Brevet FR2024911A1 — publié le 19700904

a présente invention concerne une vitre ou glace en verre trempe'. Bien que l'article décrit ici soit destiné plus particulièrement à constituer une glace d'automobile et qu'il sera décrit dans ce cas d'espèce, il est évident que l'invention peut s1appliquer, à l'usage, à tout endroit où il serait souhaitable de disposer d'une vitre transparente capable de fournir une fonction supplémantaire double de dispositif de chauffage et d-'antenness I1 est bien connu d'utiliser un circuit de chauffage dans des vitres en verre trempé d'automobiles ou d'avions, afin de supprimer la buée ou le givre qui se forme sur la surface de verre. les éléments chauffants peuvent comporter des lignes espacées en matériau métallo-céramique qui s'étendent entre deux barres-omnibus disposées le long de bords opposés de la surface de la vitre à chauffer. les éléments chauffants et les barres-omnibus sont noyés dans ou incorporés à la surface de la vitre. Lorsqu'on fait passer un courant électrique à travers éléments chauffants, ceux-ci chauffent la surface, ce qui élimine toute pellicule superficielle d'humidité ou de glace. I1 est également pcssible d'appliquer un fim transparent et électriquement conducteur à l'une des feuilles transparentes d'une fenetre formée de couches multiples, et d'utiliser un courant qui passe à travers ce film pour chauffer ladite feuille, dans le même but. Du verre monolithique ou des feuilles d-e matière plastique transparente qui conviennent pour la fabrication de vitres ont déjà été utilisés comme surfaces propres à supporter de tels circuits de chauffage à conductivité électrique. Par exemple, deux barres omnibus reliées entre elles soit par des éléments chauffants espacés, tels que des lignes. métallo-céramiques déposées surune surface vitreuse, ou des revetements d1-oyde-- -métallique électroconducteur formés par pyrolyse d'un sel métallique sur des zones espacées et allongées d'une surface de verre chauffé, ont été utilisés comme circuits chauffants sur des plaques de verre.En outre, il est également connu d'appliquer des revêtements de métal évaporé sous vide et analogues sur du verre et des feuilles de matière plastique transparente en utilisant un masque ou cache, et en retirant ce dernier pour obtenir un circuit chauffant électro-conducteur formant un réseau résultant des interstices prévus dans le masque ou cache précité. On connait également le procédé qui consiste à noyer un fil ou une série de fils ou d'autres éléments conducteurs dans la couche intermédiaire ou sur la surface d'une des feuilles qui cons- tituent un parebrise lamellaire ou stratifié d'automobile ou d'avion, et à les relier à un circuit d'antenne radio d'un récepteur logé dans le véhicule, pour constituer une antenne. En fait, certaines automobiles parmi les modèles sortis en 1969 ont été munis de parebrises stratifiés comportant de minces fils noyés dans la couche intercalaire. Lorsque ces fils sont reliés électriquement à un récepteur de radio, ils servent d'antenne.Certains modèles d'automobiles sont également munis de vitres arrièrej lunettes ou glaces de custode en verre trempé, sur la surface interne desquelles on a imprimé par fusion un circuit chauffant électro-conducteur du type décrit ci-dessus. Par conséquent, certains modèles de voiture de l'année 1969 qui ont une antenne noyée dans la couche intercalaire du pare-brise, et un circuit chauffant imprimé sur la glace de custode, nécessitent simultanément deux articles coûteux pour une automobile, soit un parebrise coûteux et une lunette arrière coûteuse. lies circuits chauffants de l'art antérieur, qui étaient alimentés à partir de la batterie d'une automobile, utilisent la caisse de celle-ci comme masse. Par conséquent, un circuit classique de chauffage qui relie l'élément chauffant directement à un récepteur-de radio pour servir d'antenne aurait pour effet de mettre l'antenne à la masse et d'empêcher ainsi la