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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Verbundglasscheibe nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Sammelschienenanordnung
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 16.
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Verbundglasscheiben
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 finden insbesondere, aber nicht
ausschließlich,
als beheizbare Fahrzeugglasscheiben Anwendung. Die Leitschicht hat
neben der Heizfunktion regelmäßig die
Aufgabe, das Fahrzeuginnere gegen Sonneneinstrahlung zu schützen. Dazu
eignen sich insbesondere Schichten auf Basis von leitfähigen Metalloxiden,
z.B. auf Basis von dotiertem SnO2, ITO oder
dergleichen, aber auch Schichten mit einer oder mehreren Edelmetallfunktionsschicht(en), insbesondere
auf Silberbasis. Sie kann auch andere elektrische Funktionen haben,
z.B. als Antennenleiter dienen.
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Die
in der Regel durch Laserbehandlung erzeugte Segmentierung der Leitschicht
dient unter anderem einer Beeinflussung der räumlichen Verteilung der Heizleistung
oder im Falle von Antennenleitern der Optimierung der Antennenfunktion.
Außerdem ermöglicht die
Segmentierung, die Sammelschienenanordnung an hierfür besonders
geeigneter Stelle unterzubringen, sie beispielsweise im Bereich
nur einer Scheibenkante anzuordnen anstatt an einander gegenüberliegenden
Scheibenkanten. Die Leitschicht erstreckt sich regelmäßig im wesentlichen ganzflächig über die
Verbundglasscheibe, sie kann aber auch auf Teilbereiche der Scheibe
beschränkt sein,
z. B. auf den Scheibenwischerruhebereich.
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Verbundglasscheiben
mit als Heizfelder genutzten segmentierten Leitschichten sind aus
einer Vielzahl von Veröffentlichungen
bekannt.
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Ein
Teil der bekannten Verbundglasscheiben arbeitet mit einer Sammelschienenanordnung,
die aus sich im wesentlichen über
die gesamte Scheibenbreite erstreckenden Sammelschienen an einander
gegenüber
liegenden Scheibenkanten besteht (z.B. WO 2004/032569 A2, WO 2004/024478
A2, WO 03/105532 A1, WO 03/105533 A1,
DE 36 44 297 A1 ,
US 3,313,920 A1 ). Das ist
vor allem bei beweglichen Seitenscheiben von Fahrzeugen nachteilig,
da zumindest eine Sammelschiene jedenfalls bei geöffneter
Seitenscheibe im Sichtbereich liegt und daher mit Hilfe von Dekorschichten
kaschiert werden muß. Entsprechendes
gilt für
etwaige Verbindungskabel zu dieser Sammelschiene.
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Bei
anderen vorbekannten Verbundglasscheiben, von denen die Erfindung
ausgeht (z.B. WO 03/071964 A2, WO 03/105533 A1, WO 2004/024478 A2),
befindet sich eine Sammelschienenanordnung für beide Spannungspole oder
-potentiale im Bereich nur einer Scheibenkante, insbesondere im
Bereich der unteren Scheibenkante. Dabei ist jedem Leitschichtsegment
ein gesonderter, relativ kurzer Sammelschienenabschnitt zugeordnet,
der jeweils mit einem Pol der Energiequelle verbindbar ist.
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Ein
Nachteil der bekannten Verbundglasscheiben ist, daß die Kontaktierung
der einzelnen Leitschichtsegmente technisch und wirtschaftlich aufwendig
ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbundglasscheibe
mit einer Sammelschienenanordnung anzugeben, die einfach und kostengünstig herstellbar
ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ist Gegenstand von Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind Gegenstände
der Unteransprüche.
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Die
Erfindung will auch eine verbesserte Sammelschienenanordnung zum
Einlegen in Verbundglasscheiben angeben, die auf einfache Weise eine
Kontaktierung der Leitschichtsegmente einer Leitschicht ermöglicht.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ist Gegenstand von Anspruch 16. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Sammelschienenanordnung finden sich in den Merkmalen der Unteransprüche zu Anspruch
1.
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Die
erfindungsgemäße Sammelschienenanordnung
umfaßt
mindestens zwei parallel und benachbart zueinander verlaufende Sammelschienen, die
sich in der Regel im wesentlichen über die gesamte, mit der Leitschicht
bedeckte Scheibenbreite erstrecken und die auf ihrer der Leitschicht
zugewandten Seite von einer leitschichtseitigen Isolierschicht überdeckt
sind, wobei in der leitschichtseitigen Isolierschicht eine Mehrzahl
langgestreckter Kontaktfenster in einer zu den Leitschichtsegmenten korrespondierenden
Anordnung vorgesehen sind, derart, daß die Sammelschienen im Bereich
der Kontaktfenster in elektrischem Kontakt mit dem zugeordneten
Leitschichtsegment stehen, wobei die Kontaktfenster wechselweise
im Bereich der Sammelschienen angeordnet sind derart, daß beim Anlegen
einer Spannung an die Sammelschienen ein Stromfluß durch
die nach Art einer Leiterschleife miteinander verbundenen Leitschichtsegmente
ermöglicht
wird.
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Die
Erfindung nutzt aus, daß die
Bestandteile einer Verbundglasscheibe bei der Herstellung insgesamt
miteinander verpreßt
werden, also auch die im Bereich der Kontaktfenster freigelegten
oder durch die leitschichtseitige Isolierschicht hindurch kontaktierten
Sammelschienen mit dem jeweils zugeordneten Leitschichtsegment,
so daß eine
Kontaktierung der erfindungsgemäßen Sammelschienenanordnung mit
der segmentierten Leitschicht auf einfache Weise durch Zusammenlegen
der Bestandteile der Verbundglasscheibe und die anschließende Durchführung eines üblichen
Verbundprozesses erfolgen kann.
