CN103608542A - 具有电连接元件的绝缘玻璃化物 - Google Patents
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Abstract
具有电连接元件的绝缘玻璃化物，包括：a.第一片材（1），第二片材（2），b.在第一片材（1）与第二片材（2）之间的环绕的垫片（3），c.在垫片（3）与第一片材（1）之间以及在垫片（3）与第二片材（2）之间的内绝缘物（4），d.位于第一片材(1)、垫片(3)和第二片材(2)之间的外边缘空间（6）中的外绝缘物（5），e.连接的插塞连接装置（7），其中该插塞连接装置（7）包括在第一片材（1）与第二片材（2）之间的内插塞连接（8）、在垫片（3）中的中间插塞连接（9）以及外插塞连接（10），其中中间插塞连接（9）包括左闭锁装置（9a）、具有电连续的接触元件（12）的中间件（9b）以及右闭锁装置（9c），并且该接触元件（12）建立至内插塞连接（8）以及外插塞连接（10）的电连接，并且在第一片材（1）与第二片材（2）之间布置LED板条（24），并且所述LED板条（24）与内插塞连接（8）电连接。
Description
技术领域
本发明包括一种具有电连接元件的绝缘玻璃化物、一种用于制造该绝缘玻璃化物的方法及该绝缘玻璃化物的应用。
背景技术
绝缘玻璃化物不再能够从现代建筑物中被撇开不考虑并且构成朝向外的玻璃化物的越来越大的部分。绝缘玻璃化物一般包含至少两个由玻璃或聚合物材料制成的片材。这些片材通过由间隔物（Spacer（垫片））限定的气体或真空空间相互分离。绝缘玻璃的热防护能力明显高于单重玻璃并且还可以在三重玻璃化物中或用特殊的涂层进一步提高和改善。除了热绝缘的重要特性之外，在建筑物玻璃化物的领域中光学和美学特征也日益起重要的作用。对此的例子是被照亮的片材装置。所述片材装置包含片材以及安置在边缘处或在片材内的发光装置。施加在片材表面上的反射元件使得可以照亮片材面。由此内部空间以及建筑物外正面都可以被非常均匀地照亮。被照亮的片材装置在建筑物和车辆内部和外部的大量应用领域中被找到。与诸如落地灯或顶灯的点状光源不同，通过被照亮的片材装置可以产生非常均匀的、平面的光。依据所使用的光源和操控电子设备，还可以实现不同的光效果。在使用彩色LED的情况下，尤其是可以组合不同的彩色效果。由此可以通过有针对性地操控和熄灭各个LED来产生运动的光效果。在此，对于观察者来说看起来以彩色波传播光。如果在此多个彩色波叠加，则得到诸如彩色大理石花纹化、即所谓的莫尔（moiré）效应的其他效果。这些光和彩色效果还可以用于织物面或者用于产生艺术和建筑效果。
另一个例子是具有电致变色涂层的绝缘玻璃化物。电致变色涂层使得可以通过施加电压立即改变片材的透射。由此可以非常快速和灵活地改变建筑物中的入射光量。电极可以被构造为阴极，例如氧化钨WO3，或者被构造为阳极，例如氧化镍NiOxHy、NiOx或氧化铱IrOx。该顺序在此是可变的。电解质包含至少一个电绝缘层，例如氢化氧化钽Ta2O5*nH2O、氧化锑Sb2O3、二氧化锆ZrO2和/或二氧化钛TiO2。抑制的电致发光层例如包含氢化氧化钨WO3*nH2O、氧化铌Nb2O3、Nb2O3*nH2O、氧化锡SnO2、SnO2*nH2O和/或氧化铋Bi2O3、Bi2O3*nH2O。例如Ta2O5*nH2O/WO3*nH2O/Ta2O5*nH2O的三段夹层式层结构也是可能的。对应的电致变色涂层的例子在US 6,277,523 B1中公开。电致变色涂层通过衬底表面封闭。该衬底表面可以是外片材或内片材。于是如所提到的那样通过施加电压，可以可逆地减小片材的透射。
