Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit einer elekt ^¬ risch beheizbaren Beschichtung, insbesondere eine elektrisch beheizbare Fahrzeugscheibe. Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe als Fahrzeugscheibe, insbesondere als Fahrzeugscheibe für Elektrofahr- zeuge .

Als Elektrofahrzeuge bezeichnet man Kraftfahrzeuge, die durch elektrische Energie angetrieben werden. Die Antriebsenergie wird meist in Form von aufladbaren Akkumulatoren und wieder- aufladbaren Batterien im Fahrzeug mitgeführt oder durch Brennstoffzellen im Fahrzeug selbst erzeugt. Ein Elektromotor wandelt die elektrische Energie in mechanische Energie zur Fort ^¬ bewegung. Die Bordspannung von Elektrofahrzeugen beträgt typischerweise von 100 V bis 400 V.

Aufgrund der begrenzten Energiespeicherdichte von Akkumulato ^¬ ren oder wiederaufladbaren Batterien ist die Reichweite von Elektrofahrzeugen stark begrenzt. Der effiziente Einsatz von elektrischer Energie ist deshalb bei Elektrofahrzeugen von besonderer Bedeutung.

An die Verglasung von Elektrofahrzeugen werden die gleichen Anforderungen gestellt wie an die Verglasung von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Hinsichtlich der Größe des Sichtbereichs und der strukturellen Stabilität der Scheiben gelten folgende gesetzlichen Vorschriften:

ECE R 43: „Einheitliche Vorschriften für die Genehmigung des Sicherheitsglases und der Verbundglaswerkstoffe" sowie

Technische Anforderungen an Fahrzeugteile bei der Bauart ^¬ prüfung § 22 a StVZO, Nr. 29 „Sicherheitsglas". Diese Vorschriften werden in der Regel durch Verbundglasscheiben erfüllt. Verbundglasscheiben bestehen aus zwei oder mehreren Einzelscheiben, insbesondere aus Floatglas und werden mit einer oder mehreren Zwischenschichten bei Hitze und Druck fest miteinander verbunden. Die Zwischenschichten bestehen meist aus thermoplastischen Kunststoffen wie Polyvinylbutyral (PVB) oder Ethylenvinylacetat (EVA) .

Das Sichtfeld einer Fahrzeugscheibe muss frei von Eis und Be ^¬ schlag gehalten werden. Bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird in der Regel Motorwärme verwendet, um einen Luft ^¬ strom zu erwärmen. Der warme Luftstrom wird dann auf die

Scheiben gelenkt. Bei Elektrofahrzeugen ist diese Methode ungeeignet, da Elektrofahrzeuge nicht über Motorwärme verfügen. Die Erzeugung von warmer Luft aus elektrischer Energie ist wenig effizient.

Alternativ kann die Scheibe eine elektrische Heizfunktion auf ^¬ weisen. DE 103 52 464 AI offenbart eine Verbundglasscheibe mit zwei Glasscheiben. Zwischen den Glasscheiben sind parallel zueinander verlaufende Drähte eingelegt. Wird eine Spannung an die Drähte angelegt, fließt ein elektrischer Strom. Die Glas ^¬ scheibe wird durch die Joulsche Wärmeentwicklung des strom- durchflossenen Widerstands beheizt. Aufgrund von Design- und Sicherheitsaspekten muss die Anzahl der Drähte in dem Glas sowie der Durchmesser der Drähte so klein wie möglich gehalten werden. Die Drähte dürfen bei Tageslicht und nachts bei

Scheinwerferlicht visuell nicht oder kaum wahrnehmbar sein.

Besser geeignet sind transparente, elektrisch leitfähige Be- schichtungen, wie sie aus DE 103 33 618 B3 bekannt sind. Dort weist eine Glasscheibe eine elektrisch beheizbare Silber- Schicht auf. Beschichtungen auf der Basis von dünnen Silberschichten sind kostengünstig herstellbar und alterungsstabil. Die Schichten weisen in der Regel Flächenwiderstände im Be ^¬ reich von 1 Ohm/Quadrat bis 5 Ohm/Quadrat auf. Der Gesamtwi ^¬ derstand einer Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe für den Betrieb bei einer Spannung von 42 V beträgt je nach Lage der elektrischen Anschlüsse und Heizleistung etwa 2 Ohm bis 4 Ohm. BeSchichtungen mit Widerständen in diesem Bereich sind nicht für Betriebspannungen von über 100 V geeignet. Das Herabsetzen von Betriebsspannungen von mehr als 100 V auf 42 V oder 14 V, beispielsweise durch ein Netzteil, ist wenig energieeffizient.

Der Widerstand der transparenten, elektrisch leitfähigen Be- schichtung muss so gewählt sein, dass die Verbundscheibe nicht durch Überhitzung beschädigt wird. Außerdem darf keine Gefahr für Verbrennungen beim Berühren der erwärmten Glasscheibe mit der bloßen Haut bestehen. Die Beschichtung muss insbesondere so dimensioniert werden, dass bei angelegter Betriebsspannung nach einer Zeitdauer von 30 min. keine Stelle der Verbundscheibe eine Temperatur > 75°C aufweist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verbundscheibe mit einer transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung bereitzustellen, die für eine Betriebspannung von 100 V bis 400 V geeignet ist und eine Heizleistung von 300 W/m ^' bis 1000 W/m ² aufweist. Die beheizbare Beschichtung soll dabei kostengünstig herstellbar und alterungsbeständig sein.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe mit einer elektrisch beheizbaren Beschichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. Eine Verwendung der Verbundscheibe geht aus weiteren Ansprüchen hervor. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe enthält mindestens zwei Scheiben, die mit mindestens einer Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Als Scheiben sind im Grunde alle transparenten, elektrisch isolierenden Substrate geeignet, die unter den Bedingungen der Herstellung und der Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe thermisch und chemisch stabil sowie di ^¬ mensionsstabil sind.

