DE102008015852A1 - Heatable plastic pane i.e. panoramic roof, for use as e.g. rear window of motor vehicle, has heating conductor, electric conductor and contact element, where contact element is arranged between electric conductor and heating conductor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine beheizbare Kunststoffscheibe für Kraftfahrzeuge mit mindestens einem Heizleiter.The The invention relates to a heatable plastic disc for motor vehicles with at least one heating conductor.
Der Werkstoff Glas war für Kraftfahrzeug-Fensterscheiben in der Vergangenheit bislang ohne Konkurrenz. Aufgrund der Gewichtseinsparung und der Designfreiheit gibt es heute auch feststehende Seitenscheiben und Panoramadächer aus Kunststoff. Heckscheiben aus Kunststoff haben sich bislang nicht durchgesetzt, weil eine funktionierende Heizung noch nicht auf dem Markt verfügbar ist. Es besteht insbesondere die Notwendigkeit, eine beheizbare Kunststoffscheibe mit mindestens einem Heizleiter betriebssicher zu kontaktieren. Ein Verlöten des Heizleiters mit einer elektrischen Leitung, die den Heizleiter mit Strom speist, ist problematisch, weil das Eindringen der Lötwärme in die Kunststoffscheibe zu irreversiblen Schäden oder zumindest zu optisch nachteiligen Beeinträchtigungen bzw. Abzeichnungen an der Außenseite führen kann, die in Form von Verwerfungen, Oberflächenunruhen etc. sichtbar werden und die Scheibenqualität irreparabel zerstören. Zudem ist das Einspeisen großer Stromstärken über die elektrische Leitung in den Heizleiter problematisch, weil es einen erheblichen lokalen Wärmeeintrag an der Kontaktstelle verursacht und die Wärme über die Kunststoffscheibe in der Scheibenebene i. d. R. schlecht abgeführt wird.Of the Material glass was for Motor vehicle windows in the past so far without Competitor. Because of the weight saving and the design freedom today there are also fixed side windows and panoramic roofs Plastic. Rear windows made of plastic have not yet enforced because a functioning heater is not yet on the Market available is. There is a particular need to heatable Plastic disc with at least one heating conductor reliable to contact. A soldering of the heating conductor with an electrical line connecting the heating conductor feeding with electricity is problematic because the penetration of soldering heat into the Plastic disc to irreversible damage or at least too visually adverse effects or marks on the outside to lead can be seen in the form of faults, surface riots, etc. and the disc quality destroy irreparably. In addition, the feed is great Amperages over the electrical conduction in the heating conductor is problematic because it has a considerable local heat input caused at the contact point and heat over the plastic disk in the pane level i. d. R. is poorly dissipated.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine beheizbare Kunststoffscheibe für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, die mit geringem Aufwand und hoher Qualität herstellbar ist, betriebssicher anschließbar ist und dabei eine ausreichende Heizleistung erzielt.Of the Invention is based on the object, a heated plastic disc for motor vehicles provide that can be produced with little effort and high quality is, reliably connected is while achieving a sufficient heat output.
Um diese Aufgabe zu lösen stellt die Erfindung die beheizbare Kunststoffscheibe für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1 bereit, umfassend: mindestens einen Heizleiter, eine elektrische Leitung und ein Kontaktelement, wobei das Kontaktelement zwischen der elektrischen Leitung und dem Heizleiter angeordnet ist.Around to solve this task the invention provides the heated plastic disc for motor vehicles according to claim 1, comprising: at least one heating conductor, an electrical line and a contact element, wherein the contact element arranged between the electrical line and the heating conductor is.
Das zwischen der elektrischen Leitung und dem Heizleiter angeordnete Kontaktelement erfüllt im Wesentlichen zwei Funktionen:
- A) eine „Pufferfunktion”, um einen punktuell und kurzzeitig erfolgenden Wärmeeintrag, z. B. durch Lötwärme, zu Puffern bzw. im Wesentlichen aufzunehmen und nicht unmittelbar an die Kunststoffscheibe abzugeben, und
- B) eine „Verteilerfunktion”, um den Strom, der über die elektrische Leitung in den Heizleiter einspeist wird, großflächig auf den Heizleiter zu verteilen, so dass eine lokale Überhitzung der Kunststoffscheibe („hot spot”) an der Kontaktfläche verhindert wird.