réception des signaux destinés à un circuit radio. Des moyens ont été envisagés, selon la technique antérieure, pour isoler les signaux de radio à haute fréquence de la masse utilisée dans un circuit de chauffage alimenté par batterie. Une solu tiòn connue consiste à prévoir une masse distincte pour la radio, laquelle est ioulée de là masse de la-batterie. Une autre solution consiste à prévoir des éléments speciaux de circuit, tels que des enroulements d'isolement à haute -impédance et faible résistance entre le circuit de chauffage et la masse.Dans liun ou l'autre cas le courant continu passe directement de la batterie d'alimentation I du véhicule à l'élément chauffant électro-conducteur, lorsqu'on le désire, et cela sans affecter la transmission signal à haute fréquence en courant alternatif entre l'antenne et le récepteur de radio, et inversement. Toutefois, ces solutions grèvent le prix de revient d'une automobile dans une industrie où chaque centime supplémentaire de ce prix est considéré comme un élément éminemment défavorable. La présente invention propose d'équiper une lunette arrière de véhicule automobile conjointement avec deux circuits indépendants l'un de l'autre. L'un de ces deux circuits sert d'antenne pour le récepteur de radio, tandis que l'autre sert de dispositif de chauffage pour supprimer la buée ou le givre de la surface de la vitre. L'invention sera mieux comprise d'après la description ci-après relative à certains mcdes de réalisation donnés à titre d t exemples non-limitatifs. Sur le dessin annexé qui montre ces modes de réalisation et sur lesquels les mêmes chiffres de référence désignent des éléments semblables - La figure 1 montre un schéma de circuits électriques indépendants pour un système de chauffage et une antenne de radio réalisés suivant le principe de l'invention. - La figure 2 montre une vue d'ensemble d'une plaque de verre monolithique utilisée pour réaliser une lunette arrière cintrée ou courbe de véhicule automobile, dans laquelle des circuits électroconducteurs indépendants l'un de l'autre sont supportés directement par une surface de verre de cette lunette arrière. - La figure 3 montre une coupe faite suivant la ligne III III de la figure 2. Si l'on se réfère au dessin, on voit sur la figure f un circuit de chauffage électro-conducteur 55 qui comprend une batterie 12, un interrupteur 13, des éléments de chauffage électro-conducteurs constitués par des lignes de matériau électro-conducteur approprié, et un jeu de deux barres-omnibus 18 et 19. qui s'étendent transversalement le long de bords opposés de la surface de chauffage, en contact électrique avec les extrémités opposées des lignes précitées t6en matériau électro-conducteur. De plus, un autre elément électro-conducteur 17 est relié à un récepteur de radio 20 par l'intermédiaire d'un conducteur d'antenne 21 et d'une fiche 22. litextrémité de ce conducteur d'antenne 2t qui est opposée à la-fiche 22 est dénudée pour en permettre la connexion en 23 avec l'élément électro-conducteur 17 par soudage à l'étain, par point, etc. La connexion ainsi réalisée permet d'utiliser ledit élément électroconducteur 17 comme antenne pour le récepteur de radio 20. Un conducteur 24 relie la barre omnibus 18 à un connecteur 25. Un autre fil conducteur 26 relie la barre omnibus 19 à un autre connecteur 27 mis à la masse du véhicule. lie connecteur 25 relie le conducteur 24 à l'interrupteur de batterie 13, lequel est relié à son tour à la borne positive de la batterie 12. Celle-ci est mise à la masse par sa borne négative pour compléter le circuit de chauffage à travers les lignes 16 en matériau électro-conducteur. il est également possible d'inverser la polarité de la batterie 12 afin que l'interrupteur de batterie 13 soit relié à la borne négative de la batterie dont la borne positive serait alors mise à la masse. Pour isoler l'antenne radio du circuit de chauffage 11, le circuit électro-conducteur comprenant l'élément