Die Scheiben enthalten bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas , Kalk-Natron- Glas, oder klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunst ^¬ stoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat , Polymethylmethacrylat , Polystyrol, Polyamid, Polyester, Poly ^¬ vinylchlorid und/oder Gemische davon. Beispiele geeigneter Gläser sind aus der deutschen Übersetzung des europäischen Patent EP 0 847 965 Bl mit dem Aktenzeichen DE 697 31 268 T2, Seite 8, Absatz [0053], bekannt. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe enthält mindestens eine der Scheiben Glas und mindestens eine der Scheiben enthält Kunststoff. Insbesondere bei einer erfindungsgemäßen Verwendung als Fahrzeugscheibe enthält die außenliegende

Scheibe Glas und die innenliegende Scheibe Kunststoff.

Die Dicke der Scheiben kann breit variieren und so hervorra ^¬ gend den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 1,0 mm bis 25 mm und bevorzugt von 1,4 mm bis 2,1 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Größe der erfindungsgemäßen Verwendung. Die Scheiben können eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugs ^¬ weise hat die dreidimensionale Form keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Kathodenzerstäubung beschichtet werden kann. Bevorzugt sind die Substrate planar oder leicht oder stark in einer Richtung oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen. Insbesondere werden planare Substrate verwen ^¬ det. Die Scheiben können farblos oder gefärbt sein.

Die Scheiben werden durch Zwischenschichten miteinander verbunden. Die Zwischenschichten enthalten vorzugsweise thermoplastische Kunststoffe, wie Polyvinylbutyral (PVB) , Ethylenvi- nylacetat (EVA) , Polyurethan (PU) , Polyethylenterephthalat (PET) oder mehrere Schichten davon, bevorzugt mit Dicken von 0 , 3 mm bis 0,9 mm .

Mindestens eine der einzelnen Scheiben der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist auf einer Innenseite mit einer transparen ^¬ ten, elektrisch leitfähigen Beschichtung beschichtet. Innenseite bedeutet hier jede einer Zwischenschicht zugewandte Sei ^¬ te. Die erfindungsgemäße transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung ist für elektromagnetische Strahlung, vorzugswei ^¬ se elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge von 300 bis 1.300 nm, insbesondere für sichtbares Licht, durchlässig.

„Durchlässig" bedeutet, dass die Gesamttransmission der Ver ^¬ bundscheibe den gesetzlichen Bestimmungen entspricht und ins ^¬ besondere für sichtbares Licht bevorzugt >70% und insbesondere >80% ist. Solche Beschichtungen sind aus DE 20 2008 017 611 Ul und EP 0 847 965 Bl bekannt. Sie bestehen in der Regel aus ei ^¬ ner Metallschicht wie einer Silberschicht oder silberhaltige Metalllegierung, die zwischen mindestens zwei Beschichtungen aus dielektrischem Material vom Typ Metalloxid eingebettet ist. Das Metalloxid enthält bevorzugt Zinkoxid, Zinnoxid, In ^¬ diumoxid, Titanoxid, Siliziumoxid, Aluminiumoxid oder derglei ^¬ chen sowie Kombinationen von einem oder mehreren daraus. Das dielektrische Material kann auch Siliziumnitrid, Siliziumcar- bid oder Aluminiumnitrid enthalten. Bevorzugt werden Metall- Schichtsysteme mit mehreren Metallschichten verwendet, wobei die einzelnen Metallschichten durch mindestens eine Schicht aus dielektrischem Material getrennt sind. Dieser Schichtauf ^¬ bau wird im Allgemeinen durch eine Folge von Abscheidevorgängen erhalten, die durch ein Vakuumverfahren wie die magnetfeldgestützte Kathodenzerstäubung durchgeführt werden. Auf beiden Seiten der Silberschicht können auch sehr feine Metallschichten vorgesehen werden, die insbesondere Titan oder Niob enthalten. Die untere Metallschicht dient als Haft- und Kris ^¬ tallisationsschicht. Die obere Metallschicht dient als Schutz- und Getterschicht , um eine Veränderung des Silbers während der weiteren Prozessschritte zu verhindern.

Die Dicke der transparenten, elektrisch leitfähigen Beschich- tung kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Wesentlich ist dabei, dass die Dicke der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung nicht so hoch werden darf, dass sie für elektromagnetische Strah ^¬ lung, vorzugsweise elektromagnetische Strahlung einer Wellen ^¬ länge von 300 bis 1.300 nm und insbesondere sichtbares Licht, undurchlässig wird. Die erfindungsgemäß verwendeten Silber ^¬ schichtsysteme haben einen Flächenwiderstand von 1 Ohm/Quadrat bis 10 Ohm/Quadrat, bevorzugt von 3 Ohm/Quadrat bis 5

Ohm/Quadrat .

