarten Heizstreifen verkleinert wird, selbst wenn die Versorgungsleistung kleiner ist, es bewirkt werden kann, daß die Temperatur der Fensterscheibe in der Mitte zwischen zwei benachbarten Heizstreifen wunschgemäß innerhalb einer kürzeren Zeit ansteigt, im Vergleich mit dem Fall, daß die Versor­ gungsleistung erhöht wird, um den Abstand zu vergrößern.
Der Typ und die Anzahl von elektrischen Teilen oder Komponenten, die mit einer Batterie verbunden sind, schwanken in Abhängigkeit von einer Veränderung des Fahrzeugtyps. Die Batterie von manchen Fahrzeugen weist einen Kapazitätsüberschuß auf. In einem derartigen Fall kann die Menge an erzeugter Wärme pro Flächeneinheit für die Fensterscheibe ver­ größert werden. Im Gegensatz dazu kann es in dem Fall, daß die Batterie keinen Kapazitätsüberschuß aufweist, notwendig sein, manchmal die Menge an erzeugter Wärme pro Flächeneinheit für die Fensterscheibe zu verkleinern und die Fähigkeit zum Entfernen von Beschlag aufzugeben. Daher kann eine Veränderung des Fahrzeugtyps eine Veränderung der Menge an erzeugter Wärme pro Flächeneinheit für die Fensterscheibe be­ wirken. Im Fall, daß eine relativ große Versorgungsleistung verfügbar ist, kann eine Versorgungsleistung als eine Referenzleistung bestimmt wer­ den, die notwendig ist, um zu bewirken, daß die Oberflächentemperatur der Fensterscheibe auf mindestens 40°C in 5 bis 10 Minuten Zeit ansteigt, nachdem die Beaufschlagung der Heizstreifen mit Energie beginnt, unter der Bedingung, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Heizstreifen 33 mm beträgt, die Raumtemperatur 20°C beträgt und es windstill ist, und den Heizstreifen kann das 0,85fache der Heizleistung zugeführt wer­ den. Jedoch kann es einen Fall geben, in dem nur eine relativ kleine Ver­ sorgungsleistung verfügbar ist. Indem eine Versorgungsleistung als eine Referenzleistung bestimmt wird, um zu bewirken, daß die Oberflächen­ temperatur der Fensterscheibe von der Raumtemperatur von 20°C auf bis zu ungefähr 90% einer Gleichgewichtstemperatur im Bereich von 35 bis 45°C in 5 bis 10 Minuten Zeit ansteigt, nachdem das Beaufschlagen der Heizstreifen mit Energie beginnt, kann somit in allen Fällen eine derartige Referenzleistung als ein Referenzwert verwendet werden.
In diesem Fall ist der Grund, warum die Oberflächentemperatur auf bis zu ungefähr 90% der Gleichgewichtstemperatur ansteigen muß, daß die Zeit, die notwendig ist, damit die Oberflächentemperatur auf die Gleich­ gewichtstemperatur ansteigt, 20 Minuten oder mehr beträgt, wie es aus den Temperaturanstiegskenndaten (Fig. 2) der Ausführungsform deutlich wird. Indem die Zieltemperatur, bis zu welcher die Oberflächentemperatur ansteigen soll, als 90% der Gleichgewichtstemperatur festgelegt wird, kann die Zeit, die notwendig ist, damit die Oberflächentemperatur bis zur Zieltemperatur ansteigt, 10 Minuten oder weniger betragen, weil die Ober­ flächentemperatur in dem Bereich von 90% der Gleichgewichtstempera­ tur abrupt oder stark schwankt. Ferner ist der Grund, warum die Versor­ gungsleistung bei der Anordnung der vorliegenden Erfindung auf das 0,80 bis 0,95fache der Referenzleistung eingestellt wird, daß es durch Verklei­ nern des Abstandes zwischen zwei benachbarten Heizstreifen, wie bei der vorliegenden Erfindung, möglich wird, einen ähnlichen Anstieg der Ober­ flächentemperatur wie bei der Anordnung nach dem Stand der Technik zu erzielen, bei welcher der Abstand zwischen zwei benachbarten Heizstreifen rund 30 mm beträgt und die Heizstreifen mit der Referenzleistung versorgt werden.
Für die Heizstreifen bei der Anordnung der vorliegenden Erfindung kön­ nen verschiedene Typen von elektrischen Heizstreifen verwendet werden, wie einer, der aus Metall, wie Kupfer, hergestellt ist, das einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist, einer, der aus einem gesinterten Me­ tallkörper hergestellt ist und an die Fensterscheibe angehaftet ist, und ei­ ner, der durch Aufdrucken und Einbrennen einer Paste gebildet ist, die als einen Grundbestandteil Metall enthält, wie es nachstehend in bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben ist.
