DE102018203430A1 - AREA ELECTRO COMPONENT AND METHOD OF MANUFACTURING - Google Patents
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Abstract
Ein Flächenelektrobauteil enthält ein erstes Blechpaneel und ein zweites Blechpaneel. Eine elektrisch leitfähige Klebstoffschicht ist zwischen einander zugewandten Oberflächen des ersten Blechpaneels und des zweiten Blechpaneels angeordnet. Dabei bildet das erste Blechpaneel eine erste Elektrode des Flächenelektrobauteils und das zweite Blechpaneel bildet eine zweite Elektrode des Flächenelektrobauteils. Ein Stromfluss von dem ersten Blechpaneel durch die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht zum zweiten Blechpaneel erfolgt senkrecht zu der Klebstoffschichtebene. A surface electric component contains a first sheet metal panel and a second sheet metal panel. An electrically conductive adhesive layer is disposed between facing surfaces of the first sheet metal panel and the second sheet metal panel. In this case, the first sheet metal panel forms a first electrode of the surface electric component and the second sheet metal panel forms a second electrode of the surface electric component. A current flow from the first sheet-metal panel through the electrically conductive adhesive layer to the second sheet-metal panel is perpendicular to the layer of adhesive layer.
Description
Die Erfindung betrifft ein Flächenelektrobauteil, ein Blechband-Verbundmaterial für ein Flächenelektrobauteil sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Flächenelektrobauteils. Ferner betrifft die Erfindung Einrichtungen wie beispielsweise Behälter, Schutzwandungen sowie Dach-, Wand-, Decken- und Bodenpaneele für Gebäude, die ein Flächenelektrobauteil beispielsweise in Form einer Flächenheizung und/oder eines Flächendeformationssensors umfassen.The invention relates to a surface electric component, a sheet-metal strip composite material for a surface electric component and to a method for producing a surface electric component. Furthermore, the invention relates to devices such as containers, protective walls and roof, wall, ceiling and floor panels for buildings, which include a surface electric component, for example in the form of a surface heating and / or a surface deformation sensor.
Derzeit werden Heizungen oder Sensorik als separate Einheiten in flächige Bauelemente wie beispielsweise Wandungen von Behälter oder Gebäudewandflächen integriert, wenn eine entsprechend Funktionalität (Beheizung der Umgebung, Erfassung von Umgebungseinflüssen) gewünscht ist. Beispielsweise ist es bekannt, Heizdrähte, Heizspulen, Heizmatten oder Heizbeschichtungen an Flächenelementen anzubringen oder Drucksensorik in Wandungen vorzusehen.Currently, heaters or sensors are integrated as separate units in planar components such as walls of containers or building walls, if a corresponding functionality (heating of the environment, detection of environmental influences) is desired. For example, it is known to install heating wires, heating coils, heating mats or heating coatings on surface elements or to provide pressure sensors in walls.
Bei der Verwendung von Heizdrähten hat sich als nachteilig herausgestellt, dass ein hoher Platzbedarf verbunden mit hohen Kosten sowie in vielen Fällen eine konstruktiv aufwändige Ankopplung der Heizdrähte an das zu wärmende Bauteil erforderlich werden. Heizbeschichtungen benötigen zur Stromführung in der Schichtebene große Schichtdicken und zur Erzielung der erforderlichen elektrischen Leitfähigkeit teure Füllstoffe (beispielsweise Silber) sowie aufwändige Elektrodenstrukturen. Wenn die Heizbeschichtungen auf einen elektrisch leitfähigen Untergrund aufgebracht werden sollen, muss dieser gegenüber der Heizbeschichtung beispielsweise durch eine Vorlackierung elektrisch isoliert werden, was bei großflächigen Applikationen zu hohen Entsorgungskosten bei der Verschrottung führt.When using heating wires has proved to be disadvantageous that a high space requirement associated with high costs and in many cases a structurally complex coupling of the heating wires to the component to be heated are required. Heating coatings require large layer thicknesses to conduct electricity in the layer plane and expensive fillers (for example silver) and expensive electrode structures to achieve the required electrical conductivity. If the heating coatings are to be applied to an electrically conductive substrate, it must be electrically insulated from the heating coating, for example by a pre-painting, resulting in large-scale applications at high disposal costs in the scrapping.