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe befindet sich mindestens eine transparente, e- lektrisch leitfähige Schicht auf mindestens einer der Innen ^¬ seiten der Scheiben. Innenseite der Scheibe bedeutet hier jede der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Seite. Im Falle eines Scheibenverbundes aus zwei Scheiben kann sich eine transparente, elektrisch leitfähige Schicht auf der Innenseite der einen oder der anderen Scheiben befinden. Alternativ kann sich auch jeweils eine transparente, elektrisch leitfähige Schicht auf jeder der beiden Innenseiten befinden. Im Falle eines Scheibenverbunds aus mehr als zwei Scheiben können sich auch mehrere transparente, elektrisch leitfähige Schichten auf mehreren Innenseiten der Scheiben befinden. Alternativ kann eine transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung zwischen zwei thermoplastischen Zwischenschichten eingebettet sein. Die transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung ist dann be ^¬ vorzugt auf eine Trägerfolie oder Trägerscheibe aufgebracht. Die Trägerfolie oder Trägerscheibe enthält bevorzugt ein Poly ^¬ mer, insbesondere Polyvinylbutyral (PVB) , Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethan (PU) , Polyethylenterephthalat (PET) oder Kombinationen daraus.

Die transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung ist mit insbesondere streifen- bzw. bandförmigen Sammelleitern, so genannten Bus Bars, zur Übertragung elektrischer Leistung verbunden. Beispiele geeigneter Sammelleiter sind aus DE 103 33 618 B3 und EP 0 025 755 Bl bekannt. Die Sammelleiter dienen zum breit verteilten Einleiten des Heizstroms in die Beschichtung. Die Sammelleiter werden durch Aufdrucken einer leitfähigen Paste hergestellt, die vor dem Biegen und/oder beim Biegen der Glasscheiben eingebrannt wird. Die leitfähige Paste ent ^¬ hält bevorzugt Silber-Partikel und Glasfritten. Die Schichtdi ^¬ cke der eingebrannten Silber-Paste beträgt insbesondere von 5 ym bis 20 ym.

In einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sammelleiter werden dünne und schmale Metallfolienstreifen oder Metalldrähte als Sammelleiter verwendet, die bevorzugt Kupfer und/oder Aluminium enthalten, insbesondere werden Kupferfolienstreifen mit einer Dicke von 50 ym verwendet. Die Breite der Kupferfolienstreifen beträgt bevorzugt 1 mm bis 10 mm. Die Metallfolienstreifen oder Metalldrähte werden beim Zusammenlegen der Verbundschichten auf die Beschichtung aufgelegt. Im späteren Autoklavprozess wird durch Einwirkung von Wärme und Druck ein sicherer elektrischer Kontakt zwischen den Sammelleitern und der Beschichtung erreicht. Der elektrische Kontakt zwischen Beschichtung und Sammelleiter kann aber auch durch Auflöten oder Kleben mit einem elektrisch leitfähigen Kleber hergestellt werden.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst insbesondere min ^¬ destens zwei Sammelleiter, die mit der transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung verbunden sind, wobei ein erster Sammelleiter mit einer zur Verbindung mit dem einen Pol einer Spannungsquelle vorgesehenen ersten Zuleitung und ein zweiter Sammelleiter mit einer zur Verbindung mit dem anderen Pol der Spannungsquelle vorgesehenen zweiten Zuleitung elektrisch verbunden ist. Des Weiteren kann die Verbundscheibe wei ^¬ tere Sammelleiter ohne Zuleitung umfassen.

Als Zuleitung zur Kontaktierung von Sammelleitern im Innern von Verbundscheiben werden im Fahrzeugbereich üblicherweise Folienleiter verwendet. Beispiele für Folienleiter werden in DE 42 35 063 AI, DE 20 2004 019 286 Ul und DE 93 13 394 Ul be ^¬ schrieben. Flexible Folienleiter, mitunter auch Flachleiter oder Flachbandleiter genannt, bestehen bevorzugt aus einem verzinnten Kupferband mit einer Dicke von 0,03 mm bis 0,1 mm und einer Breite von 2 mm bis 16 mm. Kupfer hat sich für solche Leiterbahnen bewährt, da es eine gute elektrische Leitfä ^¬ higkeit sowie eine gute Verarbeitbarkeit zu Folien besitzt. Gleichzeitig sind die Materialkosten niedrig. Es können auch andere elektrisch leitende Materialien verwendet werden, die sich zu Folien verarbeiten lassen. Beispiele hierfür sind Gold, Silber oder Zinn und Legierungen davon. Das verzinnte Kupferband ist zur elektrischen Isolation und zur Stabilisie ^¬ rung auf ein Trägermaterial aus Kunststoff aufgebracht oder beidseitig mit diesem laminiert. Das Isolationsmaterial ent ^¬ hält in der Regel eine 0,025 mm bis 0,05 mm dicken Folie auf Polyimid-Basis . Andere Kunststoffe oder Materialien mit den erforderlichen isolierenden Eigenschaften können ebenfalls verwendet werden. In einem Folienleiterband können sich mehre ^¬ re voneinander elektrisch isolierte, leitfähige Schichten befinden. Folienleiter, die sich zur Kontaktierung von elektrisch leitfähigen Schichten in Verbundscheiben eignen, weisen lediglich eine Gesamtdicke von 0,3 mm auf. Derart dünne Fo ^¬ lienleiter können ohne Schwierigkeiten zwischen den einzelnen Scheiben in der thermoplastischen Klebeschicht eingebettet werden. Alternativ können auch dünne Metalldrähte als Zuleitung verwendet werden. Die Metalldrähte enthalten insbesondere Kupfer, Wolfram, Gold, Silber oder Aluminium oder Legierungen mindestens zweier dieser Metalle. Die Legierungen können auch Molybän, Rhenium, Osmium, Iridium, Palladium oder Platin enthalten. Die Zuleitungen sind aus der Verbundscheibe herausge ^¬ führt und sind bevorzugt über eine Steuerungselektrik mit der die Betriebsspannung bereitstellenden Spannungsquelle verbunden .