被照亮的片材装置以及电致变色玻璃化物都需要外部的电压供应装置和对应的连接端和电缆。但是，尤其是电缆使自动化地和用机器地制造绝缘玻璃化物变得困难。此外，伸出的电缆可能在制造、堆叠、存放或运输时遭到损坏。于是这些电缆破裂在很多情况下都需要更换整个绝缘玻璃化物。此外电缆连接件减小了长期的气密性。
US
6,277,523 B1描述了电致发光涂层的构造方式和作用方式。在此，对于不同波长的光的透明度可以通过施加电荷来加以控制和调整。
US
6,185,883 B1公开了一种具有装饰性装饰元件的窗户。窗户框架包括具有在中间片材中的装饰性元件的三重绝缘玻璃化物。
EP 1
346 178 B1公开了夹层式板元件。两个板在很大程度上可透光。在板间隙中或在板处安置太阳能电池单元元件。光源在端侧布置在至少一个板处并且能够实现附加的照亮。
DE 10
2005 061 855 A1公开了一种玻璃元件作为正面的一部分，该玻璃元件具有长余辉效应。该长余辉元件包括在基质中的长余辉颜料。
DE 10
2005 036 869 A1公开了一种用于覆盖建筑物或建筑物部分的内侧或外侧的多层复合结构。该复合结构包括至少一个可透光的刚性层、多个光导纤维以及一个或多个用于将光导纤维与光源连接的连接端。
DE 10
2005 050 545 A1公开了一种用于布置在两个玻璃板之间的消耗器的接触元件，该消耗器例如是液晶薄膜。它与伸入板间隙中的接触片连接，该接触片利用导电装置与布置在板边缘处的塑料外壳连接。
发明内容
本发明的任务在于提供在内部具有电连接端的绝缘玻璃化物，所述绝缘玻璃化物可以无伸出的电缆地被运输和存放。
用于制造该玻璃绝缘化物的方法以及该绝缘玻璃化物的根据本发明的应用由其他独立权利要求得知。
本发明的具有电连接元件的绝缘玻璃化物包括第一片材和第二片材。两个片材通过第一片材与第二片材之间的环绕的垫片（间隔物（Abstandshalter））分离。垫片的空腔优选包含干燥剂，特别优选的是硅胶、CaCl2、Na2SO4、活性炭、硅酸盐、皂土、沸石和/或它们的混合物。干燥剂优选被布置为，使得可以在绝缘玻璃化物的内部与大气进行气体和湿气交换，但是这些材料不会四处飞扬并且是固定的。这可以优选通过将干燥剂包含在空气和湿气可穿透的聚合物膜中或者在细孔眼的网中进行。为了能够充分利用能量节省可能性，可以用惰性气体、优选氩或氪来填充绝缘玻璃化物，所述惰性气体减小绝缘玻璃化物间隙中的传热值。
第一片材和第二片材优选具有相同的尺寸和厚度。这些片材优选具有>85%的光学透明度。片材优选包含玻璃和/或聚合物，优选板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、钙钠玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯和/或它们的混合物。在替换的实施方式中，第一片材或第二片材可以被构造为复合玻璃片材。本发明的绝缘玻璃化物在这种情况下形成三重玻璃化物。内绝缘物布置在垫片与外片材以及内片材之间。外绝缘物位于第一片材、第二片材和垫片之间的边缘空间中。内绝缘物和/或外绝缘物优选包含聚合物或硅烷改性的聚合物，特别优选有机聚硫化物、硅酮、RTV（室温络合的）硅酮橡胶、HTV（高温络合的）硅酮橡胶、过氧化物络合的硅酮橡胶和/或添加物络合的硅酮橡胶、聚氨酯、丁基橡胶和/或聚丙烯酸酯。连接的插塞连接装置被部分地集成在垫片中。该插塞连接装置包括在第一片材与第二片材之间的内插塞连接、在垫片中的中间插塞连接以及在绝缘玻璃化物之外的外插塞连接。中间插塞连接包括左闭锁装置、具有电连续（elektrisch
