EP4200261A1 - Verbundelement - Google Patents

Verbundelement

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Publication number
EP4200261A1
EP4200261A1 EP21769381.1A EP21769381A EP4200261A1 EP 4200261 A1 EP4200261 A1 EP 4200261A1 EP 21769381 A EP21769381 A EP 21769381A EP 4200261 A1 EP4200261 A1 EP 4200261A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contour line
less
composite element
inner component
mpa
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21769381.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Hettler
Wee Kiat CHAI
Rainer Graf
Helena Blümel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott AG filed Critical Schott AG
Publication of EP4200261A1 publication Critical patent/EP4200261A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02—Details
    • H05K5/03—Covers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C27/00—Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/04—Metal casings

Definitions

  • the invention relates to a composite element with an outer frame, in particular one comprising metal, and an inner component, in particular one comprising glass, which is accommodated in the outer frame under compressive stress.
  • GTMS glass-to-metal seals
  • glass-metal composite elements can be divided into two categories. On the one hand, elements in which the thermal expansion behavior of the metal housing and the glass component are matched, so-called matched glass-to-metal seals, and on the other hand, elements in which the metal housing exerts compression pressure on the glass component, so-called compression glass-to-metal seals . Matched glass-to-metal seals are particularly suitable for applications where uniform expansion or contraction behavior under fluctuating temperature conditions is important or where the thinnest possible metal housing is required so that sufficient compression pressure cannot be generated. If, on the other hand, these factors are not in the foreground, compression glass-to-metal seals are usually used. Compression glass-to-metal seals typically exhibit high corrosion resistance and pressure tolerance.
  • the inner glass body With compression glass-to-metal seals, the inner glass body is held under pressure in the outer metal frame, e.g. by the outer metal frame being shrunk onto the glass body. This results in the metal housing tightly surrounding the inner glass and a hermetic seal can be formed.
  • compression glass-to-metal seals have typically had a circular glass body, which in turn is accommodated in a circular cutout in the outer metal frame. This creates an even, concentric pressure on the inner glass component, avoiding stress or damage to the glass.
  • non-circular geometries of the glass body would be desirable for some applications. This applies, for example, to housing parts with a viewing window where the largest possible viewing window is desired but the component size is limited, such as with smartwatches.
  • compression glass-to-metal seals with non-circular geometries pose a challenge in several respects, in particular with regard to stresses in the glass component, deformations of the metal component and also the stability and tightness of the contact surface between glass and metal.
  • the invention is therefore based on the object of providing composite elements with an outer frame, in particular comprising metal, and an inner component, in particular comprising glass, held under compressive stress, non-circular geometries being made possible in which stresses in the glass component and/or deformations of the metal component are as small as possible are maintained and/or the stability and tightness of the contact surface between glass and metal are as high as possible.
  • the invention relates to a composite element with an outer frame and an inner component which, in particular under compressive stress, is accommodated in the outer frame, the outer frame and the inner component adjoining one another along a closed contour line, the contour line being non-circular and curved at least in sections, in particular is oval or elliptical.
  • the invention relates to a composite element with an outer frame and an inner component which is accommodated in the outer frame under compressive stress.
  • the outer frame and the inner component adjoin one another along a closed contour line, the contour line comprising two opposing linear sections that run in a straight line and two connecting sections that connect the two linear sections to form a closed contour line, with at least one of the two connecting sections having a curved region of curvature.
  • the outer frame comprises or preferably consists of a material, in particular a metal, which has a first thermal expansion coefficient and the inner component comprises or preferably consists of a material, in particular a glass, which has a second thermal expansion coefficient, the first thermal expansion coefficient of the material being the Outer mount is preferably greater than the second coefficient of thermal expansion of the material of the inner component.
  • At least one of the two connecting sections can have a first arcuate area of curvature, which is directly adjacent to one of the two linear sections, and a second arcuate area of curvature, which is directly adjacent to the other of the two linear sections.
  • the other of the two connecting sections is preferably also designed in such a way that the contour line has four rounded corners, in particular is designed to be rectangular with rounded corners.