Aus
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung kann darin gesehen werden, ein Flächenelektrobauteil zu schaffen, das eine integrale, flächige elektrische Funktionalität, wie beispielsweise Heizen oder Sensorik, aufweist und kostengünstig herstellbar ist. Insbesondere soll das Flächenelektrobauteil eine hohe bauliche Eignung für eine Vielzahl von Anwendungen und Einsatzbereichen aufweisen. Ferner kann eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung darin gesehen werden, ein kostengünstiges Blechband-Verbundmaterial für ein Flächenelektrobauteil zu schaffen sowie Verfahren anzugeben, welche zur Produktion eines Blechband-Verbundmaterials als Vorprodukt des Flächenelektronikbauteils dienen.An object of the invention is based to be considered to provide a surface electric component, which has an integral, planar electrical functionality, such as heating or sensor technology, and is inexpensive to produce. In particular, the surface electric component should have a high structural suitability for a large number of applications and areas of application. Furthermore, an object of the invention underlying can be seen to provide a cost-effective sheet-metal composite material for a surface electric component and to provide methods which are used for the production of a sheet-metal composite material as a precursor of the surface electronic component.
Die Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The task is solved by the features of the independent claims. Embodiments and developments are subject of the dependent claims.
Demnach umfasst ein Flächenelektrobauteil ein erstes Blechpaneel, ein zweites Blechpaneel und eine elektrisch leitfähige Klebstoffschicht, die zwischen einander zugewandten Oberflächen des ersten Blechpaneels und des zweiten Blechpaneels angeordnet ist. Dabei bildet das erste Blechpaneel eine erste Elektrode des Flächenelektrobauteils, das zweite Blechpaneel bildet eine zweite Elektrode des Flächenelektrobauteils und es erfolgt im Betrieb ein Stromfluss von dem ersten Blechpaneel zum zweiten Blechpaneel durch die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht hindurch in Richtung senkrecht zu der Klebstoffschichtebene. Dabei werden die beiden Blechpaneele, bei denen es sich um Formzuschnitte aus einem gewalzten Blechband handeln kann, durch die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht zusammengehalten.Accordingly, a surface electric component comprises a first sheet-metal panel, a second sheet-metal panel and an electrically conductive adhesive layer which is arranged between mutually facing surfaces of the first sheet-metal panel and the second sheet-metal panel. In this case, the first sheet-metal panel forms a first electrode of the surface electric component, the second sheet-metal panel forms a second electrode of the sheet-metal electrical component, and during operation, a current flows from the first sheet-metal panel to the second sheet-metal panel through the electrically conductive adhesive layer in the direction perpendicular to the layer of adhesive layer. In this case, the two sheet-metal panels, which may be shaped blanks from a rolled sheet-metal strip, held together by the electrically conductive adhesive layer.
Bei der elektrisch leitfähigen Klebstoffschicht kann es sich um eine chemisch aushärtbare Klebstoffschicht handeln, bei welcher die Verklebung des ersten und zweiten Blechpaneels über eine Aktivierung der chemisch aushärtbaren Klebstoffschicht erfolgt. Die elektrische Leitfähigkeit der Klebstoffschicht kann beispielsweise durch ein elektrisch leitfähiges Füllmaterial (z.B. Metallpartikel, Kohlenstoffpartikel, wie beispielsweise Leitruß, Graphitpartikel oder Nano-Karbonpartikel, wie beispielsweise Nanotubes) oder durch Verwendung eines intrinsisch leitfähigen Polymerklebstoffes herbeigeführt werden.The electrically conductive adhesive layer may be a chemically curable adhesive layer in which the bonding of the first and second sheet metal panels takes place via activation of the chemically curable adhesive layer. The electrical conductivity of the adhesive layer can be brought about, for example, by an electrically conductive filler material (e.g., metal particles, carbon particles such as carbon black, graphite particles or nanocarbon particles such as nanotubes), or by using an intrinsically conductive polymer adhesive.