durchgängig）的接触元件的中间件以及右闭锁装置。该接触元件形成中间件的子区域或顶盖（Aufsatz）和/或插入物，该子区域或顶盖和/或插入物建立至内插塞连接以及外插塞连接的电（和机械）连接。与内插塞连接和外插塞连接的电接触优选经由接触元件内部的连续的电插塞接触件进行。中间插塞连接装置形成垫片的一部分或者形成可集成在垫片中的中间块，优选形成垫片的向外和向内封闭的部分。左闭锁装置和右闭锁装置使得可以将中间插塞连接装置插入垫片中并且优选被诸如丙烯酸酯粘接剂、甲基丙烯酸甲酯粘接剂、氰基丙烯酸酯粘接剂、聚环氧化物、硅酮粘接剂和/或硅烷络合的聚合物粘接剂以及其混合物和/或共聚物的粘接剂或密封料包围。表达“闭锁装置（verrastung）”在本发明的意义上还包括能够实现至垫片或到垫片中的连接的无轮廓或无齿的机械插头。内插塞连接、中间插塞连接和/或外插塞连接优选包括聚合物和/或金属。中间插塞连接被实施为，使得片材间隙优选被不透气地封闭。这可以经由所涂敷的金属薄膜或金属涂层来进行，从而所填入的气体不能那么快又泄漏并且同时湿气不能侵入。否则该湿气可能导致片材表面凝水或甚至导致与电接触件的短路。
接触元件优选具有1至12个电插塞接触件，特别优选4至10个电插塞接触件。接触元件在本发明的意义上包括具有阳性或阴性输出端的插塞接触件。该连接优选可以焊接地或者经由切割接触件进行。
中间插塞连接优选具有60mm至200mm、特别优选80mm至150mm的长度。
中间插塞连接优选具有8mm至20mm、优选10mm至15mm的宽度。这些尺寸可以根据绝缘玻璃化物的尺度而改变。
左闭锁装置和/或右闭锁装置优选被粘合部包围。该粘合部保证闭锁装置可靠地保持在垫片内。闭锁装置还用于储备密封材料，优选丁基橡胶或硅烷改性的聚合物。该密封材料允许对闭锁装置的不透湿气和不透气的密封。该密封材料还能够实现在垫片内在由温度引起的应力与机械应力之间的平衡。
内插塞连接、中间插塞连接和/或外插塞连接优选包括插头、装入式插头、耦合部或插座。这些插塞连接能够实现各个插塞连接的可靠和同时可逆的可松脱连接。
接触元件优选包括顶盖，优选在外插塞连接的方向上。该顶盖使得可以用外绝缘物来挤压包封中间插塞连接并由此对中间插塞连接的进一步密封。该顶盖优选具有15mm至30mm的深度。该顶盖可以在中间插塞连接在垫片中的最终安装之后又被除去。替换地，直至外插塞连接的最终安装的闭合的顶盖可以防止污染接触元件。
左闭锁装置和/或右闭锁装置优选包括倒钩或支柱。倒钩或支柱能够实现在垫片中的稳定和防滑的固定并且防止闭锁装置在垫片内的松脱。
插塞接触件和/或接触元件优选包含银、铜、锡、金、铝、铁、钛、钨、铬和/或它们的合金和/或导电的有机聚合物。
外插塞连接优选具有挠曲的电缆引线。挠曲的电缆引线能够实现远离绝缘玻璃化物的外电气设备的节省位置的装入。挠曲的电缆引线明显减小了安装在绝缘玻璃化物上的电缆外罩和电气设备外罩的大小和伸展。
在第一片材与第二片材之间优选布置LED板条。LED优选包括LED（发光二极管）和/或OLED（有机发光二极管）。LED板条与内插塞连接电连接。LED板条包含至少一个LED、固定在该LED上的LED印刷电路板（PCB，printed circuit
board）和固定在LED印刷电路板上的电连接端。LED印刷电路板包括市场上常见的印刷电路板和/或电路板。它们由电绝缘的材料组成，在电绝缘材料上安置电连接。绝缘材料的例子是诸如用环氧树脂浸润的玻璃纤维、特氟龙、陶瓷和聚酯薄膜的非导电聚合物。例如导线的电连接优选包含铜、铁、锡、镍、金、银和/或它们的合金。LED被固定在LED印刷电路板上并且经由这些电连接被接触。电连接端通过由内插塞连接、中间插塞连接和外插塞连接组成的装置建立至电流源的连接。优选在外插塞连接的电连接端与电流源之间还布置控制设备。该控制设备能够实现各个LED的有针对性的照亮。通过将不同颜色的LED布置在LED印刷电路板上，可以产生彩色的光效应。