  • the length of a curved region of curvature is at least 5% of the length of the connecting section (44), preferably at least 10% of the length of the connecting section (44), more preferably at least 15% of the length of the connecting section (44). , more preferably at least 20% of the length of the connecting section (44), particularly preferably at least 25% of the length of the connecting section (44).
  • At least one of the two connecting sections can be designed as a continuously curved curved area, in particular in such a way that the two linear sections are connected without an area running in a straight line in between.
  • the other of the two connecting sections is preferably also designed in such a way that the contour line has two continuously rounded sides, in particular is designed in the shape of a pill.
  • the smallest possible envelope rectangle, which surrounds the contour line comprises a first side length, which preferably runs parallel to at least one of the two opposite linear sections, and a second side length running orthogonally to the first side length.
  • the first side length can preferably be greater than the second side length, in particular by a factor of at least 1.1 and at most 10 or at least 1.1 and at most 6 or at least 1.1 and at most 5 or at least 1, 1 and no more than 4 or at least 1.1 and no more than 3 or at least 1.2 and no more than 5 or at least 1.2 and no more than 4 or at least 1.3 and no more than 5 or at least 1.3 and no more than 4 or at least 1.4 and at most 5 or at least 1.4 and at most 4 or at least 1.5 and at most 5 or at least 1.5 and at most 4 or at least 1.6 and at most 5 or at least 1.6 and at most 4 or at least 1.7 and at most 5 or at least 1.7 and at most 4 or at least 1.8 and at most 5 or at least 1.8 and at most 4 or at least 1.9 and at most 5 or of at least 1.9 and at most 4 or at least 2 and not more than 5 or at least 2 and not more than 4 or at least 2.5 and not more than 5 or at least 2.5 and not more than 4 or at least
  • the curved region of the connecting section which runs in the form of an arc, merges into the linear section steplessly, preferably without kinks, particularly preferably without any jerks in the curvature. Furthermore, it can be provided that the contour line runs steplessly at every point, preferably without kinks, particularly preferably without bending jerks.
  • the contact pressure along the contour line is positive at every point, preferably greater than 1 MPa, more preferably greater than 2 MPa, is even more preferably greater than 3 MPa, even more preferably greater than 4 MPa, even more preferably greater than 10 MPa, even more preferably greater than 20 MPa, particularly preferably greater than 30 MPa and/or that the contact pressure along the contour line at least at one point is greater than 100 MPa, preferably greater than 200 MPa, more preferably greater than 500 MPa, most preferably greater than 1000 MPa.
  • the load on the outer frame along the contour line is less than 300 MPa, preferably less than 250 MPa, even more preferably less than 240 MPa, even more preferably less than 230 MPa, even more preferably less than 225 MPa , more preferably less than 220 MPa, more preferably less than 215 MPa, more preferably less than 210 MPa.
  • the stress on the inner component along the contour line is less than 300 MPa, preferably less than 200 MPa, more preferably less than 100 MPa, even more preferably less than 150 MPa, even more preferably less than 95 MPa , more preferably less than 90 MPa, more preferably less than 85 MPa, more preferably less than 80 MPa.
  • the deformation of the outer frame is less than 0.03 mm/mm, preferably less than 0.029 mm/mm, even more preferably less than 0.028 mm/mm, particularly preferably less than 0.027 mm/mm.
  • the composite element is preferably used as a closure element of a housing, in particular in the back of an electronic device that can be worn on the body, for example a heart rate monitor, smartwatch, fitness tracker, etc.
  • Such elements are also called back covers and are also covered by the invention.
  • the viewing windows are required in particular for heart rate measurement, in which optical transmitters and sensors can measure the heart rate of the wearer. Therefore, mostly to enable optical signal separation, the back cover of such an electronic device advantageously has more than one viewing window.
  • the inventors have recognized that the invention makes it possible to place the viewing windows closer together than envisaged without unduly reducing the compressive stress on the viewing windows. This is particularly advantageous for electronic devices that can be worn on the body, since more viewing windows and/or more viewing window area per back cover can be made available on a given area.
