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WO2018041480A1 - Glasscheibe mit einer elektrischen heizanordnung - Google Patents

Glasscheibe mit einer elektrischen heizanordnung Download PDF

Info

Publication number
WO2018041480A1
WO2018041480A1 PCT/EP2017/068849 EP2017068849W WO2018041480A1 WO 2018041480 A1 WO2018041480 A1 WO 2018041480A1 EP 2017068849 W EP2017068849 W EP 2017068849W WO 2018041480 A1 WO2018041480 A1 WO 2018041480A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
antenna
glass pane
ant
operating voltage
orientation
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/068849
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volkmar Offermann
Stefan Droste
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
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 Saint-Gobain Glass France filed Critical Saint-Gobain Glass France
Priority to CN201780001233.5A priority Critical patent/CN108064468B/zh
Priority to US16/329,564 priority patent/US10938086B2/en
Priority to PL17745709T priority patent/PL3508030T3/pl
Priority to ES17745709T priority patent/ES2824520T3/es
Priority to MA46082A priority patent/MA46082B1/fr
Priority to EP17745709.0A priority patent/EP3508030B1/de
Publication of WO2018041480A1 publication Critical patent/WO2018041480A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1271—Supports; Mounting means for mounting on windscreens
    • H01Q1/1278—Supports; Mounting means for mounting on windscreens in association with heating wires or layers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/003—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using serpentine layout
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/011—Heaters using laterally extending conductive material as connecting means

Definitions

  • the invention relates to a glass pane with an electrical heating arrangement.
  • heating wires can be applied to a glass substrate.
  • the heating wires can be arranged sinusoidally.
  • the document lists the use of a textile mat with heating wires as an antenna. However, no statement is made about the areas of the heating wires, which act as an antenna, nor their arrangement.
  • the heating wires were generally by means of printing technology, such as. the screen printing, applied to the disc.
  • the design of the heating wires are set narrow limits. These are partly due to the fact that the heating of the glass should be as even as possible to avoid thermally induced damage, on the other hand, the structure sizes are limited, so that the view is not affected too much by the disc. On the other hand, the manufacturing process also limits, so that the printed heating wires have a certain resistivity and structure sizes.
  • a glass pane with an electrical heating arrangement suitable for use with an operating voltage of more than 14 volts, wherein at least a part of the heating arrangement is moreover suitable for acting as an antenna, wherein the heating arrangement has at least a first number electrically conductive meandering sections and a second number of electrically conductive meandering sections, wherein the meandering sections within the first number or within the second number substantially in a first orientation parallel to each other are arranged, wherein the respective beginnings and ends of the meandering portions within the first number or within the second number each end on a common electrical conductor which extends in each case substantially perpendicular to the first orientation, wherein at least one of the substantially perpendicular to first orientation extending electrical conductor acts as an antenna.
  • a meander Mi, M 2 represents a loop, see FIG. 4.
  • the meander Mi is aligned horizontally in a first orientation, ie the opening of the loop points in a horizontal direction.
  • the meanders Mi, M 2 are arranged parallel to one another. While the meander Mi is open to the left in the horizontal direction, meander M 2 is open to the right in the horizontal direction.
  • At least parts of the heating arrangement are applied or introduced as wires onto or into a combination foil F of a laminated glass pane.
  • the antenna has its own antenna connection for connection to one or more high-frequency devices. This allows the antenna to be connected at a suitable location.
  • the antenna has a filter for separating high-frequency signals and DC voltage, so that DC voltage does not disturb the reception of high-frequency signals.
  • the heating arrangement is suitable for use with an operating voltage of about 48 volts.
  • the electrical conductor and / or the electrically conductive meandering meandering sections have a minimum structure width equal to or greater than 0.1 mm and a maximum structure width of less than 2 mm.
  • a glass sheet can readily be provided which can be operated with operating voltages higher than 14 volts.
  • the antenna is suitable for receiving high-frequency signals, in particular keyless entry systems, analog / digital broadcasting and / or mobile communication signals.
  • the heater assembly can provide a wide range of functions related to the reception and emission of electro-magnetic radiation.
  • the heating arrangement comprises silver.
  • a glass sheet can be readily provided that can operate at higher operating voltages than 14 volts.
  • the glass pane further comprises at least one electrical filter in order to decouple the operating voltage and the antenna.
  • the object is also achieved by using a previously described glass pane according to the invention in vehicles, in particular as a rear window.
  • FIG. 1 shows a first schematic representation of a glass pane with an electrical heating arrangement according to embodiments of the invention
  • FIG. 2 shows a second schematic illustration of a glass pane with an electrical heating arrangement according to embodiments of the invention
  • FIG. 3 further aspects according to embodiments of the invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of meanders.
  • FIGS 1 and 2 embodiments of a glass sheet 1 are shown schematically, the glass sheet 1 is equipped with a heating arrangement H, which is suitable for use with an operating voltage of more than 14 volts.
