DE102010018858B4

DE102010018858B4 - Kontaktierungs- und Verbindungsanordnung bestehend aus in einem Gehäuse eingebrachten Folienleitern

Info

Publication number: DE102010018858B4
Application number: DE102010018858A
Authority: DE
Inventors: André Jenrich
Original assignee: FEW Fahrzeugelektrikwerk GmbH and Co KG
Current assignee: FEW Fahrzeugelektrikwerk GmbH and Co KG
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2013-01-03
Anticipated expiration: 2030-05-01
Also published as: WO2011135077A9; SI2532051T1; ES2602105T3; EP2532051B1; US8853533B2; WO2011135077A1; DE102010018858A1; CN102884681B; EP2532051A1; US20130037296A1; CN102884681A

Abstract

Kontaktierungs- und Verbindungsanordnung bestehend aus in einem Gehäuse eingebrachten Folienleitern (4, 5), wobei Enden der Folienleiter (4, 5) einen Kontaktierungsabschnitt (6) aufweisen und mindestens teilweise übereinander liegen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zueinander weisenden Kontaktierungsabschnitten (6) ein doppelseitig selbstklebendes, leitfähiges Vliesmaterial befindlich ist, welches die Enden der Folienleiter (4, 5) mechanisch und elektrisch verbindet, weiterhin das Gehäuse in der Ebene der eingebrachten Folienleiter (4, 5) geteilt ausgeführt ist, wobei die Gehäuseteile Halbschalen (1, 2) bilden und in mindestens einer Halbschale (1, 2) stempelartige Vorsprünge (7, 8) vorgesehen sind, welche zu einer Verformung der Kontaktierungsabschnitte (6) und dem dazwischen befindlichen Vliesmaterial führen derart, dass eine Reduzierung des elektrischen Übergangswiderstands der Verbindung eintritt.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kontaktierungs- und Verbindungsanordnung bestehend aus in einem Gehäuse eingebrachten Folienleitern, wobei Enden der Folienleiter einen Kontaktierungsabschnitt aufweisen und mindestens teilweise übereinander liegen, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Verbinden von Folienkabelenden mit anisotropen Leitklebern ist aus der DE 100 50 797 A1 bekannt.
Des Weiteren offenbart die DE 196 42 178 A1 ein elektrisch leitfähiges Transfer-Tape aus einem Vliesmaterial, das beidseitig mit einer Klebebeschichtung versehen ist.
Aus der US 6 017 244 A und der DE 197 05 860 A1 sind Kontaktierungsvorrichtungen für Folienleiter bekannt, bei denen an zumindest einem Gehäuseteil stempelartige Vorsprünge vorgesehen sind.
Ferner ist bekannt, Folienanschlüsse als flach ausgebildete Leiter zur Stromversorgung von Heizfeldern von Verbundglasscheiben, insbesondere für deren Verwendung im Automobilbau, einzusetzen.
Hierbei werden üblicherweise stromführende Leiter außerhalb des Glasverbunds durch Kabel mit entsprechenden Verbindungsmöglichkeiten, die sich in einem Gehäuse befinden, zum Bordnetz ausgeführt. Die vorhandenen Kabel und Gehäuse stören jedoch den Fertigungsablauf bei der Herstellung der Verbundglasscheiben, so dass auf alternative und kostenseitig unattraktive Fertigungsabläufe zurückgegriffen werden muss.
Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die Fertigung der Scheiben nur mit Folienleitern auf Kaptonbasis, d. h. auf der Basis von Polyimid-Folien zu realisieren und die Kontaktierung der notwendigen Kabel/Gehäuse-Verlängerung nachträglich durch Löten auszuführen. Aber auch diese Technologie ist nicht optimal, da Probleme beim nachträglichen Abdichten der Verbindungsstellen entstehen. Auch das Herstellen einer Lotverbindung führt zu erheblichen kostenseitigen Aufwendungen.
Ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Anschlussverbindung, wobei Klebebänder zur Kontaktierung von flachen Leiterstrukturen verwendet werden, ist aus der US 4 113 981 A bekannt.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Kontaktierungs- und Verbindungsanordnung auf der Basis von in einem Gehäuse eingebrachten Folienleitern, deren Enden einen Kontaktierungsabschnitt aufweisen, anzugeben, wobei die technische Umsetzung ohne zusätzliches Fertigungsequipment möglich wird.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