  • the composite element can comprise an outer frame, an inner component and also an electrical conductor which extends through the inner component, the outer frame and the inner component adjoining one another along a closed contour line and the inner component and the electrical conductor also along a closed second contour line adjoin.
  • an electrical conductor extending through an electrically insulating inner component can be provided, which can serve as an electrode, for example.
  • the outer socket can include or consist of a material, in particular a metal, which has a first coefficient of thermal expansion
  • the inner component can include or consist of a material, in particular a glass, which has a second coefficient of thermal expansion
  • the electrical conductor can have a Material, in particular a metal, include or consist of, which has a third thermal expansion coefficient.
  • the contour line along which the outer socket and the inner component abut one another can define a smallest possible first bounding rectangle which surrounds the contour line and the second contour line along which the inner component and the electrical conductor abut one another can define a smallest possible second bounding rectangle which the second contour line surrounds, both the first envelope rectangle and the second envelope rectangle each having a longer and a shorter side length and the longer side lengths of the two envelope rectangles running parallel to one another or at an angle to one another which is less than 20 degrees, preferably less than 10 degrees, more preferably less than 5 degrees.
  • the longer side length of the first bounding rectangle can be greater by a first factor than the shorter side length of the first bounding rectangle and the longer side length of the second bounding rectangle can be greater by a second factor than the shorter side length of the second bounding rectangle and the second factor can differ from the first factor deviate by less than 400% percent, preferably deviate by less than 200%, more preferably deviate by less than 100% percent, or deviate by less than 50%, or deviate by less than 25%, or deviate by less than 20% or deviate by less than 15% or deviate by less than 10% or deviate by less than 5%.
  • the second contour line along which the inner component and the electrical conductor adjoin one another, can comprise two opposite linear sections running in a straight line and two connecting sections which connect the two linear sections to form a closed contour line, wherein at least one of the two connecting sections can have a curved region of curvature.
  • At least one of the two connecting sections can have a first curved area of curvature, which is directly adjacent to one of the two linear sections, and a second curved area of curvature, which is directly adjacent to the other of the two Linear sections adjacent, preferably the other of the two connecting sections is also formed, such that the second contour line has four rounded corners, in particular rectangular is designed with rounded corners.
  • the length of a curved region of curvature can be at least 5% of the length of the connecting section, preferably at least 10% of the length of the connecting section, even more preferably at least 15% of the length of the connecting section. even more preferably at least 20% of the length of the connecting section, particularly preferably at least 25% of the length of the connecting section.
  • At least one of the two connecting sections can be designed as a continuously arcuate curved area, in particular in such a way that the two linear sections are connected without a rectilinear area located in between, with the other of the two preferably Connecting sections is also formed in such a way that the second contour line has two continuously rounded sides, in particular is formed in the shape of a pill.
  • the smallest possible bounding rectangle that surrounds the second contour line can comprise a first side length, which preferably runs parallel to at least one of the two opposite linear sections, and can further comprise a second side length running orthogonally to the first side length, the first side length preferably being greater than that second side length, in particular by a factor of at least 1.1 and at most 10 or at least 1.1 and at most 6 or at least 1.1 and at most 5 or at least 1.1 and at most 4 or at least 1.1 and at most 3 or at least 1.2 and at most 5 or at least 1.2 and at most 4 or at least 1.3 and at most 5 or at least 1.3 and at most 4 or at least 1.4 and at most 5 or at least 1 4 and at most 4 or at least 1.5 and at most 5 or at least 1.5 and at most 4 or at least 1.6 and at most 5 or by at least 1.6 and at most 4 or at least 1.7 and at most 5 or at least 1.7 and at most 4 or at least 1.8 and at most 5 or at least 1.8 and at most 4 or at least 1.9 and at
  • the curved region of the connecting section which runs in the form of an arc, merges smoothly, preferably without kinks, particularly preferably without any jerks in the curvature, into the linear section and/or that the second contour line runs continuously at any point, preferably runs without kinks, particularly preferably without bending jolts.