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Dem
Schutz der Sammelschienenanordnung gegen mechanische Beschädigungen
und gegen Korrosion sowie gegen Kurzschlüsse besonders dienlich ist
es, wenn die Sammelschienenanordnung zusätzlich eine leitschichtabgewandte
Isolierschicht umfaßt,
die die Sammelschienen auf der von der Leitschicht abgewandten Seite überdeckt.
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Die
Herstellung der Verbundglasscheibe wird besonders erleichtert und
kostengünstig,
wenn alle Sammelschienen auf einer gemeinsamen isolierenden Trägerfolie
angeordnet sind. Vorzugsweise bildet entweder die leitschichtseitige
Isolierschicht oder – sofern
vorhanden – die
leitschichtabgewandte Isolierschicht die Trägerfolie, wobei auch beide
Isolierschichten als die Sammelschienen zwischen sich einbettende
Trägerfolien
ausgebildet sein können.
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Vorzugsweise
haben die Kontaktfenster eine Länge,
die (möglichst
geringfügig)
geringer ist als die Breite des jeweils zugeordneten Leitschichtsegments oder
als die Gesamtbreite der jeweils zugeordneten, gleichpolig zu kontaktierenden,
einander benachbarten Leitschichtsegmente. Das verhindert unerwünschte Fehlkontaktierungen
infolge von Fertigungstoleranzen. Um einen möglichst guten Flächenkontakt
zu erzielen, beträgt
die Länge
der Kontaktfenster allerdings mindestens etwa die Hälfte der Breite
des jeweils zugeordneten Leitschichtsegments.
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Im
Rahmen der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die Sammelschienenanordnung
auf mindestens einer Oberfläche
mit einem Haftvermittler versehen ist. Der Haftvermittler verbessert
die Haftung zur benachbarten Lage der Verbundglasscheibe, also insbesondere
zu einer Verbundschicht, einer Scheibe oder einer mit der Leitschicht
versehenen Folie.
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Nach
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, die vor allem bei als Folie ausgestalteten leitschichtseitigen
Isolierschichten zur Anwendung kommt, werden die Kontaktfenster
von aus der Isolierschicht herausgetrennten, insbesondere ausgestanzten
Aussparungen gebildet.
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Eine
zweite Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, daß die
Kontaktfenster von Metallpartikeln gebildet werden, die die leitschichtseitige
Isolierschicht durchdringen. Diese Variante erlaubt die Verwendung
von besonders kostengünstiger
Meterware (Rollenware) als Ausgangsprodukt für die erfindungsgemäße Sammelschienenanordnung,
bei der die Sammelschienen auf einer isolierenden Trägerfolie
angeordnet und gegebenenfalls mit einer weiteren Isolierschicht
auf der anderen Seite abgedeckt werden. Dieses Vorprodukt zur Herstellung
der erfindungsgemäßen Sammelschienenanordnung
kann für
die Endfertigung von einer Vorratsrolle abgezogen und nachträglich an
den Stellen, an denen Kontaktfenster benötigt werden, mit feinen Metallpartikeln
beaufschlagt werden, derart, daß die
Metallpartikel die Isolierschicht durchdringen und im Bereich der
Kontaktfenster eine leitende Verbindung zu der jeweiligen Sammelschiene
herstellen.
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Es
kann außerdem
vorgesehen werden, in den Kontaktfenstern eine zusätzliche
Metallauflage vorzusehen, insbesondere in Form einer Verzindung oder
Vergoldung oder eines elektrisch leitfähigen Klebers, um die Dauerhaftigkeit
bzw. die Güte
der Kontaktierung zwischen den Kontaktfenstern und der Leitschicht
zu verbessern. Als Metallauflage besonders geeignet ist ein Lotdepot,
das z.B. in Form geeignet dimensionierter Plättchen oder auf andere Weise
in die Kontaktfenster eingebracht wird und das unter den Bedingungen
des Verbundprozesses, also insbesondere bei Temperaturen um etwa 120–130°C, aufschmilzt.
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Die
Metallauflage weist vorzugsweise zumindest bereichsweise eine Dicke
auf, die zumindest etwa der Dicke der leitschichtseitigen Isolierschicht entspricht
oder sogar geringfigig größer als
diese ist, um einen möglichst
guten Kontakt zur Leitschicht sicherzustellen.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann vorgesehen werden, daß die Sammelschienen zumindest
im Bereich der Kontaktfenster eine dreidimensionale Struktur aufweisen.
Sie können
insbesondere eine Mehrzahl von Perforationen aufweisen, wobei die
hierdurch gebildeten kraterartigen Ausstülpungen der Sammelschienen
sich spätestens
im Zuge des Verbundprozesses in die Leitschicht krallen und dadurch
für einen
guten elektrischen Kontakt sorgen. Nach einer anderen Variante können die
Sammelschienen quer zu ihrer Längserstreckung
oder auch parallel oder winklig dazu gewellt (geriffelt) oder anderweitig
reliefartig verformt, insbesondere noppenartig unter Ausbildung
einer Mehrzahl von hügelartigen
Erhebungen verformt sein.