Es wird demnach von einer Kontaktierungs- und Verbindungsanordnung auf der Basis von in einem Gehäuse eingebrachten Folienleitern ausgegangen, wobei Enden der Folienleiter einen Kontaktierungsabschnitt aufweisen und mindestens teilweise übereinander liegen. Als Folienleiter kommen bevorzugt Polyimid-Isolierfolien zum Einsatz, die entweder eine leitfähige Beschichtung aufweisen oder wobei zwischen zwei derartigen Isolierfolien eine leitfähige Zwischenschicht vorhanden ist. Polyimid-Folien weisen eine hohe Durchschlagfestigkeit sowie eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit bei extremer Temperaturbeständigkeit auf.
Erfindungsgemäß wird zwischen den zueinander weisenden Kontaktierungsabschnitten der Folienleiter ein doppelseitig selbstklebendes, leitfähiges Vliesmaterial, z. B. in Form eines Vliesmaterialstreifens angeordnet. Das Vliesmaterial verbindet die Enden der Folienleiter mechanisch und elektrisch.
Das Gehäuse, welches den Kontaktierungsabschnitt aufnimmt, ist in der Ebene der eingebrachten Folienleiter geteilt ausgeführt, wobei die Gehäuseteile Halbschalen bilden und in mindestens einer Halbschale stempelartige Vorsprünge vorgesehen sind.
Die vorerwähnten stempelartigen Vorsprünge führen zu einer Verformung der der Kontaktierungsabschnitte und dem dazwischen befindlichen Vliesmaterial derart, dass eine Reduzierung des elektrischen Übergangswiderstands im Verbindungsabschnitt eintritt.
Dabei ist vorgesehen, dass die stempelartigen Vorsprünge die Kontaktierungsabschnitte der Enden der Folienleiter nicht durchdringen, sondern lediglich die erwähnte Verformung bewirken.
Ausgestaltend weist eine der Gehäusehalbschalen stiftförmige Vorsprünge und die weitere der Gehäusehalbschalen hohlzylindrische Abschnitte oder Vorsprünge auf, wobei die stiftförmigen Vorsprünge und die hohlzylindrischen Abschnitte oder Vorsprünge im Wesentlichen komplementär und kongruent ausgebildet sind, um vom jeweiligen stiftförmigen Vorsprung geprägte Teile der Kontaktierungsschichten in den komplementären Abschnitt oder Vorsprung durchstoßungsfrei eindringen zu lassen. Beim Zusammenfügen der Gehäusehalbschalen unter Wirkung der stiftförmigen Vorsprünge und der hohlzylindrischen Abschnitte oder Vorsprünge ergibt sich eine Pressung mit Verdichtung des leitfähigen Vliesmaterials, so dass auch dessen Leitfähigkeit und Stromtragfähigkeit erhöht ist.
Die Gehäusehalbschalen können durch ein Folien- oder Filmgelenk verbunden sein, so dass sich die Montage weiter vereinfacht.
Im Gehäuse ist darüber hinaus ein wärmeaktivierbares Klebstoffdepot befindlich, um nach Schließen des Gehäuses durch Wärmezuführung von außen eine Abdichtung zu bewirken. Hierbei wird das Klebstoffdepot in einen fließfähigen Zustand versetzt mit bei Abkühlung eintretender Aushärtung. Nachträgliche Abdichtmaßnahmen können entfallen.
An den freien Enden der stiftförmigen Vorsprünge ist jeweils ein Radius ausgebildet, um eine Zerstörung der Kontaktierungsabschnitte der Folienleiter zu vermeiden.
Die Gehäusehälften können über Snap-in-Verbindungen untereinander bzw. gegeneinander fixiert werden.
Bevorzugt in den Eckbereichen der Gehäusehalbschalen befinden sich noch Zentriernasen und komplementäre Zentrierrücksprünge, wodurch sichergestellt ist, dass die stiftförmigen Vorsprünge und die zugeordneten hohlzylindrischen Abschnitte oder Vorsprünge in ihrer gewünschten Lagezuordnung stehen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung besitzt mindestens eine der Gehäusehalbschalen eine flache Wannenform.