Die erfindungsgemäße transparente, elektrisch leitfähige Be- schichtung weist Einschnitte auf, die die Beschichtung in zu ^¬ mindest abschnittsweise voneinander elektrisch isolierte Be ^¬ reiche trennt. Die Einschnitte können die Beschichtung insbe ^¬ sondere in voneinander vollständig elektrisch isolierte Berei ^¬ che trennen. Die voneinander vollständig elektrisch isolierten Bereiche sind durch Sammelleiter ohne Zuleitung seriell (in Reihe) oder parallel elektrisch miteinander verbunden. Alternativ oder in Kombination dazu können die Einschnitte die Be- Schichtung nur abschnittsweise unterteilen, so dass die Be- schichtungsbereiche zusammenhängen. Dies hat zur Folge, dass der Strom mäanderförmig durch die Beschichtung fließt. Dadurch wird der Strompfad durch die Beschichtung verlängert und der Gesamtwiderstand der Beschichtung erhöht.

In der erfindungsgemäßen Verbundscheibe sind die Einschnitte so angeordnet und ausgebildet, dass die Beschichtung einen solchen elektrischen Widerstand hat, dass bei einer Betriebs ^¬ spannung im Bereich von mehr als 100 V bis 400 V eine Heizleistung von 300 W/m ² bis 1000 W/m ² erzeugt werden kann. Die genaue Anzahl, Lage und Länge der Einschnitte zur Erzielung eines gewünschten Gesamtwiderstandes kann durch einfache Ver ^¬ suche oder Simulationen ermittelt werden. Die insbesondere li- nienförmigen Einschnitte werden bevorzugt so gestaltet, dass die Durchsicht durch die Verbundscheibe nur wenig bzw. nicht beeinträchtigt wird und sich eine möglichst homogene Vertei ^¬ lung der Heizleistung ergibt. Zu diesem Zweck haben die Einschnitte eine möglichst geringe Breite (Abmessung senkrecht zur Erstreckung) .

In einer ersten Näherung ergibt sich die Länge des Strompfades 1 aus :

U

P spez ·R Quadrat wobei U die Betriebsspannung, P _spe z die spezifische Heizleistung und RQua _d rat der Flächenwiderstand der transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung ist. Aus dem Quotienten der Länge des Strompfades 1 und der Breite der Scheibe d ergibt sich nähe ^¬ rungsweise die Anzahl der in Reihe geschalteten, elektrisch voneinander isolierten Beschichtungsbereiche . Anhand des ge- messenen Widerstandes lässt sich durch einfache geometrische Änderungen der gewünschte Gesamtwiderstand einstellen.

Die Einschnitte in die transparente, elektrisch leitfähige Be ^¬ schichtung erfolgen bevorzugt mittels eines Lasers. Verfahren zum Strukturieren dünner Metallfilme sind beispielsweise aus EP 2 200 097 AI oder EP 2 139 049 AI bekannt. Alternativ können die Einschnitte durch mechanisches Abtragen sowie durch chemisches oder physikalisches Ätzen erfolgen. Die Breite der Einschnitte ist an die zu isolierende Spannung anzupassen und liegt bevorzugt bei 10 ym bis 500 ym, insbesondere bei 50 ym bis 100 ym, beispielsweise 80 ym, oder bei 30 ym bis 50 ym. Denkbar ist jedoch auch, dass die Breite weniger als 30 ym beträgt. Bei geringen Breiten unterhalb von 80 ym, insbesondere unterhalb von 50 ym kann in besonders vorteilhafter Weise eine insbesondere bei silberhaltigen Sammelleitern wahrnehmbare leichte Gelbfärbung der Verbundscheibe im Bereich der Einschnitte vermieden werden. Eine solche Gelbfärbung ist vor allem in Reflexion wahrnehmbar.