  • At least a part of the heating arrangement H is moreover suitable for acting as the antenna ANT.
  • Antenna is understood to mean that electromagnetic radiation can be received and / or emitted.
  • any modulated or unmodulated electromagnetic radiation which serves to transmit information is regarded as electromagnetic radiation.
  • the heating arrangement H has at least a first number of electrically conductive meander-shaped sections A-1 and a second number of electrically conductive meander-shaped sections A 2 .
  • the heating arrangement H has a first number of electrically conductive meander-shaped sections A-1 and one 2
  • the heating arrangement H has a first number of electrically conductive meandering meandering sections A-1 and a second number of electrically conductive meandering meandering sections A 2 and a third number of electrically conductive meandering meandering sections A 3 on.
  • the heating arrangement could also have more numbers of meander-shaped sections.
  • the meander-shaped sections within the first number or within the second number are arranged in FIG. 1 essentially in a first orientation parallel to one another.
  • the meandering meandering portions are disposed within the first number and within the second number and within the third number in FIG. 3, respectively, in a first orientation parallel to each other.
  • the respective beginnings and ends of the meander-shaped sections within the first number or within the second number each end on a common electrical conductor which extends in each case substantially perpendicular to the first alignment.
  • the beginnings of the meander-shaped sections A-1 end within the first number on a common electrical conductor L-1, which extends in each case substantially perpendicular to the first orientation, while the ends of the meander-shaped sections A 2 within the second number a common electrical conductor L 3 ends, each extending substantially perpendicular to the first orientation.
  • the ends of the meandering sections A- ⁇ within the first number and the beginnings of the meandering sections A 2 within the second number end on a common electrical conductor L 2 , each extending substantially perpendicular to the first orientation.
  • At least one of the electrical conductors which are perpendicular to the first orientation acts as an antenna.
  • the at least one of the electrical conductors (L 2 , L 2 , L 3 ), which is perpendicular to the first alignment and acts as an antenna (ANT), has a potential different from the operating voltage when used with the operating voltage.
  • the arrangement of the presented invention allows, in particular, the common conductors Li, L 2 , L 3 , L 4 ,... To be understood as equipotential planes, so that no appreciable current flow perpendicular to the first orientation can be detected within the respective conductor. That is to say, since the current flow takes place essentially "in the first orientation", the current flowing through the operating voltage does not occur at the electrical conductors, so that unwanted hotspots on the pane 1 can not occur, ie a homogeneous distribution of the heat is made possible. At the same time, however, the function is still guaranteed as an antenna ANT.
  • the number of meandering sections and the length of the meandering sections can be suitably adjusted so that a desired heat output can be achieved at a certain glass thickness and operating voltage.
  • the antenna ANT may be provided at a suitable location with one or more contact elements.
  • various frequency ranges are served and / or the transmitter and receiver are decoupled from each other and / or a diversity system is operated or spatial multiplexing (MIMO) is enabled.
  • MIMO spatial multiplexing
  • Diversity systems include switch diversity and phase diversity on the receiver side of the system to make profitable use of the different reception characteristics of multiple antennas, and thus, e.g. to improve the omnidirectional effect.
  • the heating arrangement H are applied or introduced as wires on or in the combination foil F of a laminated glass pane. That is, the invention is not limited to the range of specific glass panes.
  • the term "wire” should not be misunderstood, but rather wire is a rather elongated arrangement in terms of the thickness / width of the conductor, and more particularly, the term includes (screen) printed conductors.
  • the antenna ANT has its own antenna connection for connection to one or more high-frequency devices.
  • a high-frequency device may be, for example, a diplexer or the like, but also an amplifier and / or a transmitter.
  • the antenna ANT has at least one filter for separating high-frequency signals and DC voltage, so that DC voltage does not disturb the reception of high-frequency signals.
  • a filter for separating high-frequency signals and DC voltage, so that DC voltage does not disturb the reception of high-frequency signals.
  • FIG 3 an arrangement with 3 filters is shown in Figure 3, which arrangement does not necessarily have to be this way.
  • the term filter is to be understood broadly and may also include a frequency lock.
  • the filters may also be printed on the glass sheet 1, e.g. be provided as a stripline, or be provided as outlined in Figure 3 as an independent elements.
  • a low-pass filter or a plurality of low-pass filters TP-i, TP 2 may be provided to prevent high-frequency signals from entering the electrical system (indicated by exemplary 48 volts and an earth symbol).
  • the low pass can be passed from the respective operating voltage - typically a DC voltage - while the high frequency of a transmitter, such as a mobile transmitter, is not distributed via the electrical system and thus disturbances eg to the vehicle electronics or unwanted emissions can be avoided. It is not necessary to provide two low-passes. Often it is sufficient to provide a low-pass filter TP-i on the supply voltage side of the operating voltage.