  • the contour line along which the outer frame and the inner component border one another, in particular at least one of the connecting sections, in particular at least one of the curved regions, can define a first curved section and the second contour line along which the inner component and the electrical conductor border one another, in particular at least one of the Connecting sections, in particular at least one of the curved areas, define a second curved section, which in particular is directly opposite the first curved section, the distance between the contour line and the second contour line in the area of the first and second curved section being greater than in the area of less or not curved section, in particular than in the area of a linear section.
  • the contour line along which the outer socket and the inner component adjoin one another, in particular at least one of the connecting sections, in particular at least one of the curved regions can define a first radius and the second contour line along which the inner component and the electrical conductor adjoin one another, in particular at least one of the connecting sections in particular at least one of the areas of curvature define a second radius, which in particular is directly opposite the first radius, the ratio between the first radius and the second radius being less than 10, preferably less than 5, particularly preferably less than 3, even more preferably less than 2 or less io is 1.5 or less than 1.25 or less than 1, in particular such that the distance between the contour line and the second contour line is greater in the area of the first and second radius than in the area of the linear sections.
  • the contour line along which the outer socket and the inner component adjoin one another and the second contour line along which the inner component and the electrical conductor adjoin one another can have a constant distance from one another along the entire contour line, with the exception of curved areas of the contour lines, with curved areas of the Contour lines the distance between the contour lines is larger.
  • the composite may have a first side and a second side such that the electrical conductor extends through the inner component from the first side of the composite to the second side of the composite.
  • the contour line along which the outer frame and the inner component adjoin one another can preferably be identical on both sides of the composite element.
  • the contour line along which the inner component and the electrical conductor adjoin one another can also preferably be identical on both sides of the composite element.
  • the electrical conductor can terminate flush with the inner component on one or both sides of the composite element or have an offset thereto which is less than 500 ⁇ m, preferably less than 150 ⁇ m, particularly preferably less than 100 ⁇ m.
  • the electrical conductor can protrude from the inner component on one or both sides of the composite element with a projection, the projection being in particular greater than 500 ⁇ m, in particular to enable electrical contacting. fiqure description
  • Fig. 1 shows a glass-metal composite element, the glass-enclosing inner component having a circular geometry, shown in a top view (a) and in a sectional view (b), as well as two partial representations of the stress on the metal-enclosing outer frame (c) and (d ), two partial representations of the deformation of the metal-enclosing outer frame (e) and (f), two partial representations of the load on the glass-enclosing inner component (g) and (h), and one partial representation of the contact pressure (i),
  • Fig. 2 shows a glass-metal composite element, the inner component enclosing glass having a square geometry (a) and (b), shown as for Fig. 1, and representations (c) to (i) corresponding to Fig. 1,
  • Fig. 3 shows a glass-metal composite element, the glass-enclosing inner component having a square geometry with rounded corners (a) and (b), shown as in Fig. 1, and representations (c) to (i) corresponding to Fig. 1 ,
  • Fig. 4 shows a glass-metal composite element, the glass-enclosing inner component having a rectangular geometry with an aspect ratio of 1:1.4 (a) and (b), shown as in Fig. 1, and illustrations (c) to (i) according to Fig. 1,
  • FIG. 13-19 each show a glass-metal composite element, the glass-encompassing inner component having a pill-shaped geometry with different aspect ratios (1:1.4 in FIG. 13, 1:1.2 in FIG. 14 to 1:4 in FIG. 19) (a) and (b), shown as in FIG. 1, and depictions (c ) to (i) according to Fig. 1,
  • Fig. 20 shows a glass-metal composite element, the inner component enclosing glass having a pill-shaped geometry with an aspect ratio of 1:1.6 (a) and (b), illustrated as in Fig. 1, and illustrations (c) to (i) according to Fig. 1,