Anders als die horizontal angeordneten Heizstreifen, wie bei der nachste­ hend beschriebenen Ausführungsform, können die Heizstreifen ferner vertikal angeordnet sein. Ferner können die Stromschienen anders als der Typ, um den Heizstreifen auf deren beiden Seiten Energie zuzuführen, von dem Typ sein, bei dem eine der Stromschienen in zwei Abschnitte unter­ teilt ist und die andere Stromschiene als eine Relaisstromschiene verwen­ det wird, so daß einer der Stromschienen Energie zugeführt wird.
In diesem Fall wird es möglich, den spezifischen Oberflächenwiderstand eines gesinterten Körpers aus Silber im Bereich von 5,5 bis 7,0 mΩ/Flä­ cheneinheit zu regulieren, und die Breite der Heizstreifen, die durch Sieb­ druck erzielt werden kann, liegt im Bereich von 0,40 bis 0,95 mm.
Wenn die Gesamtmenge an für das Entfernen von Beschlag verfügbarer Wärme kW bekannt ist, wird entsprechend eine Versorgungsleistung pro Flächeneinheit zum Erzielen eines gewünschten Temperaturanstiegs be­ rechnet, und die Versorgungsleistung wird derart bestimmt, daß sie das 0,95fache der berechneten Leistung oder weniger beträgt. Dann wird der Abstand zwischen zwei benachbarten Heizstreifen auf irgendeinen Wert im Bereich von 20 bis 28 mm eingestellt, wobei gleichzeitig die Breite der Heizstreifen berechnet wird. Durch die optimale Kombination des Abstan­ des und der Breite, die auf die obige Weise erhalten wird, ist es im allge­ meinen möglich, den Abstand und die Breite der Heizstreifen zu bestim­ men.
In dem Fall, daß die Gesamtmenge an Wärme um rund 50 W größer oder kleiner als der übliche Wert von 150 W ist, wird der Abstand zwischen zwei benachbarten Heizstreifen derart bestimmt, daß er irgendein typi­ scher herkömmlicher Wert im Bereich von 29 bis 33 mm ist, und dann wird die Anzahl von Heizstreifen und der Oberflächenwiderstand (Breite) bestimmt, oder es wird zuerst der Abstand zwischen zwei benachbarten Heizstreifen derart bestimmt, daß er irgendein Wert im Bereich von 20 bis 28 mm ist. Es wird die Fensterscheibe mit derartigen Heizstreifen herge­ stellt und einem Versuch bezüglich eines Anstieges ihrer Oberflächentem­ peratur unterzogen, um dadurch eine Referenzleistung zu bestimmen, bei der die Oberflächentemperatur auf bis zu 90% der Gleichgewichtstempe­ ratur ansteigt. Dann kann der Abstand zwischen zwei benachbarten Heiz­ streifen innerhalb des Bereiches von 20 bis 28 mm bestimmt werden, und dann wird der Oberflächenwiderstand (Breite) bestimmt, so daß die Ver­ sorgungsleistung das 0,80 bis 0,95fache der Referenzleistung betragen kann.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlicher beschrieben.
In Fig. 1 ist durch Bezugszeichen 1 eine Heckfensterscheibe eines Kraft­ fahrzeuges angedeutet, die eine gekrümmte Scheibe mit einer Größe von 1359 × 785 mm ist. Auf der innen liegenden Oberfläche der Fensterschei­ be 1 ist eine Silberpaste aufgedruckt und eingebrannt, so daß sechzehn elektrische Heizstreifen 2 (obwohl nur neun Heizstreifen gezeigt sind) zu­ sammen mit zwei Stromschienen 3 und 3' gebildet sind, zwischen denen die Heizstreifen 2 angeordnet sind. Jeder Heizstreifen 2 ist an seinem mittleren Abschnitt 0,6 mm breit und weist einen spezifischen Oberflä­ chenwiderstand von 6,51 mΩ/Flächeneinheit auf.
Derartige Heizstreifen 2 werden mit Energie beaufschlagt, indem an diese von einer Leistungseinheit mit einer Batterie 4 durch Einschalten eines Handschalters (nicht gezeigt) oder durch einen Ausgang eines Sensors (nicht gezeigt) eine Gleichspannung von 12 V angelegt wird.