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Schließlich kann
vorgesehen werden, im Bereich der Kontaktfenster auf der der Leitschicht
abgewandten Seite Verdickungselemente anzuordnen, die spätestens
im Zuge des Verbundprozesses für eine
Verformung der Sammelschienen in Richtung auf die Leitschicht sorgen.
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Alle
zuletzt genannten Maßnahmen
im Bereich der Kontaktfenster dienen einer Verbesserung der Sicherheit
der Kontaktierung der Leiterschicht und können zu diesem Zweck einzeln
oder in Kombination miteinander angewendet werden.
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Die
Sammelschienenanordnung kann innerhalb oder außerhalb der Verbundglasscheibe
kontaktiert werden. Im Rahmen der Erfindung ist es bevorzugt, wenn
die Sammelschienenanordnung sich zumindest an einer Scheibenkante über den
Scheibenzwischenraum hinaus erstreckt und wenn die Sammelschienenanordnung
außerhalb
des Scheibenzwischenraums angeordnete, mit den Sammelschienen verbundene
Verbinder, insbesondere Steckverbinder, zum Anschluß an eine
externe Spannungsquelle umfaßt.
Vorzugsweise sind dabei die Verbinder für mehrere Sammelschienen benachbart
zueinander angeordnet, insbesondere in Baueinheit, so daß die Kontaktierung
der Verbundglasscheibe nach ihrem Einbau vereinfacht und der Verkabelungsaufwand verringert
wird.
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Die
Erfindung ist, wie beschrieben, ganz besonders für beheizbare Verbundglasscheiben
geeignet. Die erfindungsgemäße Sammelschienenanordnung
eignet sich aber auch zur Kontaktierung anderer elektrischer Anordnungen
in Verbundglasscheiben, die mit einer segmentierten Leitschicht
arbeiten, z.B. für
Antennenscheiben oder Heiz-/Antennenscheiben mit einer Kombination
von Heizfeldern und Antennenleitern. Je nach der Anwendung kann
es erforderlich oder bevorzugt sein, im Bereich der Sammelschienenanordnung
mehr als zwei Sammelschienen oder zusätzliche Leiter wie z.B. kapazitive
Auskoppelleiter, elektronische Schaltelemente oder dergleichen vorzusehen.
Soweit nachfolgend und vorstehend speziell auf Heizscheiben Bezug
genommen wird, ist dies nicht als Beschränkung zu verstehen, sondern
dient lediglich der Vereinfachung der Beschreibung der Erfindung.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen und nicht
maßstäblichen
Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1, 2 zwei
Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Verbundglasscheibe,
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3–7, 9 Querschnitte,
teilweise in Explosionsdarstellung, durch den Bereich der unteren
Scheibenkante einer Verbundglasscheibe gemäß den 1, 2 mit
verschiedenen Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Sammelschienenanordnung,
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8 eine
weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Sammelschienenanordnung
in der Draufsicht und im Querschnitt.
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Die 1 und 2 zeigen
die wesentlichen Bestandteile von zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verbundglasscheibe 10 in Draufsicht
in schematischer und vereinfachter Darstellung. Die einzelnen Bestandteile
der Verbundglasscheibe 10 sind teilweise besser erkennbar
in den zu beiden Ausführungsformen
gleichermaßen gehörenden Querschnittsdarstellungen
der 3–7 und 9,
in denen zur besseren Erkennbarkeit die einzelnen miteinander laminierten Bestandteile
teilweise nach Art einer Explosionsdarstellung voneinander separiert
gezeichnet wurden. 8 stellt einen Abschnitt einer
erfindungsgemäßen Sammelschienenanordnung
in der Draufsicht und im Querschnitt in einer schematischen und
vereinfachten Darstellung dar.
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Die
in den Figuren beispielhaft dargestellte Verbundglasscheibe 10 ist
als vertikal verschiebbare vordere Seitenscheibe eines Kraftfahrzeugs
vorgesehen. Sie weist dazu je eine vordere und hintere Führungskante 12, 13,
eine obere, der Fahrzeugform folgende Scheibenkante 14 sowie
eine untere Scheibenkante 15 auf. Die Verbundglasscheibe 10 wird nach
dem Einbau üblicherweise
im Bereich der unteren Scheibenkante 15 mit einem Bewegungsmechanismus
verbunden. Der Bereich der unteren Scheibenkante 15 befindet
sich im geschlossenen wie im offenen Zustand innerhalb der Fahrzeugtür und ist somit
im Normalbetrieb zu keiner Zeit sichtbar. Andere mögliche Anwendungen
der Erfindung sind z.B. hintere Seitenscheiben, auch fest eingebaut,
gegebenenfalls auch Windschutz- oder Rückwandscheiben von Fahrzeugen.
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Die
in den 1–6 und 9 dargestellte
Verbundglasscheibe 10 umfaßt zwei äußere Scheiben 11 und
zwei Verbundschichten 16, von denen in den 1 und 2 lediglich
ihre Außenkontur
erkennbar ist. Die Verbundglasscheibe 10 der 7 umfaßt lediglich
eine Verbundschicht 16. Es liegt im Rahmen der Erfindung,
wenn die Verbundglasscheibe 10 außer den äußeren Scheiben 11,
die die beiden äußeren Oberflächen der
Verbundglasscheibe 10 bilden, und der mindestens einen
Verbundschicht 16 weitere Scheiben oder Folien umfaßt, z.B.
im Falle von Panzerglasscheiben oder zur Beeinflussung der optischen
oder mechanischen Eigenschaften der Verbundglasscheibe 10.
