DE10030066A1

DE10030066A1 - Elektrische Anschlußeinheit

Info

Publication number: DE10030066A1
Application number: DE2000130066
Authority: DE
Inventors: Danny Martin; Juergen Burg
Original assignee: Guardian Automotive Europ S A
Current assignee: Guardian Automotive Europ S A
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2001-12-20
Anticipated expiration: 2020-06-20
Also published as: WO2001099472A1; DE10030066B4

Abstract

Eine elektrische Anschlußeinheit für den elektrischen Anschluß von leitenden Elementen einer Glasscheibe, insbesondere der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, wird offenbart mit zumindest einem Kontaktbereich auf der Oberfläche der Glasscheibe und zumindest einem Verbinder, der an dem Kontaktbereich befestigt ist und elektrisch durch eine Isolation isoliert ist, wobei die Gesamtdicke des Verbinders und der Isolierung weniger als der Bruchteil eines Millimeters beträgt.

Description

1. Technischer Bereich

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Anschlußeinheit für den elek trischen Anschluß von leitenden Elementen einer Glasscheibe, insbesondere der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs.

2. Der Stand der Technik

In vielen technischen Bereichen sind elektrische oder elektronische Geräte in Glasscheiben integriert oder an ihnen befestigt. Ein typisches Beispiel ist ein Sen sor einer Alarmanlage der das Zerbrechen einer Fensterscheibe eines Gebäudes detektiert. Ein weiteres Beispiel sind die Heizleitungen einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, die dazu dienen, beschlagene oder vereiste Scheiben frei zu bekommen. Diese Leiter werden üblicherweise auf die Scheibe gedruckt und lie fern aufgrund ihres elektrischen Widerstands Wärme an die Glasscheibe. Schließ lich werden zur Verbesserung der Qualität von Funkverbindungen häufig Anten nen in Windschutzscheiben oder Rückscheiben von Fahrzeugen integriert.

In allen der obigen Fälle (und in anderen Anwendungen) ist es notwendig, das entsprechende Gerät (d. h. den Sensor, die Heizleiter, die Antenne, etc.) elektrisch mit der externen Verkabelung zu verbinden, entweder um elektrische Leistung zu liefern oder um elektrische Signale zu übertragen und zu empfangen. Zu diesem Zweck werden typischerweise elektrische Anschlußelemente bereitgestellt, die an einem Ende auf der Glasscheibe und am anderen Ende an einem Stecker oder ei nem anderen geeigneten Anschlußmittel der Verkabelung des Gesamtsystems befestigt sind.

Solch ein elektrisches Anschlußelement, wie es beispielsweise in der EP 0 477 069 offenbart ist, umfaßt üblicherweise ein flexibles Kabel oder eine Litze mit einem Stecker, die entweder direkt oder über ein verbindendes Metallstück auf einen metallisierten Bereich der Oberfläche einer Glasscheibe gelötet wird. Wenn solch ein Anschlußelement für die Windschutzscheibe eines Fahrzeugs verwendet wird, ist es üblicherweise auf der Innenseite der Glasscheibe angeordnet, so daß ein zusätzliches Loch in dem umgebenden Rahmen der Karosserie des Fahrzeugs notwendig ist, um eine elektrische Verbindung zu der Stromversorgung (bei spielsweise der Batterie, die typischerweise unter der Motorhaube des Fahrzeugs angeordnet ist) bereitzustellen. Diese zusätzliche Durchführung erhöht den Ar beitsaufwand und damit die Kosten nicht nur für die Vorbereitung der Karosserie vor dem Zusammenbau, sondern auch für das Befestigen der Glasscheibe an der Karosserie.

Ferner ist das elektrische Anschlußelement gemäß der EP 0 477 069 vergleichs weise groß und macht es daher schwierig - sei es aus optischen Gründen oder zur Verhinderung von Beschädigungen - es zu verbergen.

Ein weiterer großer Nachteil besteht darin, daß das Kabel oder die Litze des An schlußelementes häufig relativ zur Glasscheibe vibriert, wenn das Fahrzeug im benutzt wird. Diese Vibration kann nach einiger Zeit einen Bruch der Lötverbin dung zu dem metallisierten Bereich der Glasscheibe verursachen und damit ein Versagen des gesamten Heizsystems der Windschutzscheibe.