Durch die Stromflussrichtung senkrecht zu der Schichtebene der Klebstoffschicht wird erreicht, dass das Schichtmaterial nur eine relativ geringe elektrische Leitfähigkeit im Vergleich zu Anordnungen, in welchen der Stromfluss in Schichtebene erfolgt, aufweisen muss. Insofern kann ein relativ geringer Füllfaktor an leitfähigen Partikeln ausreichend sein, um die gewünschten elektrischen Schichteigenschaften zu erzeugen. Darüber hinaus ermöglicht der senkrechte Stromfluss eine hohe Ausfallsicherheit des Flächenelektrobauteils, da eine Unterbrechung des Stromflusses aufgrund des großen Querschnitts praktisch nicht auftreten kann.The current flow direction perpendicular to the layer plane of the adhesive layer ensures that the layer material only has to have a relatively low electrical conductivity in comparison to arrangements in which the current flow takes place in the layer plane. As such, a relatively small fill factor of conductive particles may be sufficient to produce the desired electrical layer properties. In addition, the vertical current flow allows a high reliability of the surface electric component, as an interruption the current flow due to the large cross-section can not occur practically.
Da die Stromeinkopplung über Blechpaneele erfolgt, kann eine hohe mechanische und/oder strukturelle Stabilität des Flächenelektrobauteils gewährleitstet werden. Dadurch kann eine hohe Ausfallsicherheit des Flächenelektrobauteils bei mechanischen Beanspruchungen gegenüber Kurzschlüssen erreicht werden.Since the current is input via sheet metal panels, a high mechanical and / or structural stability of the surface electric component can be ensured. This allows a high reliability of the surface electric component can be achieved with mechanical stresses against short circuits.
Bei der elektrisch leitfähigen Klebstoffschicht kann es sich beispielsweise um eine auf chemischer Aushärtung (Vernetzung) basierenden Klebstoffschicht handeln. Die chemische Aushärtung der Klebstoffschicht trägt ebenfalls zur Robustheit des Flächenelektrobauteils und damit zu dessen Ausfallsicherheit bei.The electrically conductive adhesive layer may be, for example, an adhesive layer based on chemical curing (crosslinking). The chemical hardening of the adhesive layer also contributes to the robustness of the surface electric component and thus to its reliability.
Die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht kann beispielsweise auf der Basis eines Backlacks aufgebaut sein. Backlackschichten sind speziell für den Elektrokernbau entwickelte chemisch aushärtbare Klebstoffschichten, die eine hohe mechanische und thermische (Langzeit-)Stabilität sowie eine hohe Korrosionsfestigkeit aufweisen.The electrically conductive adhesive layer can be constructed, for example, on the basis of a baked enamel. Backing lacquers are chemically hardenable adhesive layers specially developed for the electrical core industry, which have high mechanical and thermal (long-term) stability and high corrosion resistance.
Zur Erhöhung der Korrosionsfestigkeit des Flächenelektrobauteils und damit zur Erweiterung seines Einsatzbereiches kann vorgesehen sein, dass eine oder beide der einander zugewandten Oberflächen der beiden Elektropaneele mit einer metallischen Korrosionsschutzschicht, beispielsweise einer Korrosionsschutzschicht auf Zink- und/oder Aluminiumbasis, bedeckt sind.In order to increase the corrosion resistance of the surface electric component and thus to expand its range of application, it may be provided that one or both of the mutually facing surfaces of the two electropanels are covered with a metallic corrosion protection layer, for example a zinc and / or aluminum-based corrosion protection layer.
Zusätzlich oder anstelle der Korrosionsschutzschicht kann ferner vorgesehen sein, dass eine oder beide der einander zugewandten Oberflächen der beiden Elektropaneele mit einer elektrisch leitfähigen Lackschicht bedeckt sind, deren spezifischer elektrischer Widerstand kleiner als ein spezifischer elektrischer Widerstand der Klebstoffschicht ist. Dadurch kann erreicht werden, dass die an die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht angrenzende Elektrodenoberfläche (die durch die Oberfläche der elektrisch leitfähigen Lackschicht gebildet wird) gleichmäßige und definierte elektrische Eigenschaften aufweist und die darunterliegenden Elektrodenmaterialien (beispielsweise die metallische Korrosionsschutzschicht oder das Blechmaterial der Blechpaneele) vor Reaktionen (z.B. Oxidation) mit Umgebungsmedien (z.B. Luft) geschützt sind.In addition or instead of the anticorrosion layer, it may further be provided that one or both of the mutually facing surfaces of the two electrical panels are covered with an electrically conductive lacquer layer whose specific electrical resistance is smaller than a specific electrical resistance of the adhesive layer. It can thereby be achieved that the electrode surface adjoining the electrically conductive adhesive layer (which is formed by the surface of the electrically conductive lacquer layer) has uniform and defined electrical properties and the underlying electrode materials (for example the metallic corrosion protection layer or the sheet metal material of the sheet metal panels) before reactions ( eg oxidation) with ambient media (eg air) are protected.