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Die
Scheiben 11 sind im Regelfall klare oder gefärbte Floatglasscheiben,
die bedarfsweise teilvorgespannt oder vorgespannt sein können. Alternativ dazu
kann zumindest eine, insbesondere die zum Innenraum des Fahrzeugs
weisende Glasscheibe durch eine transparente Kunststoffscheibe oder
-folie ersetzt sein, sofern durch geeignete Maßnahmen eine ausreichende mechanische
und chemische Beständigkeit
sichergestellt ist. Die Verbundschichten 16 können aus
allen üblicherweise
für diesen
Zweck verwendeten Materialien bestehen, insbesondere aus Polyvinylbutyral.
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Zwischen
den Scheiben 11 ist eine Leitschicht 20 angeordnet.
Sie kann z.B. in bekannter Weise entweder direkt auf einer inneren
Oberfläche einer
der beiden äußeren Scheiben 11 angeordnet sein
(7), auf einer gesonderten transparenten dünnen Folie 17,
die insbesondere aus PET oder dergleichen besteht, oder auf einer
anderen inneren Oberfläche
der Verbundglasscheibe 10.
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Zur
Verringerung der Korrosionsgefahr und zur Verbesserung der Sicherheit
kann der Rand der Leitschicht 20 und gegebenenfalls der
sie tragenden Folie 17 wie in den 1–6 und 9 dargestellt,
einige Millimeter oder sogar einige Zentimeter vom Rand der Scheiben 11 und
der Verbundschichten 16 unter Bildung eines Randstreifens 24 zurückversetzt
sein. Ein Rückschnitt
der mit der Leitschicht 20 versehenen Folie 17 hat
den weiteren Vorteil, daß die
Gesamtdicke der Zwischenlagen in der Verbundglasscheibe 10 im
Bereich des Rückschnitts
um die Dicke der Folie 17 und der Leitschicht 20 reduziert wird,
so daß das
Risiko einer durch das Einlegen der weiter unten beschriebenen Sammelschienenanordnung 30 verursachten
Delamination verringert wird. Alternativ zu einem Rückschnitt
kann die Leitschicht 20 auch bis zum Rand der Verbundglasscheibe 10 reichen
und entweder nachträglich
in einem Randstreifen 24 mechanisch, thermisch oder chemisch entfernt
werden. Soweit es nur auf den Korrosionsschutz oder einen Schutz
gegen Kurzschlüsse
insbesondere zur Karosserie ankommt, kann ein Randstreifen 24 auch
am Ort belassen und lediglich mit Hilfe einer Trennlinie vom als
Heizschicht oder anderweitig genutzten Kernbereich der Leitschicht 20 elektrisch
getrennt werden.
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Zwar
wird die Erfindung vorstehend und nachfolgend für die Hauptanwendung flächiger Leitschichten 20 beschrieben,
sie ist aber in gleicher Weise auch für Leitschichten 20 einsetzbar,
die aus einer Mehrzahl im wesentlichen paralleler, linienförmiger Leiter
oder aus Leiternetzen bestehen, z.B. aus dünnen Drähten oder aufgedruckten Leitern,
und die in mehrere Gruppen von Leitern in Form von Leitschichtsegmenten 21 aufgeteilt
sind.
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Die
Dicke der Folie 17 beträgt
typischerweise etwa 10–100 μm, vorzugsweise
etwa 25–50 μm. Die Leitschicht 20 hat,
wenn sie als flächige
Heizschicht eingesetzt werden soll, bevorzugt einen Schichtwiderstand
von höchstens
etwa 5 Ω/ἇ.
Bei einem beispielsweise einzusetzenden Produkt der Firma Southwall
vom Typ "Heat Mirror
XIRTM 70 HPS" beträgt die Dicke der als Substrat
verwendeten PET-Folie etwa 25 μm
und der Schichtwiderstand der mehrere Silberschichten umfassenden
Leitschicht 20 etwa 2,6 Ω/ἇ.
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Wie
aus den 1 und 2 ersichtlich wird,
ist die Leitschicht 20 mit Hilfe mehrerer dünner Trennlinien 22 in
eine Mehrzahl von Leitschichtsegmenten 21 unterteilt, wobei
die ohmsche Leitfähigkeit quer
zu den Trennlinien 22 nahe Null liegt. Zur Verringerung
ihrer Sichtbarkeit sollte die Dicke der Trennlinien 22 so
gering wie möglich
sein, insbesondere nicht mehr als etwa 100 μm und insbesondere etwa 10–20 μm betragen.
Die Trennlinien 22 können
einerseits so angeordnet sein, daß eine möglichst gleichmäßige Beheizung
der Verbundglasscheibe 10 über ihre gesamte Fläche erfolgt.
Zu diesem Zweck müssen
die von den Trennlinien 22 erzeugten Leitschichtsegmente 21 durch
geeignete Wahl ihrer Länge
und Breite jeweils in etwa den gleichen ohmschen Widerstand aufweisen.
Es kann auch angestrebt sein, einzelne Bereiche der Verbundglasscheibe 10 unterschiedlich
zu beheizen, um im Falle von Beschlag oder Vereisung in Bereichen,
auf deren Durchsicht es besonders ankommt, eine schnelle Entfernung
des Beschlags oder der Vereisung zu erzielen. Es kann insbesondere
vorgesehen sein, Teilbereiche der Leitschicht 20 durch
geeignete Anordnung von Trennlinien 22 von der Beheizung
völlig
auszuschließen.