Es ist daher das Problem der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässige elektri sche Anschlußeinheit bereitzustellen, die einen leichten und daher kostengünsti gen elektrischen Anschluß von leitenden Elementen einer Glasscheibe ermöglicht, um die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.

3. Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Anschlußeinheit für den elek trischen Anschluß von leitenden Elementen einer Glasscheibe, insbesondere der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem Kontaktbereich auf der Oberfläche der Glasscheibe und zumindest einem Verbinder, der an dem Kontaktbereich befestigt ist und elektrisch durch eine Isolation isoliert ist, wobei die Gesamtdicke des Verbinders und der Isolierung weniger als der Bruchteil ei nes Millimeters beträgt.

Aufgrund der reduzierten Dicke des Verbinders und der Isolierung wird der nega tive Einfluß von Vibrationen des Verbinders auf die Befestigung an dem Kontakt bereich erheblich reduziert.

Ferner erleichtert die elektrische Anschlußeinheit gemäß der Erfindung das Ver bergen der Einheit, da aufgrund ihrer reduzierten Dicke sie nur unwesentlich über die Ebene der Glasscheibe hervorragt, verglichen mit den Anschlußelementen des Standes der Technik.

Die wesentlich reduzierte Dicke ermöglicht ferner die Isolierung und den Verbin der in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterhalb einer Kle beraupe und/oder einer Dichtung, die sich auf der Glasscheibe befindet, anzuord nen. Solch eine Anordnung erzeugt eine stabilere Befestigung der gesamten An schlußeinheit an der Glasscheibe und schließt jegliche mechanische Belastung der Verbindung zwischen dem Verbinder und dem Anschlußbereich aus, da die Kle beraupe und/oder die Dichtung, die auf der Glasscheibe angeordnet ist, einen zweiten Befestigungspunkt erzeugt.

Schließlich kann der Verbinder, falls nötig, aufgrund seiner reduzierten Dicke ohne irgendein zusätzliches Loch oder ähnliches in dem umgebenden Rahmen zur anderen Seite der Glasscheibe geführt werden, wodurch die Kosten für die Her stellung des Systems (beispielsweise eines Kraftfahrzeugs), in das die Glasscheibe integriert wird, verringert werden.

Vorzugsweise wird der Verbinder auf den Kontaktbereich auf der Glasscheibe gelötet und umfaßt bevorzugt ein dünnes flexibles Metallband. Die Isolation ist vorzugsweise eine dünne Polyimid-Folie. Dieses Material ist in hervorragender Weise hitzebeständig und elektrisch isolierend. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zwei Anschlußbereiche auf der Glasscheibe vorgesehen und zwei Metallbänder, die in eine gemeinsame Polyimid-Folie integriert sind. Damit wird die gesamte mechanische Stabilität noch weiter erhöht, wodurch eine lange Lebensdauer der Anschlußeinheit gemäß der Erfindung sichergestellt wird.

Vorzugsweise wird der Abschnitt der Polyimid-Folie, der sich zwischen der Kle beraupe und/oder der Dichtung und dem Kontaktbereich erstreckt, beispielsweise mit einem Kleber an der Glasscheibe befestigt. Im Ergebnis, erstrecken sich der/die isolierten Verbinder parallel zur Oberfläche der Glasscheibe, so daß das Risiko eines Abreißens der Verbinder während der Montage der Glasscheibe (bei spielsweise an der Karosserie eines Fahrzeugs) minimiert wird.

Weitere Verbesserungen der elektrischen Anschlußeinheit gemäß der Erfindung bilden den Gegenstand weiterer abhängiger Ansprüche.

4. Kurze Beschreibung der Zeichnung

Im Folgenden wird eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der vorliegen den Erfindung detailliert beschrieben mit Bezug auf die Zeichnung, in der zeigt:

Fig. 1 Eine Aufsicht auf eine Glasscheibe mit einer elektrischen An schlußeinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 2 Eine Seitenansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels aus Fig. 1.

5. Detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

Im Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung dargelegt, die sich auf eine elektrische Anschlußein heit für die Verbindung eines Heizgitters auf einer Windschutzscheibe oder der Rückscheibe eines Kraftfahrzeugs bezieht. Es versteht sich jedoch, daß die vorlie gende Erfindung ebenfalls in anderen technischen Bereichen verwendet werden kann, beispielsweise wenn eine Antenne oder irgendein anderes elektronisches Gerät, das in eine Scheibe integriert ist oder an ihr befestigt ist, mit der entspre chenden Verkabelung verbunden werden soll.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine Aufsicht eines Teils einer Windschutz scheibe 1 gezeigt, an der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Anschlußeinheit gemäß der Erfindung, die mit den allgemeinen Bezugszeichen 10 bezeichnet wird, befestigt ist. Die Windschutzscheibe 1 umfaßt eine Vielzahl von Heizleitern, die exemplarisch in zwei Gruppen 11 und 12 dargestellt sind. Um elektrische Leistung an die Heizleiter 11, 12 zu liefern, sind zwei Anschlußberei che 13 bereitgestellt. Die Heizleiter 11, 12 und die Anschlußbereiche 13 werden vorzugsweise durch Siebdruck auf die innere Seite der Glasscheibe 1 auf eine Schicht von schwarzem Emaille oder ähnlichem gedruckt (nicht dargestellt), so daß weder die Heizleiter 11, 12 noch die Anschlußbereiche 13, noch sonst ir gendwelche Teile der elektrischen Anschlußeinheit von außen sichtbar sind.

Ein Paar flacher, flexibler metallischer Leiter 20 ist in elektrischem Kontakt mit den zwei Anschlußbereichen 13 und dient dazu Strom von einer Batterie (nicht gezeigt) des Fahrzeugs an das Heizgitter zu liefer. Typischerweise ist einer der Leiter 20 mit dem Pluspol und der andere mit dem Minuspol der Batterie verbun den. Die metallischen Leiter 20 bestehen bevorzugt aus einem dünnen metalli schen Band, das beispielsweise aus Edelstahl oder irgendeiner geeigneten Legie rung hergestellt wird. Der elektrische Kontakt zu den Kontaktbereichen 13 wird vorzugsweise durch Löten erreicht. Andere Verfahren wie metallische Kleber oder Punktschweißen sind ebenfalls denkbar.

Um Kurzschlüsse zu verhindern, sind die Metallbänder 20 in eine dünne Folie 21 eines isolierenden Materials integriert oder von ihr umgeben. Dies ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Die Dicke des Bandes 20 und der Folie 21 ist der besseren Klarheit wegen stark vergrößert. In Wirklichkeit ist die Dicke vorzugsweise we niger als ein Bruchteil eines Millimeters. Fig. 2 zeigt ferner zur Vereinfachung nur eine Gruppe 11 von Heizleitern 11 und nur einen Kontaktbereich 13.

Vorzugsweise wird eine Polyimid-Folie (erhältlich von DuPont unter dem Han delsnamen Kapton) verwendet. Kapton hat exzellente dielektrische Eigenschaften, eine hohe mechanische Belastbarkeit und kann Temperaturen von bis zu 400°C widerstehen. Dies ermöglicht die Verwendung einer sehr dünne Folie 21 und gleichzeitig hohe Ströme von mehreren Ampere, die durch die Metallbänder 20 fließen. Obwohl Polyimid bevorzugt ist, können auch andere Materialien verwen det werden.

Um die mechanische Stabilität der Befestigung der Leiter 20 auf der Scheibe 1 zu maximieren und um das Risiko von irgendwelchen Beschädigungen der An schlußeinheit während der Befestigung der Windschutzscheibe an der Karosserie (oder während irgendwelcher Vorbereitungsschritte) zu reduzieren, wird die Folie 21 mit den integrierten Metallbändern 20 vorzugsweise unterhalb der Kleberaupe 30 geführt. Diese Kleberaupe 30 ist im allgemeinen entlang des Randes der Glas scheibe 1 befestigt und dient dazu, die Glasscheibe 1 an dem umgebenden Rah men (nicht dargestellt) der Karosserie des Fahrzeugs zu befestigen.

Die Kleberaupe 30 kann mit einem Plastikprofil (nicht dargestellt) kombiniert werden, das als eine Dichtung oder ähnliches dient und sich ebenfalls entlang des Randes der Glasscheibe 1 erstreckt.

Aufgrund der Anordnung unterhalb der Kleberaupe 30 erstreckt sich die Folie 21 mit den Metallbändern 20 vom Kontaktbereich 13 vorzugsweise parallel zur Oberfläche der Scheibe 1, was zu einer minimalen Erhöhung der Anschlußeinheit 10 gemäß der Erfindung führt.