Beispielsweise kann die Klebstoffschicht in Form eines die einander zugewandten Oberflächen teilflächig bedeckenden Musters angeordnet sein. Durch die lediglich teilflächige Applizierung der Klebstoffschicht lässt sich eine Kostenersparnis durch Reduzierung der benötigten Materialmenge an Klebstoff (ggf. mit entsprechender Menge an Füllmaterial) erreichen.By way of example, the adhesive layer may be arranged in the form of a pattern covering the surfaces facing each other over part of the surface. By only partial application of the adhesive layer can be a cost savings by reducing the required amount of material to achieve adhesive (possibly with an appropriate amount of filler).
Ferner kann vorgesehen sein, dass zwischen den einander zugewandten Oberflächen Abstandshalter angeordnet werden. Die Abstandshalter erhöhen die Ausfallsicherheit des Flächenelektrobauteils und können, insbesondere in Kombination mit einer lediglich teilflächig applizierten Klebstoffschicht, eine Kostenersparnis bewirken.Furthermore, it can be provided that spacers are arranged between the mutually facing surfaces. The spacers increase the reliability of the surface electrical component and can, especially in combination with a merely partially applied adhesive layer, cause cost savings.
Die Blechpaneele können vergleichsweise großflächig sein und Seitenlängen in einer oder beiden Dimensionen von gleich oder größer als 1,0 m, 2,0 m, 3,0 m oder 4,0 m usw. aufweisen.The sheet metal panels may be relatively large in area and have side lengths in one or both dimensions equal to or greater than 1.0 m, 2.0 m, 3.0 m or 4.0 m, etc.
Das Flächenelektrobauteil kann beispielsweise eine elektrische Funktionalität als elektrische Flächenheizung und/oder als elektrischer Flächendeformationssensor aufweisen. Diese oder weitere elektrische Funktionalitäten können auch gemeinsam genutzt werden. Wie im Folgenden beispielhaft noch näher erläutert wird, ergeben sich draus eine Vielzahl von Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten. Insbesondere sind Anwendungen möglich, bei welchen eine hohe mechanische Stabilität, Tragfähigkeit und Robustheit und/oder große Flächen benötigt werden und/oder eine hohe Korrosionsfähigkeit bzw. Widerstandsfähigkeit gegenüber Umgebungseinflüssen erforderlich sind.The surface electric component can have, for example, an electrical functionality as electric surface heating and / or as an electrical surface deformation sensor. These or other electrical functionalities can also be shared. As will be explained in more detail below by way of example, this results in a large number of applications and possible uses. In particular, applications are possible in which a high mechanical stability, load capacity and robustness and / or large areas are required and / or a high corrosion resistance or resistance to environmental influences are required.