Wesentlich hierbei ist, dass im Bereich eines kürzesten geometrischen Abstands zwischen dem ersten Sammelleiter und dem zweiten Sammelleiter (d.h. jenen Sammelleitern, die mit den Zuleitungen verbunden sind und somit eine größte Potenzialdif ^¬ ferenz aufweisen) befindlicher Beschichtungsabschnitt der e- lektrisch leitfähigen Beschichtung durch eine Mehrzahl solcher Einschnitte elektrisch unterbrochen ist, wobei die Zahl der Einschnitte in Abhängigkeit der Größe der vorgesehenen Be ^¬ triebsspannung so gewählt ist, dass ein Spannungsabfall über einen einzelnen Einschnitt, durch den zwei einander benachbarte Beschichtungsbereiche elektrisch voneinander getrennt sind, geringer ist als eine Durchbruchsspannung des Einschnitts. Durch diese Maßnahme kann in besonders vorteilhafter Weise er- reicht werden, dass die Breite der Einschnitte vergleichsweise gering sein kann, ohne dass die Gefahr eines Durchschlagens bei der angelegten hohen Betriebsspannung besteht. Falls über einen einzelnen Einschnitt die vollständige Betriebsspannung abfallen würde, hätte dies zur Folge, dass der Einschnitt zum Erzielen einer ausreichend hohen Durchbruchsspannung entsprechend breit ausgeführt sein müsste, wodurch jedoch bei den üb ^¬ lichen Materialien die optisch-ästhetische Erscheinung der Verbundscheibe nachteilig beeinträchtigt wäre. Im Unterschied hierzu erlaubt die erfindungsgemäße Verbundscheibe eine erheb ^¬ liche Verringerung der Breite der Einschnitte, da jeweils nur ein Teil der Betriebsspannung zwischen den einander benachbarten Beschichtungsbereichen abfällt. Vorteilhaft haben die Einschnitte jeweils eine solche (geringe) Breite, dass die vorge ^¬ sehene Betriebsspannung größer als deren elektrische Durchbruchsspannung ist, so dass ohne die erfindungsgemäße Maßnahme ein Durchbruch des Einschnitts wahrscheinlich ist. Bei der erfindungsgemäßen Verbundscheibe kann auf Grund der geringen Schichtdicke der leitfähigen Beschichtung nicht nur ein plötzlicher (schlagartiger) elektrischer Durchbruch an den Einschnitten auftreten, sondern auch ein elektrischer Durchbruch infolge Elektromigration bei den angelegte hohen Betriebspannungen. Hierbei handelt es sich um den Effekt, dass Atome der Beschichtung durch die angelegte Spannung in den elektrisch isolierenden Spalt wandern können, wodurch schließlich im Laufe eines beispielsweise Monate oder Jahre dauernden Prozesses ein (schleichender) elektrischer Durchbruch erfolgen kann. Erfindungsgemäß soll auch dieser Effekt umfasst sein.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe bietet somit einerseits den Vorteil, dass durch die Einschnitte der Widerstand der Be ^¬ schichtung so eingestellt werden kann, dass bei einer hohen Betriebsspannung im Bereich von mehr als 100 V bis 400 V eine geeignete Heizleistung im Bereich von 300 W/m bis 1000 W/m erreicht werden kann. Andererseits können die Einschnitte so angeordnet werden, dass in direkter Linie (Verbindung) zwischen den mit der Betriebsspannung beaufschlagten Sammelleitern wenigstens zwei Einschnitte liegen, so dass ein Durch ^¬ schlagen der Einschnitte bei der hohen Betriebsspannung zuverlässig und sicher vermieden werden kann, mit der Folge, dass die Einschnitte eine relativ geringe Breite haben können und die optisch-ästhetische Erscheinung der Verbundscheibe nicht stören. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe ermöglicht somit erstmals bei den hohen Betriebsspannungen von Elektrofahrzeugen für die praktische Anwendung geeignete Heizleistungen zu erzeugen, ohne hierbei die optisch-ästhetische Erscheinung in nachteiliger Weise zu beeinträchtigen. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Verbundscheibe zur Verwendung bei Betriebs ^¬ spannungen im Bereich von 280 V bis 400 V ausgelegt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe erstreckt sich die transparente, elektrisch leit ^¬ fähige Beschichtung auf mindestens 90 % der Fläche der Seite der Scheibe, auf die sie aufgebracht ist. Die transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Fläche der Seite der Scheibe, auf die sie aufgebracht ist, abzüglich eines umlaufenden rahmenförmigen entschichteten Bereichs mit einer Breite von 2 mm bis 20 mm, bevorzugt von 5 mm bis 10 mm. Dieser dient der elektrischen Isolierung zwischen der spannungsführenden Beschichtung und der Fahrzeugkarosserie. Der entschichtete Bereich wird bevor ^¬ zugt durch die Zwischenschicht oder einen Acrylatkleber als Dampfdiffusionssperre hermetisch versiegelt. Durch die Dampf- diffusionssperre wird die korrosionsempfindliche Beschichtung vor Feuchtigkeit und Luftsauerstoff geschützt. Zusätzlich kann die transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung in einem weiteren Bereich entschichtet sein, der als Datenübertragungs ^¬ fenster oder Kommunikationsfenster dient.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe sind die Einschnitte so ausgeführt, dass sie die transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung in mindestens drei (vollständig) elektrisch voneinander isolierte Bereiche trennt. Benachbarte Beschichtungsbereiche sind je ^¬ weils durch einen dritten Sammelleiter (d.h. Sammelleiter ohne Zuleitung) elektrisch miteinander verbunden. Durch die Trennung der Bereiche und deren Verbindung durch die Sammelleiter ergibt sich eine Verlängerung des Strompfades durch die trans ^¬ parente, elektrisch leitfähige Beschichtung. Aus der Verlänge ^¬ rung des Strompfades folgt eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes, der in geeigneter Weise zur Erreichen der gewünschten Heizleistung eingestellt werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe sind die Sammelleiter an den in Einbau ^¬ lage vertikalen Rändern der Verbundscheibe ausgeführt. Die Sammelleiter verlaufen insbesondere parallel zu den so genannten A-Holmen (A-Säulen) der Fahrzeugkarosserie.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe sind die Sammelleiter, die mit den Zuleitungen verbunden sind, am Rand einer Seite der Verbundscheibe ange ^¬ ordnet. Über die Zuleitungen wird die Betriebsspannung an die transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung angelegt. In einer bevorzugten Ausgestaltung befinden sich die Sammelleiter, die mit den Zuleitungen verbunden sind, direkt benachbart am Rand einer Seite der Verbundscheibe. In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung werden die Zuleitungen im Innern der erfindungsgemäßen Verbundscheibe zusammengeführt und bevorzugt nebeneinander aus der Verbundscheibe herausgeführt. Die elekt ^¬ rischen Anschlüsse der Verbundscheibe können über ein Steckelement oder eine zweiadrige Leitung an die Fahrzeugelektrik angeschlossen werden. Die Kontaktierung mit einem Steckelement vereinfacht die Montage der Verbundscheibe in die Fahrzeugka ^¬ rosserie .