Ferner stabilisiert die Kleberaupe 30 die Befestigung, d. h. die Lötverbindung zwischen den Metallbändern 20 und den Anschlußbereichen 13, da jegliche Zug belastung auf die Folie 21 und die Metallbänder 20, wie sie beispielsweise durch den Pfeil in Fig. 2 angedeutet wird, durch die Kleberaupe 30 aufgenommen wird. Vorzugsweise ist der Abschnitt der Folie 21, der sich zwischen dem Anschlußbe reich 13 und der Kleberaupe 30 erstreckt, beispielsweise mittels eines Doppelkle bebandes, auf der Oberfläche der Glasscheibe 1 befestigt. Die schützt noch mehr die elektrische Verbindung zwischen den Metallbändern 20 und dem Anschlußbe reich 13 gegen irgendwelche mechanischen Beschädigungen.

Die Flexibilität der Metallbänder 20 und der umgebenden Folie 21 ermöglicht, sie um den Rand der Glasscheibe 1 anzuordnen, wie schematisch durch den gestri chelten Pfeil in Fig. 2 angedeutet. Daher ist eine zusätzliche Durchführung durch die Karosserie des Fahrzeugs zur Batterie, die typischerweise unter der Motor haube des Fahrzeugs angeordnet ist, nicht notwendig.

Um die Verbindung mit den normalen elektrischen Komponenten zu erleichtern ist ein Konverter 40 am äußeren Ende der Metallbänder 20 befestigt, der die Me tallbänder 20 auf zwei Standardkabel 50 umsetzt, die mit einem gewöhnlichen Stecker ausgerüstet werden können. Wenn die oben beschriebene Anschlußeinheit 10 für eine Antenne oder ein anderes elektronisches Gerät verwendet wird, kann der Konverter 50 ferner geeignete signalverarbeitende Geräte, wie Vorverstärker oder ähnliches umfassen.

Claims

1. Elektrische Anschlußeinheit (10) für den elektrischen Anschluß von lei tenden Elementen (11, 12) einer Glasscheibe (1), insbesondere der Wind schutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, aufweisend:

a) zumindest einen Kontaktbereich (13) auf der Oberfläche der Glas scheibe (1);
b) zumindest einen Verbinder (20) der an dem Kontaktbereich hefe stigt ist und elektrisch durch eine Isolation (21) isoliert ist, wobei
c) die gemeinsame Dicke des Verbinders (20) und der Isolierung (21) weniger als ein Bruchteil eines Millimeters beträgt.

2. Elektrische Anschlußeinheit (10) nach Anspruch 1, wobei die Isolierung (21) und der Verbinder (20) unterhalb einer Kleberaupe 30 und/oder einer Dichtung, die sich auf der Glasscheibe (1) befindet, angeordnet sind.

3. Elektrische Anschlußeinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ver binder (20) auf den Kontaktbereich (13) gelötet wird.

4. Elektrische Anschlußeinheit (10) nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der Verbinder (20) ein dünnes, flexibles Metallband (20) umfaßt.

5. Elektrische Anschlußeinheit (10) nach Anspruch 4, wobei die Isolierung (21) eine dünne Polyimid-Folie (21) umfaßt.

6. Elektrische Anschlußeinheit (10) nach Anspruch 4 oder 5, wobei zumin dest zwei Kontaktbereiche (13) und zumindest zwei Metallbänder (20) be reitgestellt werden, die in eine gemeinsame Isolierung (21) integriert sind.

7. Elektrische Anschlußeinheit (10) nach Anspruch 6, wobei der Abschnitt der Isolierung (21) der sich zwischen den Kontaktbereichen (13) und der Kleberaupe (30) oder Dichtung erstreckt, an der Glasscheibe (1) befestigt ist.

8. Elektrische Anschlußeinheit (10) gemäß einer der Ansprüche 1-7, wobei ein Konverter zum Umwandeln des zumindest einen Verbinders (20) in ein Standardkabel (50) bereitgestellt wird.

9. Elektrische Anschlußeinheit (10) nach einem der Ansprüche 1-8, wobei der Verbinder (2) in der Lage ist, einen Strom von mehreren Ampere zu leiten.

10. Glasscheibe (1), insbesondere Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, mit leitenden Elementen (11, 12), die elektrisch mit einer externen Verkabe lung verbunden sind durch eine elektrische Anschlußeinheit (10) gemäß einem der Ansprüche 1-9.