Erzeugnisse, die aus dem hier beschriebenen Flächenelektrobauteil bestehen oder dieses aufweisen können, sind daher beispielsweise Behälter, Dach-, Wand-, Decken- und/oder Bodenpaneele für Gebäude sowie Schutzwandungen mit integrierten Durchbruchschutz und/oder integrierter Aufpralldetektion.Products consisting of or comprising the surface electric component described herein are therefore for example containers for buildings, roof, wall, ceiling and / or floor panels and protective walls with integrated breakdown protection and / or integrated impact detection.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Blechband-Verbundmaterial für Flächenelektrobauteile geschaffen, das ein gewalztes Blechband und eine elektrisch leitfähige Klebstoffschicht, die über einer Oberfläche des gewalzten Blechbandes aufgebracht ist, umfasst. Ein solches Blechband-Verbundmaterial kann ein Vorprodukt für ein Flächenelektrobauteil, wie es hier beschrieben ist, darstellen, da es in Bandform die eine Elektrode sowie die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht (die zu diesem Zeitpunkt allerdings noch nicht aktiviert ist) enthält.According to another aspect, there is provided a sheet-metal composite material for sheet electrical components comprising a rolled sheet-metal strip and an electrically-conductive adhesive layer applied over a surface of the rolled sheet-metal strip. Such a sheet-metal strip composite material can be a precursor for a surface electric component as described here, since it contains in band form the one electrode and the electrically conductive adhesive layer (which, however, is not yet activated at this time).
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Flächenelektrobauteils, welches ein Vereinzeln eines Blechbandes, über dessen einer Oberfläche eine elektrisch leitfähige Klebstoffschicht aufgetragen ist, in erste Blechpaneele, und ein Verkleben der ersten Blechpaneele mittels der Klebstoffschicht jeweils mit zweiten Blechpaneelen, derart, dass das erste Blechpaneel eine erste Elektrode des Flächenelektrobauteils und das zweite Blechpaneel eine zweite Elektrode des Flächenelektrobauteils bilden, umfasst. Wiederum ist vorgesehen, dass der Stromfluss zwischen den Blechpaneel über die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht senkrecht zu der Klebstoffschichtebene erfolgt.A further aspect relates to a method for producing a sheet-metal electrical component, which comprises separating a sheet-metal strip, on whose surface an electrically conductive adhesive layer is applied, into first sheet-metal panels, and adhesively bonding the first sheet-metal panels by means of the adhesive layer to second sheet-metal panels in such a way that first sheet metal panel a first electrode of the surface electric component and the second Sheet metal panel form a second electrode of the surface electric component comprises. Again, it is provided that the flow of current between the sheet metal panel via the electrically conductive adhesive layer is perpendicular to the layer of adhesive layer.
Bei dem Verfahren kann das Verkleben der ersten Blechpaneele mit den zweiten Blechpaneelen in einer Pressstation unter Anwendung eines Flächendrucks und einer Energiezufuhr zur Aktivierung der Klebstoffschicht erfolgen.In the method, the bonding of the first sheet metal panels with the second sheet metal panels in a pressing station can be carried out using a surface pressure and an energy supply to activate the adhesive layer.
Das Verfahren kann beispielsweise vollständig beim Kunden, d.h. nach Auslieferung des Blechbandes mit der darauf angebrachten elektrisch leitfähigen Klebstoffschicht durch den Stahlproduzenten, durchgeführt werden. Es ist auch möglich, dass beispielsweise der Schritt des Vereinzelns des Blechbandes noch beim Stahlproduzenten und die restlichen Schritte beim Kunden erfolgen.For example, the method may be fully performed by the customer, i. after delivery of the sheet metal strip with the electrically conductive adhesive layer applied thereon by the steel producer. It is also possible that, for example, the step of separating the sheet metal strip still occur at the steel producer and the remaining steps at the customer.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zur Produktion eines für die Herstellung eines Flächenelektrobauteils als Vorprodukt vorgesehenen Blechband-Verbundmaterials, wobei das Verfahren eine Herstellung eines gewalzten Blechbandes und ein Auftragen einer elektrisch leitfähigen Klebstoffschicht über einer Oberfläche des gewalzten Blechbandes umfasst.A further aspect relates to a method of producing a sheet-metal composite material intended as a precursor for the production of a sheet-metal electrical component, the method comprising producing a rolled sheet-metal strip and applying an electrically conductive adhesive layer over a surface of the rolled sheet-metal strip.