  • the provision of an inductance, for example to the supply voltage side (48 volts) may be sufficient as a filter. Primarily filter and coil are used to protect the antenna from interference from the electrical system or to prevent a high-frequency short circuit of the antenna with the vehicle ground and the supply voltage side.
  • a high pass HP or bandpass BP may be provided to protect the high frequency devices from DC ingress.
  • the provision of a capacity as a (high-pass) filter HP may be sufficient.
  • the often sensitive transmitter / receiver or amplifier electronics of the radio-frequency device can be protected against the ingress of DC voltage. Penetrating operating voltage can lead to destruction or impairment of the high-frequency device.
  • the heating arrangement H is suitable for use with an operating voltage of about 48 volts. This allows a wide range of operating voltages.
  • the electrical conductor and / or the electrically conductive meander-shaped sections have a minimum structure width equal to or greater than 0.1 mm and a maximum structure width of less than 2 mm.
  • the antenna is for receiving high-frequency signals, in particular keyless entry systems, analog broadcasting such as e.g. Longwave, medium wave, shortwave and ultra shortwave broadcasting, digital broadcasting, e.g. DAB, DAB +, DRM, DVB-T, DVB-T2 as well as for mobile communication signals, e.g. according to one of the standards GSM, UMTS, LTE or the like. Broadcasting includes both radio and television signals.
  • analog broadcasting such as e.g. Longwave, medium wave, shortwave and ultra shortwave broadcasting
  • digital broadcasting e.g. DAB, DAB +, DRM, DVB-T, DVB-T2
  • mobile communication signals e.g. according to one of the standards GSM, UMTS, LTE or the like.
  • Broadcasting includes both radio and television signals.
  • the conductors L 2 or L 2 which are perpendicular to the first alignment, and also L 3 can act as the antenna ANT.
  • These can have suitable dimensioning for the function as an antenna and are suitable for receiving signals polarized in this direction perpendicular to the first orientation (but also for circularly polarized signals).
  • the sections of the meander-meandering sections Ai, A 2 , A 3 ... which extend in the first alignment can also act as antenna ANT.
  • These can have suitable dimensioning for the function as an antenna and are suitable by the first orientation particularly for receiving polarized in this direction signals (but also for circularly polarized signals).
  • the heating arrangement H silver.
  • silver paste can be applied to the glass pane 1 by means of screen printing technology.
  • a glass pane 1 according to the invention in vehicles, in particular land vehicles, and in particular as a rear window is provided.

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Glasscheibe (1) mit einer elektrischen Heizanordnung (H) geeignet für die Verwendung mit einer Betriebsspannung von mehr als 14 Volt, wobei zumindest ein Teil der Heizanordnung (H) zudem geeignet ist als Antenne (ANT) zu wirken, wobei die Heizanordnung zumindest eine erste Anzahl von elektrisch leitfähigen mäanderförmigen Abschnitten (A1) und einen zweite Anzahl von elektrisch leitfähigen mäanderförmigen Abschnitten (A2) aufweist, wobei die mäanderförmigen Abschnitte innerhalb der ersten Anzahl bzw. innerhalb der zweiten Anzahl im Wesentlichen in einer ersten Ausrichtung parallel zueinander angeordnet sind, wobei die jeweiligen Anfänge als auch Enden der mäanderförmigen Abschnitte innerhalb der ersten Anzahl bzw. innerhalb der zweiten Anzahl je auf einem gemeinsamen elektrischen Leiter (L1, L2, L3) enden, der sich jeweils im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckt, wobei zumindest einer der im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckten elektrischen Leiter (L2; L2, L3) als Antenne (ANT) wirkt,. wobei der zumindest einer der im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckten elektrischen Leiter (L2; L2, L3), der als Antenne (ANT) wirkt, bei Verwendung mit der Betriebsspannung ein von der Betriebsspannung verschiedenes Potential aufweist.

Description

Glasscheibe mit einer elektrischen Heizanordnung
Die Erfindung betrifft eine Glasscheibe mit einer elektrischen Heizanordnung.
Hintergrund der Erfindung
In vielen Bereichen werden heutzutage Glasscheiben eingesetzt, die elektrisch heizbar sind. Der bekannteste Anwendungsbereich sind beheizbare Fahrzeugscheiben.
Zunehmend werden jedoch von den bisherigen Heizanordnungen auch andere Funktionen, insbesondere Antennenfunktionen übernommen. Mit der Integration von Antennenfunktionen werden Windgeräusche am Fahrzeug minimiert und auch Beschädigungen der Antennen vorgebeugt. Beispielhaft sei auf DE 40 345 48 C2 verwiesen.