- A) a "buffer function" to a punctual and short-term heat input, z. B. by soldering heat to buffers or substantially absorb and not directly to the plastic disc, and
- B) a "distribution function" to distribute the current that is fed via the electrical line in the heating element, over a large area on the heating element, so that a local overheating of the plastic disk ("hot spot") is prevented at the contact surface.
Die „Pufferfunktion” ist an eine Wärmespeicherkapazität des Kontaktelements gekoppelt. Je größer die Wärmespeicherkapazität des Kontaktelements ist, umso besser ist der „Puffereffekt”. Die Wärmespeicherkapazität des Kontaktelements berechnet sich nach der Masse des Kontaktelements und der spezifischen Wärmespeicherkapazität des Materials des Kontaktelements.The "buffer function" is on a heat storage capacity of the contact element coupled. The bigger the Heat storage capacity of the contact element is, the better is the "buffer effect". The heat storage capacity of the contact element is calculated according to the mass of the contact element and the specific Heat storage capacity of the material of the contact element.
Die „Verteilerfunktion” ist an eine elektrische Leitfähigkeit und eine Wärmeleitfähigkeit des Kontaktelements gekoppelt. Je größer die elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit des Kontaktelements ist, umso besser ist der „Verteilereffekt”. Die elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit des Kontaktelements berechnet sich nach dem Leitungsquerschnitt und der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit des Materials des Kontaktelements.The "distributor function" is on an electrical conductivity and a thermal conductivity coupled to the contact element. The greater the electrical conductivity and thermal conductivity of the contact element, the better is the "distribution effect". The electric conductivity and thermal conductivity of the contact element is calculated according to the line cross section and the specific electrical conductivity and thermal conductivity the material of the contact element.
Das Kontaktelement ist vorzugsweise derart ausgelegt und an das Heizelement angeschlossen, dass es nur solche Wärmemengen an den Heizleiter bzw. die Kunststoffscheibe abgibt, welche den Heizleiter oder die Kunststoffscheibe nicht nachhaltig schädigen. Insbesondere soll sich das Kontaktelement durch eine Lötwärme bzw. Lötenergie nicht über einen für die Kunststoffscheibe kritischen Temperaturwert, z. B. +100°C erwärmen. Dazu sollte das Kontaktelement eine entsprechend hohe Wärmespeicherkapazität aufweisen.The Contact element is preferably designed and to the heating element connected, that there are only such amounts of heat to the heating element or the plastic disc emits which the heating conductor or the plastic disc not sustainably damage. In particular, the contact element by a soldering heat or Lötenergie no over one for the plastic disc critical temperature value, z. B. + 100 ° C warm. To the contact element should have a correspondingly high heat storage capacity.
Das Kontaktelement ist vorzugsweise auch derart ausgelegt, dass beim Stromübergang von dem Kontaktelement auf den Heizleiter keine lokale Überhitzung der Kunststoffscheibe im Bereich der Kontaktstelle erfolgt.The Contact element is preferably also designed such that during Current transfer from the contact element on the heating conductor no local overheating the plastic disk takes place in the region of the contact point.
Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn eine Kontaktfläche zwischen dem Heizleiter und dem Kontaktelement größer ist als eine Kontaktfläche zwischen der elektrischen Leitung und dem Kontaktelement. Dadurch wird eine große Wärmeübertragungsfläche zwischen dem Heizleiter und dem Kontaktelement geschaffen und die eingangs erwähnte „Verteilerfunktion” des Kontaktelements wird weiter verbessert.It can be helpful if there is a contact surface between the heating conductor and the contact element is greater than a contact surface between the electrical line and the contact element. This will be a size Heat transfer surface between created the heating element and the contact element and the beginning mentioned "distributor function" of the contact element will be further improved.
Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn das Kontaktelement eine größere spezifische Wärmeleitfähigkeit und/oder eine größere spezifische Wärmespeicherkapazität aufweist als der Heizleiter. Die größere spezifische Wärmeleitfähigkeit bewerkstelligt eine bessere Verteilung der Wärme über das Kontaktelement als über den Heizleiter. Die größere spezifische Wärmekapazität verbessert die „Pufferfunktion” des Kontaktelements bei kurzzeitiger Beaufschlagung mit großen Wärmemengen.It may prove to be advantageous when the contact element a larger specific thermal conductivity and / or having a greater specific heat storage capacity as the heating conductor. The larger specific thermal conductivity accomplishes a better distribution of heat over the contact element than over the Heating conductor. The larger specific Heat capacity improved the "buffer function" of the contact element during short-term exposure to large amounts of heat.
Es kann sich als günstig erweisen, wenn das Kontaktelement aus Metall, vorzugsweise Kupfer, ausgebildet ist. Metalle, insbesondere Kupfer, weisen i. d. R. eine besonders hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit und/oder eine besonders hohe spezifische Wärmespeicherkapazität auf und sind als Werkstoffe für das Kontaktelement bestens geeignet.It can be cheap prove, when the contact element made of metal, preferably copper is. Metals, in particular copper, have i. d. R. a special high specific thermal conductivity and / or a particularly high specific heat storage capacity on and are as materials for the contact element ideally suited.
Es kann nützlich sein, wenn das Kontaktelement als Folie oder Blech ausgebildet ist und eine Dicke zwischen 0,01 mm und 2,0 mm, vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 1,5 mm, bevorzugt zwischen 0,1 und 1 mm, besonders bevorzugt ca. 0,2 mm aufweist. Derartige Ausgestaltungen des Kontaktelements sind leicht verarbeitbar und bieten optimale Eigenschaften hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit und/oder der Wärmespeicherkapazität. Es kann auch nützlich sein, wenn das Kontaktelement eine Breite zwischen 0,1 cm und 10,0 cm, vorzugsweise zwischen 0,5 cm und 5,0 cm, bevorzugt zwischen 1,0 und 2,0 cm, besonders bevorzugt 1,5 cm aufweist. Außerdem kann es nützlich sein, wenn das Kontaktelement eine Länge zwischen 0,5 cm und 100,0 cm, vorzugsweise zwischen 1,0 cm und 50,0 cm, bevorzugt zwischen 5,0 und 10,0 cm, besonders bevorzugt 10,0 cm aufweist.It can be useful be when the contact element is formed as a foil or sheet and a thickness between 0.01 mm and 2.0 mm, preferably between 0.05 mm and 1.5 mm, preferably between 0.1 and 1 mm, more preferably about 0.2 mm. Such embodiments of the contact element are easy to process and offer optimal properties in terms of the thermal conductivity and / or the heat storage capacity. It can also useful be when the contact element has a width between 0.1 cm and 10.0 cm, preferably between 0.5 cm and 5.0 cm, preferably between 1.0 and 2.0 cm, more preferably 1.5 cm. In addition, can it useful be when the contact element has a length between 0.5 cm and 100.0 cm, preferably between 1.0 cm and 50.0 cm, preferably between 5.0 and 10.0 cm, more preferably 10.0 cm.
Es kann von Vorteil sein, wenn das Kontaktelement im Wesentlichen bandförmig oder streifenförmig ausgebildet ist und sich im Wesentlichen entlang des Heizleiters erstreckt. So lassen sich die „Verteilerfunktion” und „Pufferfunktion” des Kontaktelements optimal verbinden.It may be advantageous if the contact element substantially band-shaped or in strips is formed and extends substantially along the heating conductor extends. Thus, the "distribution function" and "buffer function" of the contact element can be optimally connect.
Es kann aber auch von Vorteil sein, wenn das Kontaktelement auf den Heizleiter aufgeklebt ist. Zum Aufkleben des Kontaktelements auf den Heizleiter ist keine Wärmeeinwirkung erforderlich. So kann eine irreparable Schädigung der Kunststoffscheibe verhindert werden.It but can also be advantageous if the contact element on the Heat conductor is glued. For gluing the contact element the heating element is no heat required. This prevents irreparable damage to the plastic disc become.
Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn das Kontaktelement eine Verzinnung aufweist. Die Verzinnung, die vorzugsweise als lokale Beaufschlagung des Kontaktelements mit Zinn, insbesondere Lötzinn, ausgebildet ist, bildet einen prädestinierten Kontaktpunkt zum Anschließen der elektrischen Leitung an das Kontaktelement. Die Verzinnung kann bereits vor dem Anbringen des Kontaktelements an dem Heizelement erfolgen. Dadurch ist zum Löten der elektrischen Leitung an das Kontaktelement nur noch eine geringe Lötenergie erforderlich.It may prove helpful if the contact element is a tinning having. The tinning, preferably as a local admission of the contact element with tin, in particular solder, is formed forms a predestined contact point to connect the electrical line to the contact element. The tinning can already take place before attaching the contact element to the heating element. This is for soldering the electrical line to the contact element only a small Lötenergie required.
Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn die elektrische Leitung an das Kontaktelement angelötet ist. Über eine Lötstelle lassen sich große Stromstärken übertragen. Zudem wird die elektrische Leitung durch Löten dauerhaft, fest und betriebssicher mit dem Kontaktelement verbunden.It may prove helpful when the electrical line is on the contact element is soldered. Over a soldered point can be great Transmit currents. In addition, the electrical wire by soldering is durable, strong and reliable connected to the contact element.
Es kann sich als nützlich erweisen, wenn die elektrische Leitung an der Verzinnung mit dem Kontaktelement verlötet ist. An der Verzinnung kann ohne Probleme gelötet werden, ohne dass es zu irreparablen Schäden an der Kunststoffscheibe kommt, weil die Verzinnung selbst als Wärmespeicher wirkt und Lötwärme aufnimmt. Alternativ kann die Verbindung aber auch z. B. durch Schweißen oder Kleben hergestellt werden.It can come in handy prove when the electrical line at the tinning with the Soldered contact element is. At the tinning can be soldered without problems, without it too irreparable damage comes on the plastic disc, because the tinning itself as a heat storage acts and absorbs soldering heat. Alternatively, the compound but also z. B. by welding or Gluing be made.
Es kann praktisch sein, wenn der Heizleiter auf eine Kunststoffschicht der Kunststoffscheibe aufgedruckt ist und eine Dicke zwischen 1 und 20 μm, vorzugsweise zwischen 5 und 10 μm, bevorzugt 6 μm aufweist. Ein derartig dünner Heizleiter kann leicht zwischen benachbarten Laminatschichten eingebettet werden.It can be handy if the heating element is on a plastic layer the plastic disc is printed and a thickness between 1 and 20 μm, preferably between 5 and 10 μm, preferably 6 microns. Such a thinner Heating conductor can be easily embedded between adjacent laminate layers become.
Ein weiterer bevorzugter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der beheizbaren Kunststoffscheibe nach einer der vorangegangene Ausführungen, umfassend die Schritte: A) Anbringen des Kontaktelements an dem Heizleiter; B) Bedecken des Kontaktelements mit einer Kunststoffschicht; C) Freilegen zumindest eines Abschnitts des Kontaktelements unter Durchbrechung der Kunststoffschicht; und D) Anbringen der elektrischen Leitung an dem freigelegten Abschnitt des Kontaktelements. Dieses Herstellungsverfahren ermöglicht eine kostengünstige Fertigung der beheizbaren Kunststoffscheibe, z. B. als „Laminatscheibe”, und eine betriebssichere Kontaktierung der Kunststoffscheibe über die elektrische Leitung.One Another preferred aspect of the invention relates to a method for producing the heatable plastic disc according to one of previous versions, comprising the steps of: A) attaching the contact element to the heating conductor; B) covering the contact element with a plastic layer; C) exposing at least a portion of the contact element below Opening of the plastic layer; and D) attaching the electrical lead at the exposed portion of the contact element. This manufacturing process allows one inexpensive Production of the heated plastic disc, z. B. as a "laminate disk", and a Reliable contacting of the plastic disc over the electrical line.
Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn der Schritt C) umfasst: Durchfräsen der Kunststoffschicht und Anfräsen einer (Vor-)Verzinnung des Kontaktelements. Im Bereich der (Vor-)Verzinnung kann eine elektrische Leitung bzw. Drahtlitze schnell und unkompliziert mit geringer Lötenergie angelötet werden.It may prove helpful if step C) includes: milling through the Plastic layer and milling a (pre-) tinning of the contact element. In the area of (pre-) tinning Can an electrical wire or strand of wire quickly and easily with low soldering energy soldered become.