Bei einer derartigen Vorrichtung zum Entfernen von Beschlag von einer Fensterscheibe kann der Schalter unter der Bedingung auf EIN geschaltet werden, daß die Außenlufttemperatur 15°C, die Temperatur innerhalb des Fahrzeuges 25°C, die relative Feuchtigkeit 70% (Taupunkt: 19,1°C) be­ trägt, und die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen 50 und 60 km/h be­ trägt, das heißt, unter der Bedingung, daß sich Wasserdampf auf der In­ nenseitenfläche der Fensterscheibe niederschlägt, so daß die Fenster­ scheibe vollständig vernebelt ist, um das Beaufschlagen der Heizstreifen mit Energie zu beginnen. Es wurde die Oberflächentemperatur der Fen­ sterscheibe gemessen, indem die Beaufschlagung der Heizstreifen 2 mit Energie fortgesetzt wurde, selbst nachdem der Beschlag oder desgleichen von der Fensterscheibe entfernt war. Durch diese Messung wurde ein Er­ gebnis erhalten, wie es durch die durchgezogene Linie in Fig. 5 gezeigt ist.
Der Beschlag oder desgleichen war vollständig von der Fensterscheibe entfernt, als neun Minuten verstrichen waren, nachdem der Schalter auf EIN geschaltet worden war, und die Temperatur der Innenseitenfläche der Fensterscheibe war auf beinahe 20,0°C angestiegen.
Ferner betrug der Energieverbrauch (die Leistung) zu dieser Zeit 186 W, so daß es mit einer geringeren Leistung im Vergleich mit dem Energiever­ brauch von 200 W eines später beschriebenen Vergleichsausführungsbei­ spiels bewirkt wurde, daß die Temperatur der Innenseitenfläche der Fen­ sterscheibe auf eine höhere Temperatur anstieg, wodurch es bestätigt wurde, daß der Heizwirkungsgrad von der Vorrichtung zum Entfernen von Beschlag der vorliegenden Erfindung beträchtlich höher als derjenige von der vergleichbaren Vorrichtung nach dem Stand der Technik ist.
Vergleichsausführungsbeispiel
Es wurde ein Vergleichsausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Ent­ fernen von Beschlag hergestellt, so daß sie im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die oben beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung aufwies, mit der Ausnahme, daß jeder Heizstreifen in seinem mittleren Teil 0,7 mm breit war, der spezifischer Oberflächenwiderstand 5,89 mΩ/Flächeneinheit betrug und der Abstand zwischen zwei benach­ barten Heizstreifen 29,85 mm betrug. An ein derartiges Vergleichsausfüh­ rungsbeispiel einer Vorrichtung zum Entfernen von Beschlag wurde unter der gleichen Bedingung wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform eine Gleichspannung von 12 V angelegt, und es wurde die Temperatur der Innenseitenfläche der Fensterscheibe gemessen. Es wurde ein Ergebnis erhalten, wie es durch die gestrichelte Linie in Fig. 5 angedeutet ist.
Der Beschlag oder desgleichen wurde beinahe vollständig von der Fenster­ scheibe entfernt, als die Temperatur der innen liegenden Oberfläche der Fensterscheibe auf 20,3°C anstieg.
Ferner ist aus dem Graph von Fig. 5 zu sehen, daß der Energieverbrauch zu dieser Zeit 200 W betrug, und daß der Heizwirkungsgrad des Ver­ gleichsausführungsbeispiels im Vergleich mit derjenigen der Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung niedriger ist.
Zusammengefaßt umfaßt eine Fensterscheibenanordnung für ein Kraft­ fahrzeug eine Fensterscheibe und mehrere parallele, elektrische Heiz­ streifen, die auf der Fensterscheibe angeordnet sind. Der Abstand zwi­ schen zwei benachbarten Heizstreifen mindestens an Abschnitten von die­ sen, die in einem zentralen Bereich der Fensterscheibe angeordnet sind, liegt im Bereich von 20 bis 28 mm, so daß eine Menge an Wärme, die von den Heizstreifen pro Flächeneinheit erzeugt wird, kleiner sein kann, d. h. das 0,80 bis 0,95fache einer elektrischen Referenzleistung, oder daß eine Versorgungsleistung für die Heizstreifen das 0,80 bis 0,95fache einer elektrischen Referenzleistung betragen kann. Die elektrische Referenzlei­ stung ist eine Leistung, die notwendig ist, um zu bewirken, daß eine Oberflächentemperatur einer vergleichbaren Fensterscheibe mit vergleich­ baren Heizstreifen auf bis zu 90% einer Gleichgewichtstemperatur im Be­ reich von 35 bis 45°C in 5 bis 10 Minuten Zeit ansteigt, nachdem das Be­ aufschlagen der vergleichbaren Heizstreifen mit Energie beginnt, unter der Bedingung, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten vergleichbaren Heizstreifen an Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der vergleichbaren Fensterscheibe angeordnet sind, im Bereich von 29 bis 33 mm liegt, eine Raumtemperatur 20°C beträgt und es windstill ist.