Aus der US Patentanmeldung US 2008 / 083720 A1 ist es bekannt, dass auf einem Glassubstrat Heizdrähte aufgebracht werden können. Die Heizdrähte können sinusförmig angeordnet sein. Weiterhin führt das Dokument die Verwendung einer Textilmatte mit Heizdrähten als Antenne auf. Jedoch wird keine Aussage über die Bereiche der Heizdrähte getroffen, die als Antenne wirken, noch deren Anordnung.
Dabei wurden die Heizdrähte im Allgemeinen mittels Drucktechnik, wie z.B. dem Siebdruck, auf die Scheibe aufgebracht. Der Ausgestaltung der Heizdrähte sind dabei enge Grenzen gesetzt. Diese sind zum einen dadurch bedingt, dass die Erwärmung der Glasscheibe möglichst gleichmäßig erfolgen soll, um thermisch induzierte Beschädigung zu vermeiden, zum anderen sind die Strukturgrößen limitiert, sodass die Sicht durch die Scheibe nicht zu stark beeinträchtigt wird. Andererseits stellt auch der Herstellungsprozess Grenzen auf, sodass die gedruckten Heizdrähte einen bestimmten spezifischen Widerstand und bestimmte Strukturgrößen aufweisen.
In bisherigen Systemen, die auf die bisher üblichen Spannungen in typischen Bordnetzen von 12-14 Volt ausgelegt waren, war die Integration ohne weiteres möglich. Allerdings gibt es schon seit einigen Jahren die Bestrebung die Spannung des Bordnetzes von Fahrzeugen zu erhöhen.
Wird jedoch die Bordspannung erhöht, so steigt auch der Wärmeumsatz bei gleicher Strukturgröße an. Eine Reduktion der Strukturgrößen und/oder eine Erhöhung des Widerstandes der Heizdrähte ist jedoch nicht ohne weiteres möglich.
Dies ist z.B. darin begründet, dass eine Verringerung des Gehaltes leitfähiger Partikel (Erhöhung des Widerstandes) zu einer Verschlechterung des Druckes, insbesondere einer zunehmenden Porosität und damit zu vermehrten Fehlern führt. Führt man sich die Dimensionen vor Augen, so würde ein Ausgleich einer 4-fach höheren Betriebsspannung die Erhöhung des Widerstandes um einen Faktor 42 bei gleichem Design erfordern. D.h. entweder müsste der spezifische Widerstand des Leiters um den Faktor 16 ansteigen oder aber die Dimensionen des Leiters (Schichtbreite/ Schichtdicke) müssten entsprechend sinken. Allerdings gibt es prozesstechnische Mindeststrukturbreiten im Bereich von 0,2 mm.
Aber auch eine Kombination führt dabei nicht zum Ziel, da selbst bei einer Ausnutzung der Mindeststrukturbreiten der Widerstand noch so hoch sein müsste, dass der Druck fehleranfällig ist.
Alternativ könnte man überlegen den Strom der Betriebsspannung ähnlich einer Pulsweitensteuerung zu regeln. Allerdings wäre im Falle einer Fehlfunktion die Glasscheibe in akuter Gefahr. Zudem erfordert die aktive Steuerung des Stroms zusätzliche fehleranfällige und kostentreibende Elemente.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine Glasscheibe mit einer elektrischen Heizanordnung zur Verfügung zu stellen, die auch mit einer Betriebsspannung von 14 Volt und mehr verwendet werden kann.
Kurzdarstellung der Erfindung Die Aufgabe wird gelöst durch eine Glasscheibe mit einer elektrischen Heizanordnung, geeignet für die Verwendung mit einer Betriebsspannung von mehr als 14 Volt, wobei zumindest ein Teil der Heizanordnung zudem geeignet ist als Antenne zu wirken, wobei die Heizanordnung zumindest eine erste Anzahl von elektrisch leitfähigen mäanderförmigen Abschnitten und einen zweite Anzahl von elektrisch leitfähigen mäanderförmigen Abschnitten aufweist, wobei die mäanderförmigen Abschnitte innerhalb der ersten Anzahl bzw. innerhalb der zweiten Anzahl im Wesentlichen in einer ersten Ausrichtung parallel zueinander angeordnet sind, wobei die jeweiligen Anfänge als auch Enden der mäanderförmigen Abschnitte innerhalb der ersten Anzahl bzw. innerhalb der zweiten Anzahl je auf einem gemeinsamen elektrischen Leiter enden, der sich jeweils im Wesentlichen senkrecht zu ersten Ausrichtung erstreckt, wobei zumindest einer der im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckten elektrischen Leiter als Antenne wirkt.
Ein Mäander M-i , M2 stellt dabei eine Schlinge dar, siehe Figur 4. Im Beispiel der Figur 4 ist der Mäander M-i horizontal in einer ersten Ausrichtung ausgerichtet, d.h. die Öffnung der Schlinge weist in eine horizontale Richtung. Die Mäander M-i , M2 sind parallel zueinander angeordnet. Während der Mäander M-i nach links in horizontaler Richtung geöffnet ist, ist Mäander M2 nach rechts in horizontaler Richtung geöffnet.