électrocondacteur 17 et le fil conducteur 21 est isolé du circuit de chauffage 11 en maintenant un certain espacement entre toutes les parties du circuit d'antenne et toutes les parties du circuit de chauffage 11.Ainsi, lorsque l'interne rupteur de batterie 17 est fermé, le courant continu d'alimentation qui parvient aux fils de chauffage 16 par l'intermédiaire des barres omnibus 18 et 19permet au circuit de chauffage 1 1 de supprimer la buée ou humidité, ou bien le givre, de la surface d'une vitre sur laquelle cette buée ou ce givre s'est déposé, et cela sans introduire de courant dans l'élément électro-conducteur complémentaire 17. liors- que l'interrupteur de batterie 13 est ouvert, le dispositif de chauffage ne fonctionne pas. L'élément électro-conducteur 17 reçoit des signaux radio à haute-fréquence et sert alors d'antenne de radio, indépendamment du fonctionnement du circuit de chauffage 11. Dans une réalisation industrielle de l'invention, par exemple dans le cas de lunettes ou glaces arrière d'automobiles, les éléments de résistance chauffante 16, l'élément électro-conducteur 17 et les barres omnibus 18 et 19 sont réalisés en matériau céramique à revêtement conducteur, de type connu, comportant une poudre de métal fortement conducteur, par exemple de l'argent, et unliant vitrificateur.Parmi les compositions-types de matériaux céramiques conducteur qui. conviennent pour cet usage on peut citer les suivantes Composition I Ingrédient Pourcentage en PbO 7,5 B203 1,0 Si02 1,5 Paillettes d'argent 70,0 Essence de térébenthine 12,5 Térébenthine 7,5 Composition II Ingrédient Pourcentage en poids Argent finement divisé 72,6 PbO 9,3 SiO2 1,7 B203 1,4 7,5 H20 7,5 Alcool éthylique 7,5 Composition III Une composition industrielle-type se compose d'un mélange contenant 9O% en poids d'une composition céramique d'argent vendue sous la marque déposée "AB Silver" par la O'Hommell Company de Carnegie, en Pennsylvanie, aux Etats-Unis, et de 10 % d'un mélange non-conducteur d'oxydes métalliques vendus sous la marque déposée !'K-736 Black" par la Ferro Corporation de Cleveland, dans l'Ohio (E.-U.). lies bandes électro-conductrices t6 et 17 1 7 forment d'étroites lignes d'environ 0,8 mm de large et les barres omnibus 18 et 19 forment des rangées disposées transversalement par rapport auxdites bandes, qui relient entre elles les extrémités des bandes chauffantes électroconductrices 16, la largeur de ces barres-omnibus étant d'environ 6,95 mm. lie matériau électro-conducteur 17 est espacé des bandes T6 et des barres omnibus 18 et 19 afin de garantir l'isolement du circuit d'antenne par rapport au circuit chauffant 11. Le mélange argent-céramique est appliqué de préférence à travers un stencil afin de former simultanément les bandes chauffantes 16, l'élément électro-conducteur d'antenne 17 et les barres omnibus 18 et 19, par un procédé-dit de "tamisage à la soie" afin de former un réseau d'une épaisseur de 0,013 mm environ. sur une surface de glace arrière ou lunette d'automobile. lie matériau cité en particulier a une résistance électrique de 0,14 ohm par centimètre linéaire le long des bandes électro-conductrices 16 et 17, tandis que les barres omnibus 18 et 19 ainsi déposées ont une résistance électrique de 0,016 ohm par centimètre linéaire sur leur longueur. Lorsque la lunette arrière à enduire avec un réseau de ce genre est de forme sensiblement rectangulaire ou quadrangulaire, avec des bords longitudinaux supérieur et inférieur pratiquement droits et parallèles, les éléments chauffants électro-conducteurs 16 de forme allongée sont espacés d'environ 25 mm et parallèles entre eux et ils relient entre elles les barres omnibus 18 et 19, tandis que l'élément électro-conducteur d'antenne 17 est espacé de l'élément chauffant voisin 16 d'une façon analogue, et se termine à une certaine distance des barres omnibus.Lorsque les bords supérieur et inférieur de la lunette ou glace arrière sont incurvés ou ont des contours