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Anordnung welche eine wie oben beschriebene Verbundscheibe sowie eine Span ^¬ nungsquelle zum Bereitstellen der Betriebsspannung umfasst.

Die Erfindung umfasst weiter die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heck ^¬ scheibe, Seitenscheiben und/oder Dachscheibe. Die erfindungs ^¬ gemäße Verbundscheibe wird bevorzugt als Fahrzeugscheibe in Fortbewegungsmitteln mit einer Bordspannung von 100 V bis 400 V verwendet. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe wird weiter bevorzugt verwendet als Fahrzeugscheibe in Kraftfahrzeugen, die durch Umwandlung elektrischer Energie angetrieben werden, insbesondere in Elektrofahrzeugen . Die elektrische Energie wird aus Akkumulatoren, wiederaufladbaren Batterien, Brennstoffzellen oder verbrennungsmotorgetriebenen Generatoren bezogen. Weiter wird die erfindungsgemäße Verbundscheibe verwen ^¬ det als Fahrzeugscheibe in Hybridelektrofahrzeugen, die neben der Umwandlung elektrischer Energie durch Umwandlung einer weiteren Energieform angetrieben werden. Die weitere Energieform ist bevorzugt ein Verbrennungsmotor, insbesondere ein Dieselmotor .

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachste ^¬ hend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung :

Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Verbundscheibe 1 in

Form einer Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe in einer Draufsicht auf die innere Scheibe 1.2 der Verbund ^¬ scheibe 1 ;

Fig. 2 eine Querschnittszeichnung entlang der Linie A-A' aus

Figur 1 durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Ver ^¬ bundscheibe 1 ;

Fig. 3 eine Querschnittszeichnung entlang der Linie B-B' aus

Fig. 1 durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Ver ^¬ bundscheibe 1 mit einem Einschnitt 4.1 in der trans ^¬ parenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung 2,

Fig. 4 eine Querschnittszeichnung entlang der Linie C-C aus

Fig. 1 durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Ver ^¬ bundscheibe 1 mit einem Einschnitt 4.1 in der trans ^¬ parenten, elektrisch leitfähigen Beschichtung 2 im Bereich eines Sammelleiters 3.3;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine alternative Ausführung der erfindungsgemäß ausgebildeten Verbundscheibe 1; und Fig. 6 eine Draufsicht auf eine weitere alternative Ausfüh ^¬ rung der erfindungsgemäß ausgebildeten Verbundscheibe 1.

In den Figuren ist eine Ausführung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe mit einer elektrisch heizbaren Beschichtung dargestellt, welche insgesamt mit der Bezugszahl 1 gekennzeichnet ist. Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Verbund ^¬ scheibe 1 in Form einer Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe in ei ^¬ ner Draufsicht auf die Außenseite IV einer inneren Scheibe 1.2. Fig. 2 zeigt eine Querschnittszeichnung entlang der Linie A-A' aus Fig. 1.

Die einzelnen Scheiben 1.1 und 1.2 der Verbundscheibe 1 sind aus Floatglas und weisen Dicken von jeweils 2,1 mm auf. Die einzelnen Scheiben sind mit einer thermoplastischen Zwischenschicht miteinander verbunden. Die thermoplastische Zwischenschicht besteht aus einer Polyvinylbutyral (PVB) -Folie 7 mit einer Dicke von 0,76 mm. Im dargestellten Beispiel ist eine transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung 2 auf die der thermoplastischen Zwischenschicht 7 zugewandten Seite III der inneren Scheibe 1.2 aufgebracht. Die elektrisch beheizbare Be ^¬ schichtung kann gleichwohl auf die der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandten Seite II der äußeren Scheibe 1.1, oder auf beiden Scheibeninnenseiten II und III aufgebracht werden. Die römische Zahl I bezeichnet die Außenseite der äu ^¬ ßeren Scheibe 1.1, II die Innenseite der äußeren Scheibe 1.1, III die Innenseite der inneren Scheibe 1.2, und IV die Außen ^¬ seite der inneren Scheibe 1.2.