Hierdurch wird es ermöglicht sowohl die Betriebsspannung zu erhöhen als auch die bisherigen Funktionen erhalten zu können.
In einer Weiterbildung der Erfindung werden zumindest Teile der Heizanordnung als Drähte auf oder in eine Kombinationsfolie F einer Verbundglas-Scheibe aufgebracht bzw. eingebracht.
Hierdurch wird ermöglicht, die Heizanordnung geschützt vor mechanischen Einwirkungen bereitzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Antenne einen eigenen Antennenanschluss zur Verbindung mit einer oder mehreren Hochfrequenzeinrichtungen auf. Hierdurch kann die Antenne an geeigneter Stelle angebunden werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Antenne einen Filter zur Trennung von Hochfrequenzsignalen und Gleichspannung auf, sodass Gleichspannung nicht den Empfang von Hochfrequenzsignalen stört.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Heizanordnung für die Verwendung mit einer Betriebsspannung von etwa 48 Volt geeignet.
Hierdurch können auch hohe Betriebsspannungen, wie sie z.B. in Fahrzeugen mit elektrisch (unterstütztem) Antrieb anzutreffen sind, ohne weitere Wandlung unmittelbar und somit ohne Wandlungsverlust eingesetzt werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen der elektrische Leiter und/oder die elektrisch leitfähigen mäandermäanderförmigen Abschnitte eine minimale Strukturbreite von gleich oder mehr als 0,1 mm und eine maximale Strukturbreite von weniger als 2 mm auf.
Somit kann mit herkömmlichen Strukturbreiten und Herstellungsverfahren ohne weiteres eine Glasscheibe bereitgestellt werden, die auch mit höheren Betriebsspannungen als 14 Volt betrieben werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Antenne zur Aufnahme von Hochfrequenzsignalen, insbesondere schlüssellosen Zugangssystemen, analogem/digitalem Rundfunk und/oder Mobilkommunikationssignalen geeignet.
Somit kann mit der Heizanordnung ein breites Spektrum von Funktionen in Bezug auf den Empfang und die Abstrahlung elektro-magnetischer Strahlung bereitgestellt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Heizanordnung Silber auf.
Somit kann mit herkömmlichen Herstellungsverfahren ohne weiteres eine Glasscheibe bereitgestellt werden, die auch mit höheren Betriebsspannungen als 14 Volt betrieben werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Glasscheibe weiterhin zumindest einen elektrischen Filter auf, um die Betriebsspannung und die Antenne zu entkoppeln.
Durch die Bereitstellung einer Filterung wird die Betriebssicherheit der Hochfrequenzeinrichtungen, die an die Antenne angeschlossen sind, erhöht.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Verwendung einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Glasscheibe in Fahrzeugen, insbesondere als Heckscheibe.
Kurzdarstellung der Zeichnungen:
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in exemplarischer Weise mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt: Fig. 1 eine erste schematische Darstellung einer Glasscheibe mit einer elektrischen Heizanordnung gemäß Ausführungsformen der Erfindung,
Fig. 2 eine zweite schematische Darstellung einer Glasscheibe mit einer elektrischen Heizanordnung gemäß Ausführungsformen der Erfindung,
Fig. 3 weitere Aspekte gemäß Ausführungsformen der Erfindung, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung von Mäandern.
Ausführliche Darstellung der Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen:
Nachfolgend wird die Erfindung eingehender unter Bezugnahme auf die Figur dargestellt werden. Dabei ist anzumerken, dass unterschiedliche Aspekte beschreiben werden, die jeweils einzeln oder in Kombination zum Einsatz kommen können. D.h. jeglicher Aspekt kann mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden soweit nicht explizit als reine Alternative dargestellt.
Weiterhin wird nachfolgend der Einfachheit halber in aller Regel immer nur auf eine Entität Bezug genommen werden. Soweit nicht explizit vermerkt, kann die Erfindung aber auch jeweils mehrere der betroffenen Entitäten aufweisen. Insofern ist die Verwendung der Wörter „ein", „eine" und „eines" nur als Hinweis darauf zu verstehen, dass in einer einfachen Ausführungsform zumindest eine Entität verwendet wird.
In Figur 1 und 2 sind schematisch Ausführungsformen einer Glasscheibe 1 gezeigt, die Glasscheibe 1 ist mit einer Heizanordnung H ausgestattet, die für die Verwendung mit einer Betriebsspannung von mehr als 14 Volt geeignet ist.
Dabei ist zumindest ein Teil der Heizanordnung H zudem geeignet als Antenne ANT zu wirken. Antenne ist dabei so zu verstehen, dass elektromagnetische Strahlung empfangen und/oder abgestrahlt werden kann. Als elektromagnetische Strahlung wird in diesem Zusammenhang jegliche modulierte oder un-modulierte elektromagnetische Strahlung, die zur Übertragung von Information dient, angesehen.