différents entre eux, les stylistes de l'automobile préfèrent que les éléments allongés électro-résistants de chauffage 16 et l'élément complémentaire 17 s'étendent sur des trajets légèrement changeants, l'élément le plus haut épousant sensiblement la courbure du bord longitudinal supérieur de la glace tandis que l'élement allongé électro-conducteur le plus bas épouse la forme de son bord inférieur. Bes extrémités des bandes adjacentes 16, à leurs points de contact avec les barres omnibus, sont espacées d'environ 25 mm des bandes adjacentes reliées aux mêmes barres omnibus, et la forme des bandes intermédiaires varie graduellement d'une bande à la suivante pour assurer un changement progressif entre le contour de la première bande du haut et celui de la dernière bande du bas. lie réseau de chauffage, qui résulte de l'application aux barres omnibus opposées 18 et 19 d'une différence de potentiel de 12 Volts, se traduit par un chauffage sensiblement uniforme d'environ 25 à 90 watts par pied carré, 2 soit 9 à 1 ,1 watts par dm sur toute l'étendue de l'aire de vision de la lunette arrière. Pour protéger les éléments chauffants et les barres omnibus d'une exposition excessive aux intempéries et agents atmosphériques, les éléments 16 et 17 et les barres omnibus 18 et 19 sont appliquées sur la surface du verre destinée à constituer la surface interne de la glace après installation ou montage de celle-ci sur le véhicule. Dans ces conditions, il a été constaté qu'il était inutile de prévoir un enduit de protection. lies bandes 16 et 17 et les barres omnibus 18 et 19 sont appliquées simultanément par la technique du "tamisage à la soie" mentionne plus haut. La feuille de verre ainsi enduite est montée sur un moule de cintrage comprenant un rail de mise en forme du contour, concave vau en élévation, et dont l'élévation et le contour correspondent à ceux de la plaque de verre après cintrage mais dont la surface est légèrement inférieure. lie moule chargé de la plaque de verre est introduit dans un four où le verre est chauffé jusqu'à une température de déformation, suffisante pour faire fléchir la plaque de verre et lui faire épouser la forme du moule. Cette température est cependant supérieure au point de fatigue du verre. Pendant ce chauffage, la poudre métallo-céramique finement divisée fond sur la surface du verre qui est orientée vers le haut et qui devient concave pendant l'opération de cintrage. Lorsque ce cintrage estterminé, la plaque de verre est retirée de l'atmosphère du four.et refroidie aussi rapidement que possible jusqu'à une tempéra ture inférieure au point de fatigue du verre, pour former ainsi une plaque de verre trempé.Attendu que les bandes 16 et 17, d'une part, et les barres omnibus 18 et 19 d'autre part, ont fondu sur la surface su périeure concave du verre vendant l'opération de chauffage, elles con servent exactement après refroidissement la forme et l'orientation qui leur avaient été données au moment de leur application sur le verre froid, par l'intermédiaire du stencil, au cours du processus de tamisa ge à la. soie. Après l'opération de cintrage et de trempe, les fils de connexion 24 et 26 sont appliqués aux barres omnibus l 8 et 19. Attendu que les lignes électro-conductrices 16 et 1.7 et les barres omnibus 18 et 19 se composent de préférence de matériauxtels quecéramique argest,e- que .les fils de connexion 24 et 26 se composent de tresses de cuivre ayan Wn coefficient de dilatation thermique beaucoup plus élevé que la composition de céramique et d'argent, il a été constaté qu'il étiait particulièrement avantageux de souderpar points ces fils de connexion 24 et 26 à des intervalles espacés 28 le long des barres omnibus, en laissant les fils de cuivre suffisamment liches entre les points de soudure pour permettre au cuivre et à la composition cérami que-argent de subir des variations dimensionnelles à des taux diffé rents par suite des changements de température qui résultent