  • each show a glass-metal composite element, the glass-enclosing inner component having a rectangular geometry with an aspect ratio of 1:1.6 and rounded corners with different corner radii (0.25 mm in Fig. 21 and 0.5 mm in Fig. 22) has (a) and (b), shown as in FIG. 1, and representations (c) to (i) corresponding to FIG. 1,
  • Fig. 23 shows two composite elements in an enlarged view
  • the contour line on which the inner component 30 and the outer frame 20 adjoin one another comprises two opposing linear sections 42 running in a straight line, as well as two connecting sections 44, which connect the two linear sections 42 to form a closed contour line, with the connecting sections 44 each has two arcuate curved regions separated from one another by a linear section (a) or has a continuous arcuate curved region (b),
  • Fig. 24 shows glass-metal composite elements with an electrical conductor 50 extending through the inner component 30 in a lateral sectional view, the electrical conductor 50 adjoining the inner component 30 at a second contour line 60, the electrical conductor being flush on one side or on both sides with of the inner component (a) or can protrude from the inner component on one or both sides (b),
  • 25 shows glass-metal composite elements with an electrical conductor 50 extending through the inner component 30 in a plan view, the contour line at which the inner component 30 and the outer mount 20 adjoin one another as a rectangular geometry with rounded corners (a) or as a pill-shaped geometry (b) and the electrical conductor 50 has a round shape and thus defines a round contour line 60 along which the electrical conductor 50 adjoins the inner component 30,
  • FIG. 26 shows, similar to FIG. has a shape in which the main axes of the second contour line 60 coincide with the main axes of the contour line 40, ie the longitudinal extent runs along the same direction,
  • Fig. 27 shows glass-metal composite elements with an electrical conductor 50 extending through the inner component 30 in a top view, with the second contour line 60 along which the electrical conductor 50 adjoins the inner component 30, two opposing linear sections 62 running in a straight line and two connecting sections 64, which connect the two linear sections 62 to form a closed contour line, in such a way that the second contour line 60 has in particular the same features as the contour line 40,
  • Fig. 28 shows glass-metal composite elements with an electrical conductor 50 in a top view, with both the contour line 40 and the second contour line 60 having a rectangular geometry with rounded corners, the distance between the contour lines 40, 60 remaining the same along the entire contour lines (a) or remains the same along the entire contour lines with the exception of the area of the rounded corners where the distance is greater (b),
  • Fig. 29 shows a plan view of a glass-metal composite element with an electrical conductor 50, the contour line 40 defining the smallest possible first envelope rectangle 41 and the second contour line 60 defining the smallest possible second envelope rectangle 61, the two envelope rectangles being oriented to one another in such a way that the longer sides of the bounding rectangles (as well as the shorter sides of the bounding rectangles) parallel to each other run, in other words that the main axes of the elliptically shaped contour lines 40, 60 run along the same direction,
  • FIG. 30 shows a glass-metal composite element with an outer frame in which several inner components each having an electrical conductor extending through it
  • the internal components functioning in particular as an insulator for the electrical conductors, which serve, for example, as electrodes.
  • the following tables contain further data, in particular the load on the metal-enclosing outer frame in MPa (stress on metal), the deformation of the metal-enclosing outer frame in mm/mm (deformation on metal) , the stress on the internal glass component in MPa (Stress on Glass), and the maximum and minimum contact pressure in MPa (Contact Pressure Max, Contact Pressure Min).
  • stress on metal stress on metal
  • deformation of the metal-enclosing outer frame in mm/mm deformation on metal
  • the stress on the internal glass component in MPa Stress on Glass
  • the maximum and minimum contact pressure in MPa Contact Pressure Max, Contact Pressure Min
  • the back cover has more than one viewing window.
  • the aspect ratio is advantageously from 1.6:1 to 2.0:1 or from 1.7:1 to 1.9:1.
  • the minimum distance between two viewing windows is advantageously 1.0 to 1.2 times the respective shorter linear section.
  • a particularly advantageous embodiment is a back cover made of austenitic stainless steel, with more than one viewing window, in which the aspect ratio is 1.8:1 and the minimum distance between two viewing windows is 2.0 mm.
  • the material thickness of the back cover is advantageously between 0.7mm and 1mm, at least at the edge of the viewing window.