Die Heizanordnung H weist zumindest eine erste Anzahl von elektrisch leitfähigen mäanderförmigen Abschnitten A-ι und einen zweite Anzahl von elektrisch leitfähigen mäandermäanderförmigen Abschnitten A2 auf. In Figur 1 weist die Heizanordnung H eine erste Anzahl von elektrisch leitfähigen mäandermäanderförmigen Abschnitten A-ι und eine zweite Anzahl von elektrisch leitfähigen mäandermäanderförmigen Abschnitten A2 auf, in Figur 3 weist die Heizanordnung H eine erste Anzahl von elektrisch leitfähigen mäandermäanderförmigen Abschnitten A-ι und einen zweite Anzahl von elektrisch leitfähigen mäandermäanderförmigen Abschnitten A2 und eine dritte Anzahl von elektrisch leitfähigen mäandermäanderförmigen Abschnitten A3 auf. Ohne weiteres könnte die Heizanordnung aber auch noch mehr Anzahlen von mäandermäanderförmigen Abschnitten aufweisen.
Die mäandermäanderförmigen Abschnitte innerhalb der ersten Anzahl bzw. innerhalb der zweiten Anzahl sind in Figur 1 im Wesentlichen in einer ersten Ausrichtung parallel zueinander angeordnet. Ebenso sind die mäandermäanderförmigen Abschnitte innerhalb der ersten Anzahl bzw. innerhalb der zweiten Anzahl und innerhalb der dritten Anzahl in Figur 3 im Wesentlichen in einer ersten Ausrichtung parallel zueinander angeordnet.
Dabei enden die jeweiligen Anfänge als auch Enden der mäanderförmigen Abschnitte innerhalb der ersten Anzahl bzw. innerhalb der zweiten Anzahl je auf einem gemeinsamen elektrischen Leiter, der sich jeweils im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckt.
D.h. in Figur 1 enden die Anfänge der mäanderförmigen Abschnitte A-ι innerhalb der ersten Anzahl auf einem gemeinsamen elektrischen Leiter L-ι , der sich jeweils im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckt, während die Enden der mäanderförmigen Abschnitte A2 innerhalb der zweiten Anzahl auf einem gemeinsamen elektrischen Leiter L3 enden, der sich jeweils im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckt. Die Enden der mäanderförmigen Abschnitte A-ι innerhalb der ersten Anzahl und die Anfänge der mäanderförmigen Abschnitte A2 innerhalb der zweiten Anzahl enden auf einem gemeinsamen elektrischen Leiter L2, der sich jeweils im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckt. In Figur 2 enden die Anfänge der mäanderförmigen Abschnitte A-ι innerhalb der ersten Anzahl auf einem gemeinsamen elektrischen Leiter L-ι , der sich jeweils im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckt, während die Enden der mäanderförmigen Abschnitte A3 innerhalb der dritten Anzahl auf einem gemeinsamen elektrischen Leiter L3 enden, der sich jeweils im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckt. Die Enden der mäanderförmigen Abschnitte A-ι innerhalb der ersten Anzahl und die Anfänge der mäanderförmigen Abschnitte A2 innerhalb der zweiten Anzahl enden auf einem gemeinsamen elektrischen Leiter L2, der sich jeweils im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckt. Ebenso enden die Enden der mäanderförmigen Abschnitte A2 innerhalb der zweiten Anzahl und die Anfänge der mäanderförmigen Abschnitte A3 innerhalb der dritten Anzahl auf einem gemeinsamen elektrischen Leiter L3, der sich jeweils im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckt.
Zumindest einer der senkrecht zur ersten Ausrichtung ersttreckten elektrischen Leiter wirkt dabei als Antenne. Dabei weist der zumindest einer der senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckten elektrischen Leiter (L2; L2, L3), der als Antenne (ANT) wirkt, bei Verwendung mit der Betriebsspannung ein von der Betriebsspannung verschiedenes Potential auf.
Die Anordnung der vorgestellten Erfindung erlaubt es insbesondere die gemeinsamen Leiter L-i , L2, L3, L4, ... als Äquipotentialebenen zu verstehen, sodass innerhalb des jeweiligen Leiters kein nennenswerter Stromfluss in senkrecht zur ersten Ausrichtung zu verzeichnen ist. D.h. da der Stromfluss im Wesentlichen„in der ersten Ausrichtung" erfolgt, kommt es an den elektrischen Leitern nicht zu einem durch die Betriebsspannung hervorgerufenen Stromfluss, sodass es nicht zu unerwünschten Hotspots auf der Scheibe 1 kommen kann. D.h. es wird eine homogene Heizverteilung ermöglicht. Zugleich wird aber dennoch die Funktion als Antenne ANT gewährleistet.