Ein weiterer bevorzugter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der beheizbaren Kunststoffscheibe nach einer der vorangegangene Ausführungen, umfassend die Schritte: A') Anbringen der elektrischen Leitung an dem Kontaktelement; B') Anbringen des Kontaktelements an dem Heizleiter; C') Hinterspritzen einer Kunststoffschicht, so dass sich die elektrische Leitung durch die Kunststoffschicht hindurch erstreckt. Dieses Herstellungsverfahren ermöglicht eine kostengünstige Fertigung der beheizbaren Kunststoffscheibe, z. B. als „folienhinterspritzte Scheibe”, und eine betriebssichere Kontaktierung der Kunststoffscheibe über die elektrische Leitung.One Another preferred aspect of the invention relates to a method for producing the heatable plastic disc according to one of previous versions, comprising the steps: A ') attaching the electrical line to the contact element; B ') attaching the contact element on the heating conductor; C ') Injection of a plastic layer, so that the electric Line extends through the plastic layer therethrough. This manufacturing process allows a cost-effective Production of the heated plastic disc, z. B. as a "film hinterspritzte Disc", and a reliable contact of the plastic disc over the electrical line.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleDetailed description the preferred embodiments
Die
Erfindung betrifft eine beheizbare Kunststoffscheibe
Ein
Schwarzrand
Das
Kontaktelement
In
den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Kontaktelement
Der
Heizleiter
Die
elektrische Leitung
Die
Kunststoffschicht
Die
bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die
Die
Kunststoffscheibe
Die
Kunststoffscheibe
Die
Kunststoffscheibe
Die
Kunststoffscheibe
Das Verfahren zur Herstellung der beheizbaren Kunststoffscheibe
- A) Anbringen des Kontaktelements
4 an dem Heizleiter2 ; - B) Bedecken des Kontaktelements
4 mit einer Kunststoffschicht6 ; - C) Freilegen zumindest eines Abschnitts des Kontaktelements
4 unter Durchbrechung der Kunststoffschicht6 , insbesondere Durchfräsen der Kunststoffschicht6 und Anfräsen einer Verzinnung10 des Kontaktelements4 ; und - D) Anbringen der elektrischen Leitung
3 an dem freigelegten Abschnitt des Kontaktelements4 .
The method for producing the heatable plastic disc
- A) Attaching the contact element
4 on the heating conductor2 ; - B) covering the contact element
4 with a plastic layer6 ; - C) exposing at least a portion of the contact element
4 under breakthrough of the plastic layer6 , in particular through milling of the plastic layer6 and trimming a tinning10 of the contact element4 ; and - D) Attaching the electrical line
3 at the exposed portion of the contact element4 ,
Vor
Schritt A) wird die Kunststoffscheibe
In
Schritt A) wird das selbstklebende Kontaktelement
In
Schritt B) werden die Kunststoffschicht
In
Schritt C) wird die Verzinnung
In
Schritt D) wird die elektrische Leitung
Die
beheizbare Kunststoffscheibe
Ein
Verfahren zur Herstellung der beheizbaren Kunststoffscheibe
- A') Anbringen der elektrischen Leitung
3 an dem Kontaktelement4 ; - B') Anbringen
des Kontaktelements
4 an dem Heizleiter2 ; und - C') Hinterspritzen
einer Kunststoffschicht
6 , so dass sich die elektrische Leitung3 durch die Kunststoffschicht6 hindurch erstreckt.
- A ') Attaching the electrical line
3 on the contact element4 ; - B ') attaching the contact element
4 on the heating conductor2 ; and - C ') Injection of a plastic layer
6 so that the electrical line3 through the plastic layer6 extends through.
Vor
Schritt A') wird
die Kunststoffscheibe
In
Schritt A') wird
die elektrische Leitung
In
Schritt B') wird
das bereits vorverzinnte und mit der elektrische Leitung
In
Schritt C') wird
das Halbzeug in eine Spritzgussform eingegeben und die Kunststoffschicht
Durch
die sichere Kontaktierung können
die Vorteile der beheizbaren Kunststoffscheibe
Die
Kunststoffschichten
In
einem Kraftfahrzeug wird die beheizbare Kunststoffscheibe
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