Claims (8)

1. Fensterscheibenanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend:
eine Fensterscheibe und
mehrere parallele, elektrische Heizstreifen, die auf der Fensterscheibe angeordnet sind,
wobei der Abstand von zwei benachbarten Heizstreifen mindestens an Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der Fenster­ scheibe angeordnet sind, im Bereich von 20 bis 28 mm liegt.
2. Fensterscheibenanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend:
eine Fensterscheibe und
mehrere parallele, elektrische Heizstreifen, die auf der Fensterscheibe angeordnet sind,
wobei der Abstand von zwei benachbarten Heizstreifen mindestens an Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der Fenster­ scheibe angeordnet sind, im Bereich von 20 bis 28 mm liegt, so daß eine Menge an Wärme, die von den Heizstreifen pro Flächeneinheit erzeugt wird, das 0,80 bis 0,95fache einer elektrischen Referenzlei­ stung betragen kann, wobei die elektrische Referenzleistung eine Lei­ stung ist, die notwendig ist, um zu bewirken, daß eine Oberflächen­ temperatur einer vergleichbaren Fensterscheibe mit vergleichbaren Heizstreifen auf 90% einer Gleichgewichtstemperatur im Bereich von 35 bis 45°C in 5 bis 10 Minuten Zeit ansteigt, nachdem das Beauf­ schlagen der vergleichbaren Heizstreifen mit Energie beginnt, unter der Bedingung, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten ver­ gleichbaren Heizstreifen an Abschnitten von diesen, die in einem ventralen Bereich der vergleichbaren Fensterscheibe angeordnet sind, im Bereich von 29 bis 33 mm liegt, eine Raumtemperatur 20°C be­ trägt und es windstill ist.
3. Fensterscheibenanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend:
eine Fensterscheibe und
mehrere parallele, elektrische Heizstreifen, die auf der Fensterscheibe angeordnet sind,
wobei der Abstand von zwei benachbarten Heizstreifen mindestens an Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der Fenster­ scheibe angeordnet sind, im Bereich von 20 bis 28 mm liegt, so daß eine Versorgungsleistung für die Heizstreifen das 0,80 bis 0,95fache einer elektrischen Referenzleistung betragen kann, wobei die elektri­ sche Referenzleistung eine Leistung ist, die notwendig ist, um zu be­ wirken, daß eine Oberflächentemperatur einer vergleichbaren Fen­ sterscheibe mit vergleichbaren Heizstreifen auf 90% einer Gleichge­ wichtstemperatur im Bereich von 35 bis 45°C in 5 bis 10 Minuten Zeit ansteigt, nachdem das Beaufschlagen der vergleichbaren Heiz­ streifen mit Energie beginnt, unter der Bedingung, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten vergleichbaren Heizstreifen an Ab­ schnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der vergleichba­ ren Fensterscheibe angeordnet sind, im Bereich von 29 bis 33 mm liegt, eine Raumtemperatur 20°C beträgt und es windstill ist.
4. Fensterscheibenanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend:
eine Fensterscheibe,
mehrere parallele, elektrische Heizstreifen, die auf der Fensterscheibe angeordnet sind,
wobei der Abstand von zwei benachbarten Heizstreifen mindestens an Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der Fenster­ scheibe angeordnet sind, im Bereich von 20 bis 28 mm liegt, und eine Leistungseinheit, um den Heizstreifen eine elektrische Leistung zuzuführen, die im Bereich des 0,80 bis 0,95fachen einer elektri­ schen Referenzleistung liegt, wobei die elektrische Referenzleistung eine Leistung ist, die notwendig ist, um zu bewirken, daß eine Ober­ flächentemperatur einer vergleichbaren Fensterscheibe mit vergleich­ baren Heizstreifen auf bis zu 90% einer Gleichgewichtstemperatur im Bereich von 35 bis 45°C in 5 bis 10 Minuten Zeit ansteigt, nach­ dem ein Beaufschlagen der vergleichbaren Heizstreifen mit Energie beginnt, unter der Bedingung, daß der Abstand zwischen zwei be­ nachbarten vergleichbaren Heizstreifen an Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der vergleichbaren Fensterscheibe an­ geordnet sind, im Bereich von 29 bis 33 mm liegt, eine Raumtempe­ ratur 20°C beträgt und es windstill ist.