第一片材和/或第二片材优选具有电致变色涂层。该电致变色涂层与内插塞连接电连接。
第一片材和/或第二片材优选具有光伏模块或光伏涂层。光伏模块或光伏涂层与内插塞连接电连接。
本发明还包括用于制造具有电连接元件的绝缘玻璃化物的方法。在第一步骤中，将电消耗器布置在稍后的绝缘玻璃化物的第一片材上。接着或之前将中间插塞连接放入环绕的垫片中。在随后的步骤中将电消耗器经由内插塞连接与中间插塞连接导电连接。在下一个步骤中，将垫片连同包皮式内绝缘物布置在第一片材与第二片材之间并且与外绝缘物组成绝缘玻璃化物。在涂敷外绝缘物之前，在中间插塞连接上在朝向外的侧上优选放置保护罩。在外绝缘物硬化之后，可以将该保护罩去除。最后将中间插塞连接与外插塞连接连接。
本发明还包括绝缘玻璃化物作为被照亮的玻璃化物、电致变色玻璃化物和/或光伏模块的应用。
附图说明
下面借助附图更详细阐述本发明。附图是纯示意图并且不是按比例的。附图不以任何方式限制本发明。附图包含：
图1a 具有电连接元件的绝缘玻璃化物的横截面，
图1b 垫片和电连接件的俯视图，
图2 中间插塞连接的俯视图，
图3 中间插塞连接的放大的俯视图，
图4 外插塞连接的俯视图，以及
图5 本发明方法的流程图。
具体实施方式
图1a示出具有电插塞连接装置（7）的绝缘玻璃化物的横截面。虚线说明所设想的中间水平轴。第一片材（1）、第二片材（2）、垫片（3）和外绝缘物（5）形成绝缘玻璃化物的基础结构。集成在垫片（3）中的中间插塞连接（9）可以从绝缘玻璃化物内部与内插塞连接（8）接触并且可以从绝缘玻璃化物外部与外插塞连接（10）接触。中间插塞连接（9）优选在朝向绝缘玻璃化物的内部空间的侧上具有金属表面或涂层（27）。该金属表面或涂层（27）附加地在中间插塞连接（9）的区域中密封绝缘玻璃化物的内部空间。垫片（3）在与第一片材（1）和第二片材（2）的接触面处被内绝缘物（4）包围。内绝缘物（4）可以可选地伸展直至外绝缘物（5）或伸展到外绝缘物（5）中。内绝缘物（4）不透湿气和不透气地密封垫片（3）与第一片材（1）和第二片材（2）的接触面。外绝缘物（5）完全填满在第一片材（1）、垫片（3）和第二片材（2）之间的外边缘空间（6，虚线箭头）。内插塞连接（8）经由电缆（20）能够实现对电消耗器（15）——例如LED板条（24）、电致变色涂层（17）、光伏模块（18）或光伏涂层（19）——的电接触。经由由挠曲的电缆引线（16）、外插塞连接（10）和中间插塞连接（9）组成的装置，向内插塞连接（8）供应电流。挠曲的电缆引线（16）明显减小了安装在绝缘玻璃化物处的未示出的电缆和电气设备外罩的大小和伸展。优选在外插塞连接（10）以及由挠曲的电缆引线（16）和电流源组成的装置之间还布置未示出的控制设备。该控制设备能够实现各个LED的有针对性的照亮。通过不同颜色的LED布置在LED印刷电路板上，可以产生彩色的光效应。
图1b示出垫片（3）和电连接件——外插塞连接（10）、中间插塞连接（9）和内插塞连接（8）——沿着图1中的所设想的中间水平轴（虚线）的俯视图。垫片（3）以框架的形式夹层式地布置在未示出的第一片材（1）和第二片材（2）以及内绝缘物（4）和外绝缘物（5）之间。通过由中间插塞连接（9）、外插塞连接（10）和挠曲的电缆引线（16）组成的装置，向内插塞连接（8）供应电流。电缆（20）向电消耗器（15）供应电压并由此例如替换地向LED板条（24）、电致变色涂层（17）、光伏模块（18）或者光伏涂层（19）供应电压。