Das Verfahren kann ferner das Erzeugen einer metallischen Korrosionsschutzschicht, insbesondere einer Korrosionsschutzschicht auf Zink- und/oder Aluminiumbasis, über der Oberfläche des gewalzten Blechbandes vor dem Auftragen der elektrisch leitfähigen Klebstoffschicht und/oder das Erzeugen einer elektrisch leitfähigen Lackschicht über der Oberfläche des gewalzten Blechbandes vor dem Auftragen der elektrisch leitfähigen Klebstoffschicht umfassen. Dabei kann der spezifische elektrische Widertand der elektrisch leitfähigen Lackschicht kleiner als ein spezifischer elektrischer Widerstand der Klebstoffschicht sein.The method may further include forming a metallic corrosion protection layer, particularly a zinc and / or aluminum based corrosion protection layer over the surface of the rolled sheet metal strip before applying the electrically conductive adhesive layer and / or forming an electrically conductive lacquer layer over the surface of the rolled sheet metal strip the application of the electrically conductive adhesive layer. In this case, the specific electrical resistance of the electrically conductive lacquer layer may be smaller than a specific electrical resistance of the adhesive layer.
Eine kostengünstige Möglichkeit der Auftragung der elektrisch leitfähigen Klebstoffschicht besteht darin, diese durch eine Walzenapplikation oder durch ein Druckverfahren, insbesondere Siebdruck, aufzubringen.An inexpensive way of applying the electrically conductive adhesive layer is to apply them by a roll application or by a printing process, in particular screen printing.
Sowohl das Produktionsverfahren als auch die Erzeugung der (optionalen) metallischen Korrosionsschutzschicht und/oder der (optionalen) elektrisch leitfähigen Lackschicht können vollständig beim Stahlproduzenten, d.h. beispielsweise vor Ort im Stahlwerk, durchgeführt werden.Both the production process and the production of the (optional) metallic corrosion protection layer and / or the (optional) electrically conductive lacquer layer can be fully performed by the steel producer, i. For example, be carried out locally in the steel mill.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Weiterbildung in beispielhafter Weise anhand der schematischen Zeichnungen erläutert, wobei in den Zeichnungen teilweise ein unterschiedlicher Detailierungsgrad verwendet wird. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dieselben oder ähnliche Teile.
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1 zeigt in Längsschnittdarstellung beispielhaft ein Flächenelektrobauteil gemäß einer ersten Ausführungsform. -
2 zeigt ein elektrisches Ersatzschaltbild des Flächenelektrobauteils der1 . -
3A ist eine Detaildarstellung des DetailsD1 aus1 gemäß einem ersten Beispiel. -
3B ist eine Detaildarstellung des DetailsD1 aus1 gemäß einem zweiten Beispiel. -
3C ist eine Detaildarstellung des DetailsD1 aus1 gemäß einem dritten Beispiel. -
4 zeigt in Längsschnittdarstellung beispielhaft ein Flächenelektrobauteil gemäß einer zweiten Ausführungsform. -
5A zeigt in perspektivischer Ansicht ein teilweise aufgeschnittenes Flächenelektrobauteil mit einer teilflächigen Klebstoffschicht in Form eines Gittermusters. -
5B zeigt in perspektivischer Ansicht ein teilweise aufgeschnittenes Flächenelektrobauteil mit einer teilflächigen Klebstoffschicht in Form eines Streifenmusters. -
5C zeigt in perspektivischer Ansicht ein teilweise aufgeschnittenes Flächenelektrobauteil mit einer teilflächigen Klebstoffschicht in Form eines Punktemusters. -
6A zeigt eine Detaildarstellung des DetailsD2 aus4 gemäß einem ersten Beispiel. -
6B zeigt eine Detaildarstellung des DetailsD2 aus4 gemäß einem zweiten Beispiel. -
7 zeigt den Einsatz von Flächenelektrobauteilen als Wand- und Deckenpaneele für bedachte Aufenthaltsbereiche. -
8 zeigt die Verwendung von Flächenelektrobauteilen als Wandung eines Aufbewahrungsbehälters für flüssige, gasförmige oder feste Stoffe. -
9 zeigt die Verwendung von Flächenelektrobauteilen als Wandung eines Aufbewahrungsbehälters für eine Elektrobatterie. -
10 zeigt die Verwendung von Flächenelektrobauteilen als Schutzwand mit integriertem Durchbruchschutz und/oder integrierter Aufpralldetektion. -
11 zeigt die Verwendung von Flächenelektrobauteilen als robuster Zähler. -
12A zeigt einen beispielhaften Prozess des Auftragens einer elektrisch leitfähigen, chemisch aushärtbaren Klebstoffschicht über eine Oberfläche eines gewalzten Blechbandes. -
12B zeigt einen Querschnitt eines Blechband-Verbundmaterials, wie es beispielsweise durch den in12A dargestellten Prozess produziert werden kann. -
13 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung eines Flächenelektrobauteils aus Blechband-Verbundmaterial.