Die transparente, elektrisch beheizbare Beschichtung 2 ist beispielsweise aus EP 0 847 965 Bl bekannt und besteht aus zwei Silberschichten, die jeweils zwischen mehreren Metall- und Metalloxidschichten eingebettet sind. Die genaue Schicht ^¬ folge ist in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

Das Schichtsystem hat einen Flächenwiderstand von etwa 3

Ohm/Quadrat bis 5 Ohm/Quadrat.

Die transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung 2 er ^¬ streckt sich über die gesamte Fläche der Seite III der Scheibe 1.2, abzüglich eines umlaufenden rahmenförmigen entschichteten Bereichs mit einer Breite b von 8 mm. Mit b ist die Breite des durch den Abdeckdruck 8 abgedeckten Bereichs gekennzeichnet. Dieser dient der elektrischen Isolierung zwischen der span- nungsführenden Beschichtung und der Fahrzeugkarosserie. Der entschichtete Bereich ist durch Verkleben mit der Zwischenschicht 7 hermetisch versiegelt.

Mehrere Sammelleiter 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 und 3.5 befinden sich am äußeren Rand der Scheibe. Die Sammelleiter 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 und 3.5 wurden mittels einer leitfähigen Silberpaste auf die transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung 2 aufge ^¬ druckt und eingebrannt. Die Sammelleiter 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 und 3.5 sind elektrisch leitend mit den darunter liegenden Bereichen der Beschichtung 2 verbunden. Ein erster Sammelleiter

3.1 ist mit einer ersten Zuleitung 5.1 elektrisch verbunden. Ein zweiter Sammelleiter 3.2 ist mit einer zweiten Zuleitung

5.2 elektrisch verbunden. Die Zuleitungen 5.1 und 5.2 bestehen aus verzinnten Kupferfolien mit einer Breite von 10 mm und einer Dicke von 0,3 mm. Die erste Zuleitung 5.1 ist mit dem ers ^¬ ten Sammelleiter 3.1 und die zweite Zuleitung 5.2 mit dem zweiten Sammelleiter 5.2 verlötet. Die anderen Sammelleiter

3.3 bis 3.5 sind mit keiner Zuleitung verbunden. Die beiden Zuleitungen 5.1., 5.2 sind zum Verbinden mit den beiden Polen einer Spannungsquelle zum Bereitstellen der Betriebsspannung vorgesehen .

Auf der äußeren Scheibe 1.1 ist am Rand der innen liegenden Seite II eine opake Farbschicht mit einer Breite a von 20 mm als Abdeckdruck 8 rahmenförmig aufgebracht. Der Abdeckdruck 8 verdeckt die Sicht auf den Klebestrang, mit dem die Verbund ^¬ scheibe in die Fahrzeugkarosserie eingeklebt wird. Der Abdeck ^¬ druck 8 dient gleichzeitig als Schutz des Klebers vor UV- Strahlung und damit als Schutz vor vorzeitiger Alterung des Klebers. Des Weiteren werden die Sammelleiter 3.1, 3.2, 3.3,

3.4 und 3.5 und die Zuleitungen 5.1, 5.2 durch den Abdeckdruck 8 verdeckt. Mit a ist die Breite des durch den Abdeckdruck 8 abgedeckten Bereichs gekennzeichnet.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittszeichnung entlang der Linie B-B' aus Fig. 1. Die transparente, elektrisch leitfähige Beschich- tung 2 weist einen ersten Einschnitt 4.1 auf und ist in zwei vollständig voneinander getrennte Beschichtungsbereiche 2.1 und 2.2 (elektrisch) unterteilt. Zwei weitere Einschnitte 4.2, 4.3 unterteilen die transparente, elektrisch leitfähige Be- schichtung 2 in insgesamt vier vollständig elektrisch voneinander isolierte Beschichtungsbereiche 2.1, 2.2, 2.3, 2.4. Die Einschnitte 4.1, 4.2 und 4.3 wurden mit einem fokussierten Laserstrahl in die Beschichtung 2 eingebracht.

Fig. 4 zeigt die Verbindung der elektrisch voneinander isolierten Beschichtungsbereiche 2.1 und 2.2 durch einen dritten Sammelleiter 3.3 ohne Zuleitung. Ein vierter Sammelleiter 3.4. ohne Zuleitung verbindet die einander benachbarten Beschichtungsbereiche 2.2 und 2.3 elektrisch miteinander und der fünfte Sammelleiter 3.5 ohne Zuleitung die einander benachbarten Beschichtungsbereiche 2.3 und 2.4 miteinander. Die verschiede ^¬ nen Beschichtungsbereiche 2.1-2.4 sind somit seriell elekt ^¬ risch verschaltet.