图2示出中间插塞连接（9）的俯视图。中间插塞连接（9）包括左闭锁装置（9a）、具有电连续的接触元件（12）的中间件（9b）以及右闭锁装置（9c）。右闭锁装置（9c）和左闭锁装置（9a）可以构造为相同或不同的。左闭锁装置（9a）、中间件（9b）和右闭锁装置（9c）优选形成由金属或聚合物制成的部件。中间插塞连接（9）形成垫片（3）的一部分或者可集成在垫片（3）中的中间块，优选形成垫片（3）的向外和向内不透气和不透湿气的封闭的部分。左闭锁装置（9a）和右闭锁装置（9c）使得中间插塞连接（9）可以插入垫片（3）中并且优选被未示出的粘接剂或密封料包围。电接触经由接触元件（12）内部的插塞接触件（14）进行。接触元件（12）还可以替换地由中间插塞连接（9）内部的多个连接的电接触件组成，这些电接触件总地能够实现从内插塞连接（8）至外插塞连接（10）的连贯的电连接。
图3示出中间插塞连接（9）的放大的俯视图。由左闭锁装置（9a）、具有电连续的接触元件（12）的中间件（9b）和右闭锁装置（9c）组成的基础结构与图2中示出的对应。接触元件（12）优选包括顶盖（11），该顶盖通过该顶盖的所绘制的高度（26）来确定。顶盖（11）优选布置在外插塞连接（10）（未示出）的方向上。顶盖（11）和/或中间插塞连接（9）优选具有金属表面（27），该金属表面具有至以电的方式所使用的插塞接触件（14）的中断部。该金属表面减小了来自第一片材（1）与第二片材（2）之间的间隙的气体的损失并且同时防止湿气的侵入。螺旋连接（22）用于固定图1中所示的、由内插塞连接（8）、中间插塞连接（9）和外插塞连接（10）组成的插塞连接装置（7），优选丁基橡胶或硅烷改性的聚合物的密封材料（28）在插塞连接装置（9）上被涂敷于左闭锁装置（9a）和/或右闭锁装置（9c）与中间件（9b）之间的过渡中。在左闭锁装置（9a）和右闭锁装置（9c）上的粘合部（13）和支柱/倒钩（21）负责将中间插塞连接（9）可靠地保持在垫片（3）内部。粘合部（13）优选（未示出）施加在左闭锁装置（9a）和右闭锁装置（9c）的整个区域中。
图4示出外插塞连接（10）的俯视图。电接触经由插塞接触件（25）进行。固定优选经由螺旋连接（22）进行。外插塞连接（10）优选具有挠曲的电缆供给线（16）。通过折弯的电缆引线（16）内的虚线示出的角度α，优选是10°至70°，特别优选30°至60°。具有电缆连接（23）的挠曲的电缆引线（16）能够实现外插塞连接（10）的节省位置的安装并且由此能够实现整个本发明绝缘玻璃化物的节省位置的安装。
图5示出本发明方法的流程图。在第一步骤中将电消耗器（15）——例如LED板条（24）——布置在稍后的绝缘玻璃化物的第一片材（1）上。接着或之前将中间插塞连接（9）放入环绕的垫片（3）中。在随后的步骤中将电消耗器（15）经由内插塞连接（8）与中间插塞连接（9）导电连接。在下一个步骤中，将垫片（3）连同包皮式内绝缘物（4）布置在第一片材（1）与第二片材（2）之间并且与外绝缘物（5）组成绝缘玻璃化物。在涂敷例如有机聚硫化物的外绝缘物（5）之前，在中间插塞连接（9）上在朝向外的侧上、优选在顶盖（11）上放置保护罩。在外绝缘物（5）硬化之后，可以将该保护罩去除。保护罩防止用外绝缘物（5）的部分粘接或堵塞在中间插塞连接（9）中的插塞接触件（14）。最后将中间插塞连接（9）与外插塞连接（10）连接。
附图标记列表
（1）第一片材
（2）第二片材
（3）垫片
（4）内绝缘物
（5）外绝缘物
（6）边缘空间
（7）插塞连接装置（8,9,10）
（8）内插塞连接
（9）中间插塞连接
（9a）左闭锁装置
（9b）中间件
（9c）右闭锁装置
（10）外插塞连接
（11）顶盖
（12）接触元件
（13）粘合部
（14）插塞接触件
（15）电消耗器
（16）挠曲的电缆引线/外电缆
（17）电致变色涂层
（18）光伏模块