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1 shows in longitudinal sectional view by way of example a surface electric component according to a first embodiment. -
2 shows an electrical equivalent circuit diagram of the surface electric component of1 , -
3A is a detail of the detailD1 out1 according to a first example. -
3B is a detail of the detailD1 out1 according to a second example. -
3C is a detail of the detailD1 out1 according to a third example. -
4 shows in longitudinal sectional view by way of example a surface electric component according to a second embodiment. -
5A shows a perspective view of a partially cut surface electric component with a partial adhesive layer in the form of a grid pattern. -
5B shows a perspective view of a partially cut surface electric component with a partial adhesive layer in the form of a stripe pattern. -
5C shows a perspective view of a partially cut surface electric component with a partial adhesive layer in the form of a dot pattern. -
6A shows a detail of the detailD2 out4 according to a first example. -
6B shows a detail of the detailD2 out4 according to a second example. -
7 shows the use of surface electric components as wall and ceiling panels for covered living areas. -
8th shows the use of surface electric components as a wall of a storage container for liquid, gaseous or solid substances. -
9 shows the use of surface electric components as a wall of a storage container for an electric battery. -
10 shows the use of surface electric components as a protective wall with integrated breakdown protection and / or integrated impact detection. -
11 shows the use of surface electric components as a robust counter. -
12A shows an exemplary process of applying an electrically conductive, chemical curable adhesive layer over a surface of a rolled sheet metal strip. -
12B shows a cross section of a sheet-metal composite material, as for example by the in12A represented process can be produced. -
13 shows an exemplary method for producing a surface electric component made of sheet metal strip composite material.
Begriffe wie „Aufbringen“ oder „Auftragen“ sowie ähnliche Begriffe (z.B. „aufgebracht“ bzw. „aufgetragen“) sind in dieser Beschreibung nicht so zu verstehen, dass die aufgebrachten bzw. aufgetragenen Schichten einen direkten Kontakt zu der Oberfläche, auf der sie aufgebracht bzw. aufgetragen werden, aufweisen müssen. Es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten zwischen den „aufgebrachten“ oder „aufgetragenen“, Elementen oder Schichten und der darunterliegenden Oberfläche vorhanden sein. Jedoch können die oben erwähnten oder ähnliche Begriffe in dieser Offenbarung auch die spezielle Bedeutung haben, dass die Elemente oder Schichten einen direkten Kontakt zu der darunterliegenden Oberfläche haben, d.h. dass keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sind.Terms such as "applying" or "applying" and similar terms (eg, "applied" or "applied") in this specification are not to be understood as meaning that the applied or applied layers are in direct contact with the surface on which they are applied or must be applied. There may be intervening elements or layers between the "applied" or "applied" elements or layers and the underlying surface. However, the above-mentioned or similar terms in this disclosure may also have the specific meaning that the elements or layers have direct contact with the underlying surface, i. that there are no intervening elements or layers.
Der Begriff „über“, der in Bezug auf ein Element oder eine Materialschicht verwendet wird, das oder die „über“ einer Oberfläche gebildet oder angebracht wird, kann hier in der Bedeutung verwendet werden, dass das Element oder die Materialschicht „indirekt auf“ der Oberfläche angebracht wird, wobei zwischenliegende Elemente oder Schichten zwischen der Oberfläche und dem Element oder der Materialschicht vorhanden sein können. Jedoch kann der Begriff „über“ auch die spezielle Bedeutung haben, dass das Element oder die Materialschicht, die „über“ einer Oberfläche aufgebracht oder aufgetragen wird, „direkt auf“, d.h. z.B. in direktem Kontakt mit der betreffenden Oberfläche angebracht wird. Das Gleiche gilt analog für ähnliche Begriffe wie z.B. „darüberliegend“, „unter“, „darunterliegend“ usw.The term "over" as used with respect to an element or layer of material that is formed or applied "above" a surface may be used herein to mean that the element or layer of material "indirectly" on Surface is provided, wherein intermediate elements or layers between the surface and the element or the material layer may be present. However, the term "over" may also have the specific meaning that the element or layer of material applied or applied "above" a surface is "directly on," i. e.g. is placed in direct contact with the surface in question. The same applies analogously to similar terms such as e.g. "Overlying", "under", "underneath" etc.