  • both the contour line 40 between the outer frame 20 and the inner component 30 and the second contour line 60 between the inner component 30 and the electrical conductor 50 are respectively defined by means of several linear sections, which are connected to one another by radii 40R, 60R, it can be provided that there is an equal distance between the contour lines 40, 60 along the entire contour lines 40, 60, ie an equal width of the inner component (FIG. 28a).
  • the radius 60R of the second contour line 60 (and thus of the electrical conductor) is smaller than the radius 40R of the contour line 40 (and therefore of the inner component). It would actually be expected that due to the smaller radius of the electrical conductor 50 there is less tensile stress in the area between the electrical conductor and the inner component and/or that due to the larger radius of the inner component a higher compressive stress of the outer socket is exerted on the inner component and the electrical conductor . It is therefore actually to be expected that there would be a particular advantage if the radius 40R of the contour line 40 is smaller than the radius 60R of the second contour line 60.
  • the radii 40R and 60R differ less than a factor of 5, in particular differ less than a factor of 3, in particular differ less than a factor of 2, in particular differ less than one Factor 1.5, in particular deviate less than a factor of 1.25 or are even identical (FIG. 28b).
  • the tensile stress of the electrical conductor can be compensated or negated by the compressive stress of the outer component on the system made up of inner component and electrical conductor (if the geometry is identical, these stresses can even be eliminated directly).
  • a higher compression stress and/or a lower minimum contact stress can be achieved in a particularly advantageous manner.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbundelement (10) mit einer Außenfassung (20) und einer Innenkomponente (30) welche unter Druckspannung stehend in der Außenfassung (20) aufgenommen ist, wobei die Außenfassung (20) und die Innenkomponente (30) entlang einer geschlossenen Konturlinie (40) aneinandergrenzen, wobei die Konturlinie (40) zwei gegenüberliegende geradlinig verlaufende Linearabschnitte (42) umfasst und zwei Verbindungsabschnitte (44), welche die beiden Linearabschnitte (42) zu einer geschlossenen Konturlinie verbinden, wobei zumindest einer der beiden Verbindungsabschnitte (44) einen bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich (46) aufweist.

Description

Verbundelement
Die Erfindung betrifft ein Verbundelement mit einer, insbesondere metallumfassenden, Außenfassung und einer, insbesondere glasumfassenden, Innenkomponente welche unter Druckspannung stehend in der Außenfassung aufgenommen ist.
Verbundelemente mit einer äußeren Metallfassung und einer inneren Glaskomponente, welche auch als glass-to-metal seals (GTMS) bezeichnet werden, kommen bei zahlreichen Anwendungen, etwa für hermetische Gehäuseteile mit einem Sichtfenster, in Betracht.
Grundsätzlich können Glas-Metall-Verbundelemente in zwei Kategorien eingeteilt werden. Einerseits Elemente, bei denen das thermische Ausdehnungsverhalten des Metallgehäuses und der Glaskomponente aufeinander abgestimmt sind, sog. matched glass-to-metal seals und andererseits Elemente, bei denen das Metallgehäuse einen Kompressionsdruck auf die Glaskomponente ausübt, sog. compression glass-to-metal seals. Matched glass-to-metal seals eignen sich insbesondere für Anwendungen bei denen es auf eine gleichmäßiges Expansions- bzw. Kontraktionsverhalten unter schwankenden Temperaturbedingungen ankommt oder ein möglichst dünnes Metallgehäuse erforderlich ist, so dass kein ausreichender Kompressionsdruck hervorgebracht werden kann. Stehen diese Faktoren hingegen nicht im Vordergrund kommen in der Regel compression glass-to-metal seals zum Einsatz. Compression glass-to-metal seals weisen typischerweise hohe Korrosionsbeständigkeit und Drucktoleranz auf.
Bei compression glass-to-metal seals ist der inneren Glaskörper unter Druck stehend in der äußeren Metallfassung aufgenommen, bspw. indem die äußere Metallfassung auf den Glaskörper aufgeschrumpft ist. Dies führt dazu, dass das Metallgehäuse das innere Glas fest umgibt und eine hermetische Dichtung gebildet werden kann.