Mit der vorliegenden Lehre stellen sich erhebliche Kosteneinsparungen während der Fertigung von mit Heizfeldern versehenen Verbundglasscheiben ein. Die Kontaktierung und Verbindung der Folienleiter erfolgt durch Kleben, ohne dass zusätzliches Fertigungsequipment notwendig wird. Durch die Nutzung hitzeaktivierbarer Klebstoffdepots innerhalb des Gehäuses stellt sich eine ausreichende Dichtigkeit, insbesondere gegen das Eindringen von Feuchtigkeit ein. Letztendlich erfolgt eine Reduzierung der Übergangswiderstände durch die Prägung des Kupferfolienverbunds einschließlich des leitfähigen Vliesmaterials.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
1 ein geöffnetes Gehäuse mit eingebrachten Folienleitern und freigelegtem Kontaktierungsabschnitt;
2 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach 1, jedoch in geschlossener Gehäuseform;
3 Gehäusehalbschalen mit äußerer komplementärer Kontur sowie in einer der Gehäusehalbschalen befindlichen stiftförmigen Vorsprüngen sowie in der weiteren Gehäusehalbschale angeordneten hohlzylindrischen Abschnitten und
4 eine Detaildarstellung der stiftförmigen Vorsprünge sowie der hohlzylindrischen Abschnitte, jeweils befindlich in einer der Gehäusehälften nach 3.
Bei der Darstellung nach den Figuren wird von zwei Gehäusehälften 1 und 2, ausgebildet als Unterteil 1 und Oberteil 2, ausgegangen. In den inneren Randbereichen der Gehäusehälften 1 und 2 ist ein Klebstoffdepot 3 befindlich, welches wärmeaktivierbar ist.
Bei der Darstellung nach 1 wird ein erster Folienleiter 4, der zur in der Figur nicht dargestellten Scheibe führt, eingebracht. Ein zweiter Folienleiter 5 steht mit einer nicht dargestellten Anschlusslitze in Verbindung.
Freigelegte Kontaktierungsabschnitte 6 werden unter Zwischenlage eines leitfähigen, doppelseitig klebenden Vliesmaterials elektrisch und mechanisch verbunden.
Mit Aufsetzen des Gehäuseoberteils 2 ergibt sich die in der 2 dargestellte geschlossene Gehäusekonstruktion. Die in den Hälften des Gehäuses angelegten Depots aus hitzeaktivierbarem Kleber werden durch Wärmeeinwirkung in den fließfähigen Zustand versetzt mit der Folge, dass eine dichte Verbindung der Gehäusehälften 1 und 2 gegeben ist.
Eine Reduzierung des Übergangswiderstands bezogen auf die Kontaktierungsabschnitte und die Zwischenlage aus leitfähigem Vliesmaterial ist durch eine erfindungsgemäße Ausbildung gemäß den Darstellungen nach 3 und 4 möglich.
Hierfür sind zunächst beispielhaft in der unteren Gehäusehälfte 1 hohlzylindrische Abschnitte oder Vorsprünge 7 bevorzugt matrixartig ausgebildet.
Der räumlichen Anordnung dieser hohlzylindrischen Abschnitte oder Vorsprünge 7 komplementär sind. in der oberen Gehäusehälfte 2 stiftförmige Vorsprünge 8 vorhanden.
Details hierzu sind den Darstellungen A und B nach 4 entnehmbar.
Beim Zusammenfügen der Gehäusehälften 1 und 2, z. B. durch die Snap-in-Verbindung 9, üben die dann gegenüberliegenden hohlzylindrischen Abschnitte oder Vorsprünge 7 sowie die stiftförmigen Vorsprünge 8 eine Druckkraft und damit eine Verformung auf die Kontaktierungsabschnitte 6 (siehe 1) und die dazwischen befindliche in den Figuren nicht dargestellte Vliesmaterialschicht aus. Hierdurch wird eine Reduzierung der Übergangswiderstände durch die erfolgende Prägung des Kupferfolienverbunds bewirkt und eine Erwärmung im Kontaktübergangsbereich ausgeschlossen.
Zentriernasen 10 wirken mit Zentrierrücksprüngen 11 zusammen und stellen sicher, dass die gewünschte Zuordnungslage zwischen den stiftförmigen Vorsprüngen 8 sowie den hohlzylindrischen Abschnitten 7 gewährleistet bleibt.
Bei der Detaildarstellung nach 4 A ist eine Teilmenge stiftförmiger Vorsprünge 7 zu erkennen, die einen pilzförmigen Kopf 12 besitzen. Der pilzförmige Kopf 12 stellt einen angeformten Radius dar und verhindert ein ungewolltes Durchstoßen der mit dem Kopf in Kontakt kommenden Kupferleitbahn.
Gemäß 4 B ist eine Teilmenge hohlzylindrischer Vorsprünge 7 zu erkennen, die quasi eine Hülsenform besitzen. Der Innendurchmesser der hohlzylindrischen Vorsprünge 7 ist dabei gleich oder größer als der Außendurchmesser der stiftförmigen Vorsprünge 8 in deren Sockelbereich.