（19）光伏涂层
（20）电缆
（21）支柱/倒钩
（22）螺旋连接
（23）电缆连接
（24）LED板条
（25）插塞接触件（外插塞连接）
（26）顶盖的高度
（27）金属表面/金属薄膜/金属涂层
（28）密封材料。
Claims (14)
1.具有电连接元件的绝缘玻璃化物，包括：
a.第一片材（1），第二片材（2），
b.在第一片材（1）与第二片材（2）之间的环绕的垫片（3），
c.在垫片（3）与第一片材（1）之间以及在垫片（3）与第二片材（2）之间的内绝缘物（4），
d.位于第一片材(1)、垫片(3)和第二片材(2)之间的外边缘空间（6）中的外绝缘物（5），
e.连接的插塞连接装置（7），其中该插塞连接装置（7）包括在第一片材（1）与第二片材（2）之间的内插塞连接（8）、在垫片（3）中的中间插塞连接（9）以及外插塞连接（10），其中
中间插塞连接（9）包括左闭锁装置（9a）、具有电连续的接触元件（12）的中间件（9b）以及右闭锁装置（9c），并且该接触元件（12）建立至内插塞连接（8）以及外插塞连接（10）的电连接，并且在第一片材（1）与第二片材（2）之间布置LED板条（24），并且所述LED板条（24）与内插塞连接（8）电连接。
2.根据权利要求1所述的绝缘玻璃化物，其中所述接触元件（12）具有1至12个插塞接触件（14），优选4至10个插塞接触件。
3.根据权利要求1或2所述的绝缘玻璃化物，其中所述中间插塞连接（9）具有60mm至200mm、优选80mm至150mm的长度。
4.根据权利要求1至3之一所述的绝缘玻璃化物，其中所述中间插塞连接（9）具有8mm至20mm、优选10mm至15mm的宽度。
5.根据权利要求1至4之一所述的绝缘玻璃化物，其中左闭锁装置（9a）和/或右闭锁装置（9c）被粘合部（13）包围。
6.根据权利要求1至5之一所述的绝缘玻璃化物，其中左闭锁装置（9a）和/或右闭锁装置（9c）包括倒钩或支柱（21）。
7.根据权利要求1至6之一所述的绝缘玻璃化物，其中内插塞连接(8)、中间插塞连接（9）和/或外插塞连接（10）包括插头、装入式插头、耦合部或插座。
8.根据权利要求1至7之一所述的绝缘玻璃化物，其中所述接触元件（12）包括顶盖（11），优选在外插塞连接（10）的方向上。
9.根据权利要求8所述的绝缘玻璃化物，其中所述顶盖（11）具有15mm至30mm的深度。
10.根据权利要求1至9之一所述的绝缘玻璃化物，其中所述外插塞连接（10）具有挠曲的电缆引线（16）。
11.根据权利要求1至10之一所述的绝缘玻璃化物，其中第一片材（1）和/或第二片材（2）具有电致变色涂层（17），并且该电致变色涂层（17）与所述内插塞连接（8）电连接。
12.根据权利要求1至11之一所述的绝缘玻璃化物，其中第一片材（1）和/或第二片材（2）具有光伏模块（18）或光伏涂层（19），并且所述光伏模块（18）或所述光伏涂层（19）与所述内插塞连接（8）电连接。
13.用于制造根据权利要求1至13之一所述的具有电连接元件的绝缘玻璃化物的方法，其中
a.将电消耗器（15）布置在第一片材（1）上，
b.将中间插塞连接（9）放入环绕的垫片（3）中，
c.将电消耗器（15）经由内插塞连接（8）与中间插塞连接（9）连接，
d.将垫片（3）连同内绝缘物（4）布置在第一片材（1）与第二片材（2）之间并且与外绝缘物（5）布置成绝缘玻璃化物（I），以及
e.将中间插塞连接（9）与外插塞连接（10）连接。
14.根据权利要求1至12之一所述的绝缘玻璃化物作为被照亮的玻璃化物、电致变色玻璃化物和/或光伏模块的应用。
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