Ergänzend
zu den Trennlinien 22 können
außerdem Führungslinien 23 vorgesehen
sein, die nicht einzelne Leitschichtsegmente 21 voneinander
separieren, sondern den Stromfluß innerhalb eines solchen Leitschichtsegments 21 gezielt
lenken, insbesondere um lokale Überhitzungen
zu vermeiden. Ein Beispiel einer solchen Führungslinie 23 ist
in 2 etwa in der oberen Scheibenmitte dargestellt.
Die Trennlinien 22 wie auch etwaige Führungslinien 23 werden
bevorzugt mittels Laserbehandlung in der Leitschicht 20 erzeugt,
aber auch eine mechanische oder chemische Erzeugung oder eine Maskierung
oder Aussparen bei der Herstellung der Leitschicht 20 kommen
in Betracht.
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Alle
zu beheizenden Leitschichtsegmente 21 reichen bis in den
Bereich der unteren Scheibenkante 15. Zumindest jeweils
zwei zusammengehörende Leitschichtsegmente 21 sind
an ihren anderen, von der Scheibenkante 15 distanzierten
Enden miteinander nach An einer vom Bereich der unteren Scheibenkante 15 ausgehenden
Leiterschleife verbunden. Zur Vermeidung von lokaler Überhitzung
sind die freien Enden der Trennlinien 22 beispielsweise
kreisförmig
erweitert. Andere mögliche
Maßnahmen
zur Vermeidung von lokaler Überhitzung
sind dem Fachmann bekannt und bedürfen hier keiner Erörterung.
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Zur
Stromversorgung der Leitschichtsegmente 21 ist im Bereich
der unteren Scheibenkante 15 eine Sammelschienenanordnung 30 vorgesehen. Diese
umfaßt
(zumindest) zwei Sammelschienen 31, die im wesentlichen
parallel und benachbart zueinander verlaufen. Benachbart bedeutet
dabei einen geringen lateralen Abstand, bevorzugt von nur einigen Millimetern.
Die typischerweise als schmale Metallstreifen, gegebenenfalls auch
drahtförmig
gestalteten Sammelschienen 31 sind im Regelfall längs durchgehend
und von gleichem Querschnitt, ohne daß dies allerdings zwingend
erforderlich wäre.
Als Material für
die Sammelschienen 31 kommt neben anderen gut leitfähigen und
dem Fachmann als für Sammelschienen
geeignet bekannten Metallen insbesondere Kupfer in Betracht. Die
Dicke der Sammelschienen 31 wie auch die Dicke der Sammelschienenanordnung 30 insgesamt
sollte so gering wie möglich
sein, um ihre Einbettung in die Verbundglasscheibe 10 zu
erleichtern. Vorzugsweise weisen die Sammelschienen 31 eine
Dicke in der Größenordnung
von 10–100 μm auf, insbesondere
etwa 50 μm.
Ihre eine Breite beträgt
bevorzugt etwa 2 mm–2 cm,
insbesondere etwa 5–10
mm. Vorzugsweise liegt die Breite der gesamten Sammelschienenanordnung 30 nach
der Erfindung im Bereich von etwa 16–30 mm, insbesondere bei nur
etwa 20 mm, und ihre Dicke im Bereich von etwa 100 μm, so daß sie ohne weiteres
im nicht sichtbaren Randbereich der Verbundglasscheibe 10 untergebracht
werden kann.
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Insbesondere
im Falle der Verwendung von Kupfer können die Sammelschienen 31 auf
der nach dem Einbau zur Leitschicht 20 weisenden Seite
mit einer Metallauflage 42z.B. in Form einer Verzinnung versehen
sein. In Betracht kommen außerdem
Vergoldungen oder dünn
aufgetragene elektrisch leitfähige
Kleber oder dergleichen. Die Metallauflage 42 kann gezielt
(und nachträglich)
im Bereich der Kontaktfenster 35 aufgebracht werden, wie
es in 6 dargestellt ist. Sie kann sich aber auch über die
gesamte Länge
der Sammelschienen 31 erstrecken, was eine kostengünstige Vorfertigung
der Komponenten der Sammelschienenanordnung 30 ermöglicht.
Die Metallauflage 42 hat bevorzugt, wie in 6 dargestellt,
eine geringfügig
größere Dicke
als die Dicke der leitschichtseitigen Isolierschicht 33.
Ihre Dicke kann aber auch darunter liegen.
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Zumindest
auf der nach dem Einbau zur Leitschicht 20 weisenden Seite
sind die Sammelschienen 31 mit einer leitschichtseitigen
Isolierschicht 33 überdeckt,
um einen Kontakt zur Leitschicht 20 an nicht dafür vorgesehen
Stellen zu vermeiden. Die leitschichtseitige Isolierschicht 33 ist
zu diesem Zwecke zumindest geringfügig breiter als die jeweils
zu bedeckende Sammelschiene 31 ausgeführt. Im Regelfall wird zusätzlich auch
auf der nach dem Einbau von der Leitschicht 20 abgewandten
Seite eine die Sammelschienen 31 überdeckende Isolierschicht 34 angeordnet,
da dies die Handhabung der Sammelschienenanordnung 30 erleichtert
und für
eine verbesserte Sicherheit und Produktionsqualität sorgt.
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Grundsätzlich ist
es möglich,
die beiden Sammelschienen 31 einzeln mit Isolierschichten 33, 34 zu
versehen und einzeln in die Verbundglasscheibe 10 einzulegen.