Bei den Blechpaneelen
Die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht
Die elektrische Leitfähigkeit der elektrisch leitfähigen Klebstoffschicht
Die Schichtdicke der elektrisch leitfähigen Klebstoffschicht
Das Verhältnis der Dicke mindestens eines der ersten und zweiten Blechpaneele
Das erste Blechpaneel
The first
Das Flächenelektrobauteil
Gemäß einem weiteren Beispiel kann das Flächenelektrobauteil
Für den Schichtwiderstand
Werte für ρKS können je nach Anwendung in einem weiten Bereich variieren und beispielsweise gleich oder größer oder kleiner als 20 kΩm, 60 kΩm, 200 kΩm, 800 kΩm, 1000 kΩm oder 3000 kΩm sein. Generell sind Werte im Bereich von kΩm bis mehrere MΩm zu erwarten.Depending on the application, values for ρ KS can vary within a wide range and, for example, be equal to or greater than or less than 20 kΩm, 60 kΩm, 200 kΩm, 800 kΩm, 1000 kΩm or 3000 kΩm. In general, values in the range of kΩm to several MΩm are to be expected.
Beispielsweise ergibt sich bei einer gewünschten Flächenheizleistung von z.B. 150 W/m2, einer Kontaktfläche A von z.B. 1 m2 (entspricht bei einem Bedeckungsgrad von beispielsweise 100% der Paneelgröße) und einer Betriebsspannung von z.B. 60 V ein Schichtwiderstand RKS = 24 Ω. Dies würde für eine Schichtdicke SD von beispielsweise 30 µm einen Wert für ρKS von 800 kΩm ergeben.For example, given a desired surface heating power of, for example, 150 W / m 2 , a contact surface A of, for example, 1 m 2 (corresponding to a coverage of, for example, 100% of the panel size) and an operating voltage of, for example, 60 V, a sheet resistance R KS = 24 Ω. For a layer thickness SD of, for example, 30 μm, this would result in a value for ρ KS of 800 kΩm.
Handelt es sich bei dem Flächenelektrobauteil
Dabei bezeichnet P die Leistung (in W), U bezeichnet die Betriebspannung (in V) und I bezeichnet den Strom (in A). Es wird deutlich, dass sich eine gewünschte Heizleistung des Flächenelektrobauteils
Es wird darauf hingewiesen, dass die das zweite Blechpaneel
Die Schutzschichten
In der
Bei allen dargestellten Beispielen einer teilflächigen Bedeckung kann der Bedeckungsgrad der Klebstoffschicht
Seitenlängen
Zur Erhöhung der strukturellen Stabilität und elektrischen Funktionssicherheit der Flächenelektrobauteile
Es wird darauf hingewiesen, dass für die Funktionalität der Flächenelektrobauteile
Ausgangsprodukt des Prozesses ist ein gewalztes Blechband
Das Blechband
Das Auftragen der elektrisch leitfähigen Klebstoffschicht
Gleichzeitig, zuvor oder später kann an der gegenüberliegenden Oberfläche des Blechbandes
Anschließend kann das mit der elektrisch leitfähigen Klebstoffschicht
In einem folgenden Verfahrensschritt erfolgt ein Vereinzeln des Blechbandes
Anschließend werden zwei Blechpaneele
Beim Aushärten werden üblicherweise hohe Klebekräfte erreicht, die die mechanische Stabilität und Integrität des Flächenelektrobauteils
Nach dem elektrischen Kontaktieren der Elektroden (erste und zweite Blechpaneele
Anstelle der in
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2013/156162 A2 [0004]WO 2013/156162 A2 [0004]
- EP 2457412 B1 [0005]EP 2457412 B1 [0005]
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