Claims

Kontaktierungs- und Verbindungsanordnung bestehend aus in einem Gehäuse eingebrachten Folienleitern (4, 5), wobei Enden der Folienleiter (4, 5) einen Kontaktierungsabschnitt (6) aufweisen und mindestens teilweise übereinander liegen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zueinander weisenden Kontaktierungsabschnitten (6) ein doppelseitig selbstklebendes, leitfähiges Vliesmaterial befindlich ist, welches die Enden der Folienleiter (4, 5) mechanisch und elektrisch verbindet, weiterhin das Gehäuse in der Ebene der eingebrachten Folienleiter (4, 5) geteilt ausgeführt ist, wobei die Gehäuseteile Halbschalen (1, 2) bilden und in mindestens einer Halbschale (1, 2) stempelartige Vorsprünge (7, 8) vorgesehen sind, welche zu einer Verformung der Kontaktierungsabschnitte (6) und dem dazwischen befindlichen Vliesmaterial führen derart, dass eine Reduzierung des elektrischen Übergangswiderstands der Verbindung eintritt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gehäusehalbschalen (1, 2) stiftförmige Vorsprünge (8) und die weitere der Gehäusehalbschalen (1, 2) hohlzylindrische Abschnitte oder Vorsprünge (7) aufweist, wobei die stiftförmigen Vorsprünge (8) und die hohlzylindrischen Abschnitte oder Vorsprünge (7) komplementär und kongruent ausgebildet sind, um vom jeweiligen stiftförmigen Vorsprung (8) geprägte Teile der Kontaktierungsschichten in die komplementären Abschnitte oder Vorsprünge (7, 8) durchstoßungsfrei eindringen zu lassen.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusehalbschalen (1, 2) durch ein Film- oder Foliengelenk verbunden sind.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Gehäuse (1, 2) ein wärmeaktivierbares Klebstoffdepot (3) befindet, um nach Schließen des Gehäuses (1, 2) durch Wärmezuführung eine Abdichtung zu bewirken.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der stiftförmigen Vorsprünge (8) jeweils einen pilzförmigen Kopf (12) aufweisen, der einen angeformten Radius darstellt.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusehälften (1, 2) über eine Snap-in-Verbindung (9) untereinander fixierbar sind.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bevorzugt in Eckbereichen der Gehäusehalbschalen (1, 2) Zentriernasen (10) und Zentrierrücksprünge (11) befindlich sind.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Gehäusehalbschalen (1, 2) eine flache Wannenform besitzt.