Die Anzahl der mäanderförmigen Abschnitte und die Länge der mäanderförmigen Abschnitte kann dabei geeignet eingestellt werden, sodass eine gewünschte Heizleistung bei einer bestimmten Glasdicke und Betriebsspannung erzielt werden kann.
Die Antenne ANT kann an geeigneter Stelle mit einem oder mehreren Kontaktelementen versehen sein. Hierdurch können z.B. verschiedene Frequenzbereiche bedient werden und/oder Sender und Empfänger voneinander entkoppelt werden und/oder, ein Diversity - System bedient werden oder räumliches Multiplexing (MIMO) ermöglicht werden. Zu den Diversity-System zählen Switch-Diversity und Phasen-Diversity auf der Empfängerseite des Systems, um die unterschiedlichen Empfangseigenschaften mehrerer Antennen gewinnbringend einzusetzen und damit z.B. die Rundstrahlwirkung zu verbessern.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind zumindest Teile der Heizanordnung H als Drähte auf oder in der Kombinationsfolie F einer Verbundglas-Scheibe aufgebracht bzw. eingebracht. D.h., die Erfindung ist nicht auf den Bereich bestimmter Glasscheiben limitiert. Dabei sollte der Begriff „Draht" nicht missverstanden werden. Vielmehr ist mit Draht eine eher langegestreckte Anordnung in Bezug auf die Dicke / Breite des Leiters zu verstehen. Insbesondere umfasst der Begriff auch (sieb-)gedruckte Leiter. In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Antenne ANT einen eigenen Antennenanschluss zur Verbindung mit einer oder mehreren Hochfrequenzeinrichtungen auf. Eine Hochfrequenzeinrichtung kann z.B. ein Diplexer oder dergleichen sein, ebenso aber auch ein Verstärker und/oder ein Sender. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Antenne ANT zumindest einen Filter zur Trennung von Hochfrequenzsignalen und Gleichspannung auf, sodass Gleichspannung nicht den Empfang von Hochfrequenzsignalen stört. Beispielsweise ist in Figur 3 eine Anordnung mit 3 Filtern gezeigt, wobei die Anordnung nicht notwendigerweise so sein muss. Der Begriff Filter ist dabei weit zu verstehen und kann auch eine Frequenzsperre beinhalten.
Die Filter können auch mittels Drucktechnik auf der Glasscheibe 1 , z.B. als Stripline, vorgesehen sein oder aber wie in Figur 3 skizziert als eigenständige Elemente vorgesehen sein.
Beispielsweise kann ein Tiefpass-Filter oder können mehrere Tiefpass-Filter TP-i , TP2 vorgesehen sein, um Hochfrequenzsignale am Eindringen in das Bordnetz (angezeigt durch beispielhafte 48 Volt und ein Erdsymbol) zu hindern. Der Tiefpass kann von der jeweiligen Betriebsspannung - typischerweise eine Gleichspannung - passiert werden während die Hochfrequenz eines Senders, z.B. eines Mobilfunksenders, nicht über das Bordnetz verteilt wird und somit Störungen z.B. an der Fahrzeugelektronik oder unerwünschte Abstrahlungen vermieden werden können. Dabei ist nicht die Bereitstellung von zwei Tiefpässen notwendig. Häufig reicht es aus einen Tiefpass TP-i auf der Versorgungsspannungsseite der Betriebsspannung vorzusehen. Andererseits kann auch die Bereitstellung einer Induktivität, z.B. zur Versorgungsspannungsseite (48 Volt) als Filter ausreichend sein. In erster Linie dienen Filter und Spule zum Schutz der Antenne vor Störungen aus dem Bordnetz bzw. zur Verhinderungen eines hochfrequenten Kurzschlusses der Antenne mit der Fahrzeugmasse und der Versorgungsspannungsseite.
Ebenso kann ein Hochpass HP oder Bandpass BP vorgesehen sein, um die Hochfrequenzeinrichtungen vor dem Eindringen von Gleichspannung zu schützen. Auch hier kann die Bereitstellung einer Kapazität als (Hochpass-) Filter HP ausreichend sein. Hierdurch kann die häufig empfindliche Sende- / Empfänger- oder Verstärkerelektronik der Hochfrequenzeinrichtung vor dem Eindringen von Gleichspannung geschützt werden. Eindringende Betriebsspannung kann zu einer Zerstörung oder Beeinträchtigung der Hochfrequenzeinrichtung führen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Heizanordnung H für die Verwendung mit einer Betriebsspannung von etwa 48 Volt geeignet. Hiermit wird ein weiter Bereich von Betriebsspannungen ermöglicht.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weisen der elektrischen Leiter und/oder die elektrisch leitfähigen mäanderförmigen Abschnitte eine minimale Strukturbreite von gleich oder mehr als 0,1 mm und eine maximale Strukturbreite von weniger als 2 mm auf.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Antenne zur Aufnahme von Hochfrequenzsignalen, insbesondere schlüssellosen Zugangssystemen, analogem Rundfunk wie z.B. Langwellen-, Mittelwellen-, Kurzwellen- als auch Ultrakurzwellenrundfunk, digitalem Rundfunk, wie z.B. DAB, DAB+, DRM, DVB-T, DVB-T2 als auch für Mobilkommunikationssignale, wie z.B. gemäß einem der Standards GSM, UMTS, LTE oder dergleichen, geeignet. Rundfunk umfasst insoweit sowohl Radio- als auch Fernsehsignale.