Bisher weisen compression glass-to-metal seals typischerweise einen kreisförmigen Glaskörper auf, der wiederum in einem kreisförmigen Ausschnitt der äußeren Metallfassung aufgenommen ist. Hierdurch entsteht ein gleichmäßiger, konzentrischer Druck auf die innere Glaskomponente, wodurch Spannungen oder Beschädigungen im Glas vermieden werden. Andererseits wären nicht-kreisförmige Geometrien des Glaskörpers für einige Anwendungen wünschenswert. Dies betrifft beispielsweise Gehäuseteile mit Sichtfenster, bei denen ein möglichst großes Sichtfenster gewünscht ist, die Bauteilgröße aber begrenzt ist, wie z.B. bei Smartwatches. Compression glass-to-metal seals mit nicht-kreisförmigen Geometrien stellen jedoch in mehrfacher Hinsicht eine Herausforderung dar, insbesondere in Bezug auf Spannungen in der Glaskomponente, Verformungen der Metallkomponente und auch der Stabilität und Dichtigkeit der Kontaktfläche zwischen Glas und Metall.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verbundelemente mit einer, insbesondere metallumfassenden, Außenfassung und einer, insbesondere glasumfassenden, unter Druckspannung aufgenommenen Innenkomponente bereitzustellen, wobei nicht-kreisförmige Geometrien ermöglicht werden, bei welchen Spannungen in der Glaskomponente und/oder Verformungen der Metallkomponente möglichst gering gehalten sind und/oder die Stabilität und Dichtigkeit der Kontaktfläche zwischen Glas und Metall möglichst hoch sind.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Erfindung betrifft ein Verbundelement mit einer Außenfassung und einer Innenkomponente welche, insbesondere unter Druckspannung stehend, in der Außenfassung aufgenommen ist, wobei die Außenfassung und die Innenkomponente entlang einer geschlossenen Konturlinie aneinandergrenzen, wobei die Konturlinie nicht-kreisförmig und zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet ist, insbesondere oval oder elliptisch ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft in einer bevorzugten Ausführungsform ein Verbundelement mit einer Außenfassung und einer Innenkomponente welche unter Druckspannung stehend in der Außenfassung aufgenommen ist.
Die Außenfassung und die Innenkomponente grenzen in bevorzugter Ausführungsform entlang einer geschlossenen Konturlinie aneinander, wobei die Konturlinie zwei gegenüberliegende geradlinig verlaufende Linearabschnitte umfasst und zwei Verbindungsabschnitte, welche die beiden Linearabschnitte zu einer geschlossenen Konturlinie verbinden, wobei zumindest einer der beiden Verbindungsabschnitte einen bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich aufweist.
Die Außenfassung umfasst oder besteht vorzugsweise aus einem Material, insbesondere einem Metall, welches einen ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist und die Innenkomponente umfasst oder besteht vorzugsweise aus einem Material, insbesondere einem Glas, welches einen zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, wobei der erste thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials der Außenfassung vorzugsweise größer ist als der zweite thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials der Innenkomponente.
Zumindest einer der beiden Verbindungsabschnitte kann einen ersten bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich aufweisen, welcher unmittelbar an einen der beiden Linearabschnitte angrenzt, und einen zweiten bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich aufweisen, welcher unmittelbar an den anderen der beiden Linearabschnitte angrenzt.
Vorzugsweise ist der andere der beiden Verbindungsabschnitte ebenso ausgebildet, derart, dass die Konturlinie vier abgerundete Ecken aufweist, insbesondere rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgebildet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Länge eines bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereichs zumindest 5% der Länge des Verbindungsabschnitts (44) beträgt, vorzugsweise zumindest 10% der Länge des Verbindungsabschnitts (44) beträgt, nochmals bevorzugter zumindest 15% der Länge des Verbindungsabschnitts (44) beträgt, nochmals bevorzugter zumindest 20% der Länge des Verbindungsabschnitts (44) beträgt, besonders bevorzugt zumindest 25% der Länge des Verbindungsabschnitts (44) beträgt.