Ganz besonders bevorzugt ist es allerdings, wenn zumindest eine
der beiden Isolierschichten 33, 34 als alle Sammelschienen 31 tragende
Trägerfolie
ausgestaltet ist, so daß die
gesamte Sammelschienenanordnung 30 als Ganzes manipuliert
und in die Verbundglasscheibe 10 eingelegt werden kann.
Für die
isolierenden Trägerfolien
kommen dem Fachmann vertraute Materialien wie z.B. modifiziertes
Polyethylen oder Polyethylennaphthalat in Betracht, die in Dicken
von etwa 10–50 μm und insbesondere
etwa 25 μm
als selbsttragende Folien vorfertigbar und mit den üblichen
Herstellprozessen und Materialien von Verbundglasscheiben 10 kompatibel sind.
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Die
Isolierschichten 33, 34 werden, vor allem wenn
sie in Folienform eingesetzt und um die Sammelschienen 31 herum
laminiert werden, bevorzugt auf der den Sammelschienen 31 zugewandten
Seite mit einer dünnen
Kleberschicht 32 versehen, z.B. auf Acrylatbasis, um ein
Verrutschen der Sammelschienen 31 zu verhindern, diese
möglichst
dicht zu umschließen
und sie dadurch vor Umwelteinflüssen
zu schützen.
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Nach
einer Variante der Erfindung wird die leitschichtabgewandte Isolierschicht 34 als
Trägerfolie
ausgestaltet und die leitschichtseitige Isolierschicht 33 als
Isolierlack in den Bereichen aufgebracht, in denen die Sammelschienen 31 keinen
Kontakt zu der Leitschicht 20 haben sollen. Für einen
solchen Isolierlack kommen z.B. modifizierte Polyurethane oder andere
mit den üblicherweise
verwendeten Verbundschichten 16 und angewandten Verbundprozessen
kompatible Materialien in Betracht.
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In
einer anderen Variante (dargestellt in 4) wird
eine der beiden Isolierschichten 33, 34 (hier:
die leitschichtabgewandte Isolierschicht 34) als mehrteilige
Beschichtung oder Folie aufgebracht, die die Sammelschienen 31 jeweils
nur einzeln bedeckt. Diese Variante nutzt aus, daß es für die Bereitstellung
einer einheitlich hantierbaren Sammelschienenanordnung 30 ausreicht,
wenn nur eine der Isolierschichten 33, 34 als
durchgehende Trägerfolie
ausgeführt
ist.
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Das
Ausgangsmaterial für
die erfindungsgemäße Sammelschienenanordnung 30 kann
auch hergestellt werden, indem die Sammelschienen 31 mit
einem isolierenden Material mittels eines Extrusionsprozesses oder
dergleichen unter Bildung eines mehradrigen Flachkabels umspritzt
werden.
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Allen
Varianten der erfindungsgemäßen Sammelschienenanordnung 30 ist
gemeinsam, daß in
den Bereichen, in denen ein Kontakt zwischen einer der Sammelschienen 31 und
dem zugeordneten Leitschichtsegment 21 der Leitschicht 20 hergestellt werden
soll, langgestreckte Kontaktfenster 35 in der leitschichtseitigen
Isolierschicht 33 vorgesehen werden, in denen ein elektrischer
Kontakt der jeweiligen Sammelschiene 31 mit dem zugeordneten
Leitschichtsegment 21 hergestellt wird. Ein Kontakt zwischen
den Sammelschienen 31 und dem zugeordneten Leitschichtsegment 21 im
Bereich der Kontaktfenster 35 erfolgt im Rahmen der Erfindung
flächig, möglicherweise
auch über
eine Mehrzahl flächig
angeordneter Punkte, oder gegebenenfalls linienförmig, nicht aber nur über eine
lediglich i.w. punktförmige Kontaktstelle.
Die Kontaktfenster 35 haben dazu eine möglichst große Länge, so daß das zugeordnete Leitschichtsegment 21 möglichst über nahezu
seine ganze Breite überdeckt
wird. Zum Ausgleich von unvermeidbaren Fertigungstoleranzen muß die Länge der Kontaktfenster 35 allerdings
geringfügig
geringer als die Breite des zugeordneten Leitschichtsegments 21 oder
als die Gesamtbreite einer zugeordneten, gleichpolig zu kontaktierenden
Gruppe einander benachbarter Leitschichtsegmente 21 gehalten
werden, so daß sichergestellt
ist, daß im
Rahmen von Fertigungstoleranzen kein ungewollter Kontakt mit einem weiteren
benachbarten Leitschichtsegment 21 und damit möglicherweise
ein Kurzschluß entsteht.
Die Kontakt fenster 35 sind wechselweise im Bereich der Sammelschienen 31 angeordnet
derart, daß beim Anlegen
einer Spannung an die Sammelschienen 31 ein Stromfluß durch
nach An einer Leiterschleife miteinander verbundene Leitschichtsegmente 21 ermöglicht wird.
Die Länge
der Kontaktfenster 35 sollte vorzugsweise so groß sein,
daß das
zugeordnete Leitschichtsegment 21 mindestens über etwa
die Hälfte
seiner Breite kontaktiert wird.
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Wie
im linken Teil der 1 sowie etwa in der Mitte der 2 ersichtlich
ist, kann vorgesehen sein, daß ein
Kontaktfenster 35 sich über
zwei oder mehr benachbarte Leitschichtsegmente 21 erstreckt, sofern
diese an das gleiche Potential angeschlossen werden sollen. Das
reduziert die Zahl der benötigten Kontaktfenster 35 und
erlaubt die Einstellung eines höheren Überdeckungsgrades
für das
jeweilige Leitschichtsegment 21 durch das zugeordnete Kontaktfenster 35.