Wird eine Betriebsspannung über die beiden Zuleitungen 5.1, 5.2 an den ersten Sammelleiter 3.1 bzw. zweiten Sammelleiter 3.2 angelegt, so fließt ein Strom durch die transparente, elektrische Beschichtung 2. Der Weg des elektrischen Stromes wird durch die Einschnitte 4.1, 4.2, 4.3 verlängert und pas ^¬ siert die Bereiche 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 der Beschichtung 2 hintereinander . Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf eine alternative Ausführung der erfindungsgemäß ausgebildeten Verbundscheibe 1. Im Unter ^¬ schied zur Variante von Fig. 1 ist in dieser Ausführungsform die transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung (2) durch die Einschnitte 4.1, 4.2, 4.3 nicht in voneinander elektrisch isolierte Beschichtungsbereiche getrennt. Dennoch ist der Weg des elektrischen Stroms verlängert und der Widerstand der Be ^¬ schichtung 2 zwischen den beiden Zuleitungen 5.1, 5.2 erhöht. In dieser Anordnung werden zwei Sammelleiter 2.1 und 2.2 benötigt, die sich an einem oberen Rand 9.3 der Verbundscheibe 1 befinden .

Zusätzlich können in den Bereichen 10 der transparenten, e- lektrisch leitfähigen Beschichtung 2, in denen die Stromrichtung umgekehrt wird, zusätzliche Sammelleiter aufgebracht wer ^¬ den. Die zusätzlichen Sammelleiter führen zu einer gleichmäßigeren Potentialverteilung und damit zu einer homogeneren Heizleistung sowie einer homogeneren Temperaturverteilung.

In Fig. 6 ist eine Draufsicht auf eine weitere alternative Ausführung der erfindungsgemäß ausgebildeten Verbundscheibe 1 dargestellt. Die transparente, elektrische leitfähige Be ^¬ schichtung 2 weist einen Flächenwiderstand von 4 Ohm/Quadrat auf. Durch die Einschnitte 4.1, 4.2, 4.3 und 4.4 weist die Be ^¬ schichtung 2 einen Gesamtwiderstand von etwa 64 Ohm auf. Nach Anlegen einer Betriebsspannung von 200 V betrug die Einschaltleistung etwa 621 W und der Einschaltstrom betrug etwa 3,1 A. Nach einer Zeit von 30 min. wurde eine thermographische Auf ^¬ nahme der Verbundscheibe 1 erstellt. Die maximale Temperatur im zentralen Sichtfeld war etwa 71 °C.

In den Figuren 1, 5 und 6 ist jeweils ein kürzester geometrischer Abstand zwischen dem ersten Sammelleiter 3.1 und dem zweiten Sammelleiter 3.2, die jeweils mit einer Zuleitung verbunden sind und eine größte Potenzialdifferenz unter den Sammelleitern aufweisen, mit der Bezugszahl 11 schematisch dargestellt. In jeder Ausführung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist der Beschichtungsabschnitt 12 der Beschichtung 2, welcher sich im Bereich des kürzesten geometrischen Abstands 11 zwischen dem ersten Sammelleiter 3.1 und dem zweiten Sammelleiter 3.2 befindet, durch eine Mehrzahl Einschnitte elekt ^¬ risch unterbrochen. In Fig. 1 ist die Beschichtung 2 in direkter Linie zwischen den beiden Sammelelektroden 3.1, 3.2 durch drei Einschnitte 4.1, 4.2, 4.3 unterbrochen. In Fig. 5 ist die Beschichtung 2 in direkter Linie zwischen den beiden Sammelelektroden 3.1, 3.2 durch zwei Einschnitte 4.1, 4.2 unterbro ^¬ chen. In Fig. 6 ist die Beschichtung 2 in direkter Linie zwischen den beiden Sammelelektroden 3.1, 3.2 durch vier Einschnitte 4.1-4.4 unterbrochen. Die Zahl Einschnitte ist je ^¬ weils in Abhängigkeit der Größe der vorgesehenen Betriebsspannung so gewählt, dass ein Spannungsabfall über einen einzelnen Einschnitt, durch den zwei einander benachbarte Beschichtungs- bereiche elektrisch voneinander getrennt sind, geringer ist als eine Durchbruchsspannung des Einschnitts. Durch diese Maß ^¬ nahme können die Einschnitte in besonders vorteilhafter Weise sehr schmal ausgebildet werden, so dass die optisch ^¬ ästhetische Erscheinung der Verbundscheibe nicht beeinträch ^¬ tigt ist. Bezugszeichenliste

1 Verbundscheibe

1.1 äußere Scheibe

1.2 innere Scheibe

2 Beschichtung

2.1 erster Beschichtungsbereich

2.2 zweiter Beschichtungsbereich

2.3 dritter Beschichtungsbereich

2.4 vierter Beschichtungsbereich

3.1 erster Sammelleiter mit Zuleitung

3.2 zweiter Sammelleiter mit Zuleitung

3.3 erster Sammelleiter ohne Zuleitung

3.4 zweiter Sammelleiter ohne Zuleitung

3.5 dritter Sammelleiter ohne Zuleitung

4.1 erster Einschnitt

4.2 zweiter Einschnitt

4.3 dritter Einschnitt

4.4 vierter Einschnitt

5.1 erster Zuleitung

5.2 zweite Zuleitung

6 entschichteter Rand

7 Zwischenschicht

8 Abdeckdruck

9.1 erster vertikaler Rand

9.3 erster horizontaler Rand

9.4 zweiter horizontaler Rand

10 Bereich für zusätzlichen Sammelleiter

11 kürzester geometrischer Abstand

12 Beschichtungsabschnitt