5. Vorrichtung zum Entfernen von Beschlag von einer Fahrzeugfenster­ scheibe, die mehrere parallele, elektrische Heizstreifen umfaßt, die auf einer Fensterscheibe angeordnet sind, wobei der Abstand zwi­ schen zwei benachbarten Heizstreifen mindestens an Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der Fensterscheibe angeordnet sind, im Bereich von 20 bis 28 mm liegt.
6. Vorrichtung zum Entfernen von Beschlag von einer Fahrzeugfenster­ scheibe, die mehrere parallele, elektrische Heizstreifen umfaßt, die auf einer Fensterscheibe angeordnet sind, wobei der Abstand von zwei benachbarten Heizstreifen mindestens an Abschnitten von die­ sen, die in einem zentralen Bereich der Fensterscheibe angeordnet sind, im Bereich von 20 bis 28 mm liegt, so daß eine Menge an Wär­ me, die von den Heizstreifen erzeugt wird, das 0,80 bis 0,95fache ei­ ner elektrischen Referenzleistung betragen kann, wobei die elektri­ sche Referenzleistung eine Leistung ist, die notwendig ist, um zu be­ wirken, daß eine Oberflächentemperatur einer vergleichbaren Fen­ sterscheibe mit vergleichbaren Heizstreifen auf bis zu 90% einer Gleichgewichtstemperatur im Bereich von 35 bis 45°C in 5 bis 10 Mi­ nuten Zeit ansteigt, nachdem das Beaufschlagen der vergleichbaren Heizstreifen mit Energie beginnt, unter der Bedingung, daß der Ab­ stand zwischen zwei benachbarten vergleichbaren Heizstreifen an Ab­ schnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der vergleichba­ ren Fensterscheibe angeordnet sind, im Bereich von 29 bis 33 mm liegt, eine Raumtemperatur 20°C beträgt und es windstill ist.
7. Vorrichtung zum Entfernen von Beschlag von einer Fahrzeugfenster­ scheibe, die mehrere parallele, elektrische Heizstreifen umfaßt, die auf einer Fensterscheibe angeordnet sind, wobei der Abstand von zwei benachbarten Heizstreifen mindestens an Abschnitten von die­ sen, die in einem zentralen Bereich der Fensterscheibe angeordnet sind, im Bereich von 20 bis 28 mm liegt, so daß eine Versorgungslei­ stung für die Heizstreifen das 0,8 bis 0,95fache einer elektrischen Referenzleistung betragen kann, wobei die elektrische Referenzlei­ stung eine Leistung ist, die notwendig ist, um zu bewirken, daß eine Oberflächentemperatur einer vergleichbaren Fensterscheibe mit ver­ gleichbaren Heizstreifen auf bis zu 90% einer Gleichgewichtstempe­ ratur im Bereich von 35 bis 45°C in 5 bis 10 Minuten Zeit ansteigt, nachdem das Beaufschlagen der vergleichbaren Heizstreifen mit Energie beginnt, unter der Bedingung, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten vergleichbaren Heizstreifen an Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der vergleichbaren Fenster­ scheibe angeordnet sind, im Bereich von 29 bis 33 mm liegt, eine Raumtemperatur 20°C beträgt und es windstill ist.
8. Vorrichtung zum Entfernen von Beschlag von einer Fahrzeugfenster­ scheibe, umfassend:
mehrere parallele, elektrische Heizstreifen, die auf einer Fenster­ scheibe angeordnet sind,
mehrere parallele, elektrische Heizstreifen, die auf der Fensterscheibe angeordnet sind,
wobei der Abstand von zwei benachbarten Heizstreifen mindestens an Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der Fenster­ scheibe angeordnet sind, im Bereich von 20 bis 28 mm liegt, und eine Leistungseinheit, um den Heizstreifen eine elektrische Leistung zuzuführen, die im Bereich des 0,80 bis 0,95fachen der elektrischen Referenzleistung liegt, wobei die elektrische Referenzleistung eine Lei­ stung ist, die notwendig ist, um zu bewirken, daß eine Oberflächen­ temperatur einer vergleichbaren Fensterscheibe mit vergleichbaren Heizstreifen auf bis zu 90% einer Gleichgewichtstemperatur im Be­ reich von 35 bis 45°C in 5 bis 10 Minuten Zeit ansteigt, nachdem das Beaufschlagen der vergleichbaren Heizstreifen mit Energie beginnt, unter der Beidingung, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten vergleichbaren Heizstreifen an Abschnitten von diesen, die in einem zentralen Bereich der vergleichbaren Fensterscheibe angeordnet sind, im Bereich von 29 bis 33 mm liegt, eine Raumtemperatur 20°C be­ trägt und es windstill ist.
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