Dabei können z.B. insbesondere die senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckten Leiter L2 bzw. L2 als auch L3 als Antenne ANT wirken. Diese können für die Funktion als Antenne geeignete Dimensionierung aufweisen und sind durch die senkrecht zur ersten Ausrichtung besonders zur Aufnahme von in dieser Richtung polarisierten Signalen (aber auch für zirkulär polarisierte Signale) geeignet. Gleichwohl können aber auch die in erster Ausrichtung erstreckten Abschnitte der mäandermäanderförmigen Abschnitte A-i, A2, A3 ... als Antenne ANT wirken. Diese können für die Funktion als Antenne geeignete Dimensionierung aufweisen und sind durch die erste Ausrichtung besonders zur Aufnahme von in dieser Richtung polarisierten Signalen (aber auch für zirkulär polarisierte Signale) geeignet.
Insbesondere weist in Ausgestaltungen der Erfindung die Heizanordnung H Silber auf. Beispielsweise kann Silberpaste auf die Glasscheibe 1 mittels Siebdrucktechnik aufgebracht werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Verwendung einer Glasscheibe 1 gemäß der Erfindung in Fahrzeugen, insbesondere Landfahrzeugen, und insbesondere als Heckscheibe vorgesehen.

Claims

Ansprüche
Glasscheibe (1 ) mit einer elektrischen Heizanordnung (H) geeignet für die Verwendung mit einer Betriebsspannung von mehr als 14 Volt,
• wobei zumindest ein Teil der Heizanordnung (H) zudem geeignet ist als Antenne (ANT) zu wirken,
• wobei die Heizanordnung zumindest eine erste Anzahl von elektrisch leitfähigen mäanderförmigen Abschnitten (A-i) und einen zweite Anzahl von elektrisch leitfähigen mäanderförmigen Abschnitten (A2) aufweist,
• wobei die mäanderförmigen Abschnitte innerhalb der ersten Anzahl bzw. innerhalb der zweiten Anzahl im Wesentlichen in einer ersten Ausrichtung parallel zueinander angeordnet sind,
• wobei die jeweiligen Anfänge als auch Enden der mäanderförmigen Abschnitte innerhalb der ersten Anzahl bzw. innerhalb der zweiten Anzahl je auf einem gemeinsamen elektrischen Leiter (U, L2, L3) enden, der sich jeweils im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckt,
• wobei zumindest einer der im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckten elektrischen Leiter (L2; L2, L3) als Antenne (ANT) wirkt,
• wobei der zumindest einer der im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausrichtung erstreckten elektrischen Leiter (L2; L2, L3), der als Antenne (ANT) wirkt, bei Verwendung mit der Betriebsspannung ein von der Betriebsspannung verschiedenes Potential aufweist.
Glasscheibe (1 ) nach Anspruch 1 , wobei zumindest Teile der Heizanordnung (H) als Drähte auf oder in der Kombinationsfolie (F) aufgebracht bzw. eingebracht sind.
Glasscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Antenne (ANT) einen eigenen Antennenanschluss zur Verbindung mit einer oder mehreren Hochfrequenzeinrichtungen aufweist.
Glasscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Antenne (ANT) einen Filter zur Trennung von Hochfrequenzsignalen und Gleichspannung aufweist, sodass Gleichspannung nicht den Empfang von Hochfrequenzsignalen stört.
Glasscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Heizanordnung (H) geeignet für die Verwendung mit einer Betriebsspannung von etwa 48 Volt ist. Glasscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der elektrischen Leiter und/oder die elektrisch leitfähigen mäanderförmigen Abschnitte eine minimale Strukturbreite von gleich oder mehr als 0,1 mm und eine maximale Strukturbreite von weniger als 2 mm aufweisen.
Glasscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antenne zur Aufnahme von Hochfrequenzsignalen, insbesondere Schlüssellose Zugangssysteme, analoger/digitaler Rundfunk einschließlich TV und Mobilkommunikationssignalen geeignet ist.
Glasscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Heizanordnung (H) Silber aufweist.
Glasscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Glasscheibe weiterhin zumindest einen elektrische Filter (HP, TP, BP) aufweist, um die Betriebsspannung und die Antenne (ANT) zu entkoppeln.
10. Verwendung einer Glasscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Fahrzeugen, insbesondere als Heckscheibe.
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