de la mise en circuit et hors circuit du chauffage, sans introduire de sollicitations susceptibles d'affaiblir la liaison ainsi réalisée entre les conducteurs de connexion et les barres omnibus. il est préférable que chaque fil de connexion se compose d'une tresse plate en cuivre, possédant une capacité suffisante de transport de courant électrique, par exemple l'équivalent d'un fil de cuivre plein nO 14 (diamètre 1,628 mm), afin de réduire au minimum toute perte de puissance dans les barres omnibus, ce qui se traduirait par un chauffage de ces barres au lieu de dissiper la chaleur correspondante sur toute l'étendue des bandes 16. Bes extrémités libres des fils ou conducteurs de connexion 24 et 26 sont placées librement et respectivement sur les barres omnibus céramique-argent 18 et 19, et elles sont fixées sur la barre omnibus adjacente à l'aide de soudures espacées 28, de préférence à des intervalles d'environ 50 mm.Par exemple, une tresse plate en cuivre étamé, que l'on trouve dans le commerce sous l'appellation :"Préparation nO 1-231", qui équivaut à la jauge nO 14 A.W.G. (soit un fil de cuivre d'un diamètre de 1,628 mm), fabriquées par Alpha Wire Corporation à Elizabeth, New Jersey, Etats-Unis, est soudée aux barres omnibus en céramique et argent 18 et 19, en utilisant un alliage d'étain, plomb et argent contenant 70 % en poids de plomb, 27 % d'étain et 3 % d'argent, vendu par la Belmont Smelting and Refining Company de Brooklyn, New York, sous la référence Soudure nO 5701. -Un flux approprié pour cette soudure est vendu. sous le nom déposé "Nokorode" (pâte à souder) fabriqué par laM.W, DuntonCompany de Providence, Rhode Island (E.U.). lies fixations multiples des fils de connexion à chaque barre omnibus réduit la longueur-du trajet parcouru parle courant à travers une partie quelconque de ces barres à une distance raisonnable qui ne risque pas de produire des pertes indésirables d'énergie électrique pour chauffer ces barres omnibus. te relâchement prévu dans la fixation des fils de connexion aux bar- e; omnibus permet à ces fils de connexion d'être disposés librement entre les connexions espacées 28. En même temps, seules les parties des fils de connexion 24 et 26 qui ne sont pas disposées au-dessus des barres-omnibus 18 et 19 sont recouvertes d'un isolant. Cela augmente la surface de contact entre les fils de connexion 24, 26, d'une part, et les barres-omnibus 18 et 19 d'autre part, afin de réduire davantage les pertes éventuelles de chaleur dans les barres-omnibus, ce qui permet aux éléments chauffants 16 de fournir une proportion aussi grande que possible de la résistance totale du circuit de chauffage. L'élément électro-conducteur 17 est muni de préférence d'un prolongement ou partie 71 en forme de V, située près d'un bord longitudinal de la vitre. Cela facilite la réalisation de la connexion électrique 23 entre l'élément électro-conducteur t7 et 1 'extrémité dénudée du fil de connexion 21, afin d'avoir la certitude que le circuit électro-conducteur comprenant l'élément électro-conducteur 17 et le fil de connexion 21 constitue un circuit d'antenne efficace pour le récepteur de radio 20. il est bien entendu que la présente invention couvre égaliment les systèmes qui en sont des variantes, et dans lesquels on applique simultanément à une plaque transparente unique munie, des éléments électro-conducteurs dont l'un sert dlantenne-aux radiosfréquences et l'autre d'éléments électro-résistant de chauffage dans un circuit alimenté par du courant continu. Par exemple, l'élément électro-conducteur 17 pour le circuit d'antenne peut comporter plusieurs lignes de toute forme désirée, lesquelles n.4-entrent pas en contact avec le circuit de chauffage, et/ou la surface qui supporte les circuits mutuellement indépendants peut être réalisée en un matériau autre que du verre trempé, par exemple en matière plastique transparente ou matériau analogue.La présente invention permet d'utiliser la même glace