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Die
Breite der Kontaktfenster 35 quer zu ihrer Längserstreckung
sollte ebenfalls so groß wie
vertretbar eingestellt werden, um einen Kontakt der Sammelschienen 31 mit
dem jeweils zugeordneten Leitschichtsegment über eine möglichst große Fläche zu ermöglichen. Bevorzugt werden die
Sammelschienen 31 im Bereich der Kontaktfenster 35 im
wesentlichen über
ihre gesamte Breite freigelegt oder anderweitig kontaktiert.
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Im
Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform
(5) kann vorgesehen werden, auf eine lokale Entfernung
der leitschichtseitigen Isolierschicht 33 oder das Vorsehen
einer Aussparung in dieser zu verzichten und die Kontaktfenster 35 dadurch
herzustellen, daß ein
Pulver aus leitfähigen
Metallpartikeln 36 im für
die Kontaktfenster 35 vorgesehenen Bereich auf die durchgängig die
Sammelschienen 31 überdeckende
leitschichtseitige Isolierschicht 33 aufgesprüht wird,
wobei die Metallpartikel 36 spätestens nach dem unter Anwendung
von Druck und Wärme erfolgenden
Verbundprozeß die
Isolierschicht 33 durchdringen und im Bereich der Kontaktfenster 35 eine
rauhe metallische Oberfläche
bilden, über
die ein flächiger
elektrischer Kontakt zwischen der Leitschicht 20 und der
jeweiligen Sammelschiene 31 hergestellt wird. Für das Pulver
kommt insbesondere ein Silberpartikel umfassendes Partikelgemisch
in Betracht. Es ist auch möglich,
die Kontaktfenster 35 auf andere Weise als die leitschichtseitige
Isolierschicht 33 durchdringende Flächenelemente auszugestalten,
z.B. durch das Aufcrimpen von gesonderten länglichen, flachen Leiterabschnitten
mit den Abmessungen der Kontaktfenster 35.
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Nach
einer weiteren Variante ist vorgesehen, die Sammelschienen 31 zumindest
im Bereich der Kontaktfenster 35 mit einer dreidimensionalen
Struktur zu versehen. So kann ihnen insbesondere quer, aber auch
längs zu
ihrer Längserstreckung
eine Wellen- oder Rillenform aufgeprägt werden, wie es in 7 schematisch
dargestellt wurde. Alternativ dazu können andere reliefartige Strukturen
vorgesehen werden, insbesondere noppenartige Ausprägungen. Auch
eine Aufrauhung der Oberfläche
der Sammelschienen 31 im Bereich der Kontaktfenster 35 kommt in
Betracht.
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Nach
einer anderen Variante, die in 8 dargestellt
ist, wird die Sammelschienenanordnung 30 im Bereich der
Kontaktfenster 35 mit einer Mehrzahl von Perforationen 40 versehen,
die derart in die Sammelschienen 31 eingebracht werden,
daß sich deren
Material kraterartig in Richtung auf die zu kontaktierende Leitschicht 20 ausstülpt, wie
es im unteren Teil der 8 schematisch dargestellt ist.
Legt man eine derartige Sammelschienenanordnung 30 in eine
mit einer Leitschicht 20 versehene Verbundglasscheibe 10 ein,
so wird spätestens
im Zuge des Verbundprozesses ein inniger elektrischer Kontakt der Leitschicht 20 mit
den Sammelschienen 31 über
die Ausstülpungen
der Perforationen 40 hergestellt.
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Mit
Hilfe einer derartigen dreidimensionalen Strukturierung der Sammelschienen 31 kann
erreicht werden, daß diese
während
des Verbundprozesses im Bereich der Kontaktfenster 35 lokal
mit höherem Druck
gegen die Leitschicht 20 gepreßt werden, so daß eine weitere
Verbesserung der Kontaktierung zur Leitschicht 20 erreichbar
ist. Außerdem
kann eine dreidimensionale Strukturierung für eine verbesserte Entlüftung der
Verbundscheibe 10 im Rahmen des Verbundprozesses im Bereich
der Sammelschienenanordnung 30 sorgen und auch dadurch
die Kontaktqualität
verbessern.
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Ein
solcher verbesserter Kontakt kann auch dadurch erzielt werden, daß auf der
der Leitschicht 20 abgewandten Seite der Sammelschienenanordnung 30 Verdickungselemente 41 im
Bereich der Kontaktfenster angeordnet werden (9),
die beim Verpressen der Verbundglasscheibe 10 die Sammelschienen 31 in
Richtung auf die Leitschicht 20 verformen. Die Verdickungselemente 41 sollten
mindestens etwa so dick sein wie die im Bereich der Kontaktfenster 35 fehlende
leitschichtseitige Isolierschicht 33. Ihre Flächenmaße sollten
die Flächenmaße der Kontaktfenster 35 nicht
nennenswert überschreiten, sondern
bevorzugt zumindest geringfügig
unterschreiten. Als Material für
die Verdickungselemente 41 kommt insbesondere das Material
der Isolierschichten 33, 34 in Betracht. Die Verdickungselemente 41 können beispielsweise
aus der leitschichtseitigen Isolierschicht 33 durch Ausschneiden/Ausstanzen
im Bereich der Kontaktfenster 35 und anschließendes Umklappen
der Ausschnitte auf die von der Leitschicht 20 abgewandte
Seite der Sammelschienenanordnung 30 gebildet werden.
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Die
Sammelschienenanordnung 30 kann auf verschiedene Weise
und an verschiedenen Stellen mit der fahrzeugseitigen Energiequelle
verbunden werden. Vorzugsweise wird die aus den Isolierschichten 33, 34 und
den Sammelschienen 31 bestehende flache und streifenartige
Sammelschienenanordnung 30 länger als die Scheibenbreite
ausgelegt, so daß beiderseits
Endstücke über den
Scheibenrand hinausragen. Dort können
sodann Verbinder 39, insbesondere Steckverbinder, in elektrisch
leitender Verbindung zu je einer Sammelschiene 31 angebracht
werden, so daß die
mit der erfindungsgemäßen Sammelschienenanordnung 30 ausgestattete Verbundglasscheibe 10 auf
einfache Weise nach ihrem Einbau in das Fahrzeug mit dem fahrzeugseitigen
Stromnetz verbunden werden kann. Die Verbinder 39 können insbesondere
an die Sammelschienen 31 angelötet oder angecrimpt werden,
wobei zur Erhöhung
der Kurzschlußfestigkeit
vorgesehen werden kann, den Anschlußbereich nachträglich mit
einer isolierenden Masse, einem Schrumpfschlauch oder dergleichen
zu umhüllen.
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Insbesondere
um zu vermeiden, daß die Sammelschienenanordnung 30 bzw.
die daran angebrachten Verbinder 39 die Nutzung der vorderen
oder hinteren Scheibenkante 12, 13 als Führungskante
einer beweglichen Seitenscheibe beeinträchtigen, kann vorgesehen werden,
in einer der Scheiben 11 im Austrittsbereich der Sammelschienenanordnung 30 in
bekannter Weise einen Randausschnitt einzubringen, so daß die Sammelschienenanordnung 30 nach
dem Austritt aus dem Scheibenzwischenraum in diesen Randausschnitt
z.B. in Richtung auf die untere Scheibenkante 15 umgeklappt
werden kann, ohne über
die vordere bzw. hintere Scheibenkante 12, 13 der
Verbundglasscheibe 10 hinauszuragen. Statt die Verbinder 39 an
zwei entgegengesetzten Enden der Sammelschienenanordnung 30 anzubringen,
kann alternativ vorgesehen werden, beide Verbinder 39 am
gleichen Ende der Sammelschienenanordnung 30 anzuordnen.
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Alternativ
dazu kann vorgesehen werden, die Länge der Sammelschienenanordnung 30 geringer
als die Scheibenbreite zu halten und gesonderte Verbindungskabel 37 innerhalb
des Scheibenzwischenraums an die Sammelschienen 31 der
Sammelschienenanordnung 30 anzuschließen (zu löten, zu crimpen oder dgl.),
die z.B. zur unteren Scheibenkante 15 führen und darüber hinausragen (2).
An diese Verbindungskabel 37, die ähnlich wie die Sammelschienenanordnung 30 flachkabelartig
gestaltet sein können,
können
dann wie in der vorher geschilderten und in 1 dargestellten
Variante Verbinder 39 angebracht werden, über die
ein Kontakt mit den Sammelschienen 31 herstellbar ist.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß alle Verbinder 39 benachbart
zueinander liegen, so daß der
Anschluß nach
dem Einbau der Verbundglasscheibe 10 erleichtert und der
Verkabelungsaufwand verringert wird. Außerdem ist bei dieser Variante
auch ohne einen gesonderten Randausschnitt in einer der beiden Scheiben 11 eine
Beeinträchtigung
der Nutzung der vorderen und hinteren Scheibenkante als Führungskanten
von vornherein ausgeschlossen.
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Vorzugsweise
sind bei benachbarter Anordnung der Verbinder 39 diese
in Baueinheit als Mehrfach-(Steck-)Verbinder und/oder die Verbindungskabel 37 in
Baueinheit als Mehrfachflachkabel mit mehreren zwischen Isolierfolien
eingebetteten parallelen Verbindungsleitern ausgestaltet.
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Die
Sammelschienenanordnung 30 wird bevorzugt so angeordnet,
daß sie
in einem Abstand von mindestens etwa 10 mm von der benachbarten Scheibenkante,
z.B. der unteren Scheibenkante 15, zwischen den Scheiben 11 verläuft, um
die Gefahr einer Delamination der Verbundglasscheibe 10 gering zu
halten.
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Die
Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt.
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- 10
- Verbundglasscheibe
- 11
- Scheibe
- 12
- vordere
Scheibenkante
- 13
- hintere
Scheibenkante
- 14
- obere
Scheibenkante
- 15
- untere
Scheibenkante
- 16
- Verbundschicht
- 20
- Leitschicht
- 21
- Leitschichtsegment
- 22
- Trennlinie
- 23
- Führungslinie
- 24
- Randstreifen
- 30
- Sammelschienenanordnung
- 31
- Sammelschiene
- 32
- Kleberschicht
- 33
- leitschichtseitige
Isolierschicht
- 34
- leitschichtabgewandte
Isolierschicht
- 35
- Kontaktfenster
- 36
- Metallpartikel
- 37
- Verbindungskabel
- 38
- Haftvermittler
- 39
- Verbinder
- 40
- Perforation
- 41
- Verdickungselement
- 42
- Metallauflage