pour supporter une antenne d'auto-radio et un dégivreur sur une de ses faces, sans augmenter de façon appréciable le prix de revient de la glace, par rapport à ce que représente- un tel prix de revient pour une glace munie uniquement du circuit de chauffage ou dégivrage. lie mode de réalisation de ltinvention qui est décrit et représenté ici représente certaines solutions préférées, données à titre d'exemple. Cependant, il est évident qu'il est possible d'y apporter différents changements, notamment quant au dessin de l'élément d'antenne de radio, et/ou quant à l'emploi de plusieurs éléments électro-conducteurs au lieu d'un seul dans le circuit d'antenne, ou en utilisant la surface d'une feuille de verre comprise dans un ensemble lamellaire ou stratifié pour supporter ces éléments électro-conducteurs, ou encore en orientant les éléments électro-conducteurs dans toute autre direction voulue, quelle que soit la nature - monolithique ou stratifiée - de la vitre, sans pour autant s'écarter du domaine de l'invention. il est en outre évident que l'antenne décrite ci-dessus peut être utilisée aussi bien avec un circuit émetteur qu'avec un circuit récepteur pour des fréquences de radio et de télévision. R E V E N DI C A T I O N S 1.- Dispositif comprenant une glace transparente, un circuit chauffant porté par ladite glace, des moyens pour relier sélectivement ce circuit chauffant à une source de tension, afin que ce circuit chauffant puisse éliminer la buée ou le givre de ladite glace lorsqu'il est relié à ladite. source de tension, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit électro-conducteur porté par ladite glace et isolé par rapport au circuit chauffant, ainsi que d'autres moyens pcur relier sélectivement ledit circuit électroconducteur à un récepteur de radio, afin que ce circuit électro-conducteur serve d'antenne de radio lorsqu'il est relié à ce récepteur de radio. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite glace transparente est en verre trempé. 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit circuit chauffant comprend deux barres omnibus en matériau céramique, dans lequel sont noyées des particules métalliques et qui est réuni par fusion à une surface de ladite glace, et plusieurs lignes ce matériau céramique fusionné, qui sont amalgamées audit circuit et sont en contact électrique avec lesdites barres omnibus, et en ce que ledit circuit électro-conducteur comprend au moins une ligne dudit matériau céramique qui est réuni par fusion à ladite surface, cette ligne étant espacée par rapport auxdites lignes dudit circuit chauffant et auxdites barres omnibus. 4.- Dispositif suivant la revendication 3, dans laquelle ladite glace est incurvée autour d'un de ses axes principaux de manière à présenter une face principale généralement convexe et une face principale généralement concave, caractérisée en ce que ledit matériau céramique est réuni par fusion à la surface généralement concave. 5.- Un procédé de fabrication d'une glace en verre trempé comportant au moins deux circuits électro-conducteurs distincts sur sa surface, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer au moins deux réseaux distincts d'un matériau fusible et électro-conducteur, sur une surface d'une plaque de verré, à chauffer ladite plaque de verre jusqu'à une température élevée, suffisante pour faire fondre ledit matériau électro-conducteur fusible sur ladite surface ; et, avant que cette plaque ait refroidi au-dessous du point de fatigue dudit verre, à refroidir rapidement cette plaque jusqu'à une température inférieure audit point de fatigue afin de- produire au moins une trempe partielle de ladite plaque tout en amalgamant ledit matériau électro-conducteur fusible à ladite surface. 6.- Un procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qutil comprend une phase-qui consiste à cintrer la plaque chauffée jusqu'à lui donner la forme désirée, avant d'opérer ledit refroidissement rapide.