Ferner kann zumindest einer der beiden Verbindungsabschnitte als durchgehend bogenförmig verlaufender Krümmungsbereich ausgebildet sein, insbesondere derart, dass die beiden Linearabschnitte ohne einen dazwischen befindlichen geradlinig verlaufenden Bereich verbunden sind. Vorzugsweise ist der andere der beiden Verbindungsabschnitte ebenso ausgebildet, derart, dass die Konturlinie zwei durchgehend abgerundete Seiten aufweist, insbesondere pillenförmig ausgebildet ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das kleinstmögliche Hüllrechteck, welches die Konturlinie umgibt, eine erste Seitenlange umfasst, welche vorzugsweise parallel zu zumindest einer der beiden gegenüberliegenden Linearabschnitte verläuft, sowie eine zu der ersten Seitenlange orthogonal verlaufende zweite Seitenlange umfasst.
In diesem Fall kann die erste Seitenlange vorzugsweise größer sein als die zweite Seitenlange, insbesondere um einen Faktor von mindestens 1 ,1 und höchstens 10 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 6 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 3 oder von mindestens 1 ,2 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,2 und höchstens 4 oder von mindestens 1,3 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,3 und höchstens 4 oder von mindestens 1,4 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,4 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,5 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,5 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,6 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,6 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,7 und höchstens 5 oder von mindestens 1,7 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,8 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,8 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,9 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,9 und höchstens 4 oder von mindestens 2 und höchstens 5 oder von mindestens 2 und höchstens 4 oder von mindestens 2,5 und höchstens 5 oder von mindestens 2,5 und höchstens 4 oder von mindestens 3 und höchstens 5 oder von mindestens 3 und höchstens 4.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der bogenförmig verlaufende Krümmungsbereich des Verbindungsabschnitts stufenlos, vorzugsweise knickfrei, besonders bevorzugt krümmungsruckfrei in den Linearabschnitt übergeht. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Konturlinie an jeder Stelle stufenlos verläuft, vorzugsweise knickfrei verläuft, besonders bevorzugt krümmungsruckfrei verläuft.
Vorzugsweise kann ferner vorgesehen sein, dass der Anpressdruck entlang der Konturlinie an jeder Stelle positiv ist, vorzugsweise größer als 1 MPa ist, noch bevorzugter größer als 2 MPa ist, noch bevorzugter größer als 3 MPa ist, noch bevorzugter größer als 4 MPa ist, noch bevorzugter größer als 10 MPa ist, noch bevorzugter größer als 20 MPa ist, besonders bevorzugt größer als 30 MPa ist und/oder dass der Anpressdruck entlang der Konturlinie an zumindest einer Stelle größer als 100 MPa ist, vorzugsweise größer als 200 MPa ist, noch bevorzugter größer als 500 MPa ist, besonders bevorzugt größer als 1000 MPa ist.
Vorzugsweise kann ferner vorgesehen sein, dass die Belastung der Außenfassung entlang der Konturlinie geringer ist als 300 MPa, vorzugsweise geringer ist als 250 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 240 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 230 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 225 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 220 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 215 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 210 MPa.
Vorzugsweise kann ferner vorgesehen sein, dass die Belastung der Innenkomponente entlang der Konturlinie geringer ist als 300 MPa, vorzugsweise geringer ist als 200 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 100 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 150 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 95 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 90 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 85 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 80 MPa.
Vorzugsweise kann ferner vorgesehen sein, dass die Deformation der Außenfassung geringer ist als 0,03 mm/mm, vorzugsweise geringer ist als 0,029 mm/mm, noch bevorzugter geringer ist als 0,028 mm/mm, besonders bevorzugt geringer ist als 0,027 mm/mm.
Das Verbundelement wird bevorzugt als Verschlusselement eines Gehäuses eingesetzt, insbesondere in der Rückseite eines am Körper tragbaren elektronischen Geräts, beispielsweise einer Pulsuhr, Smartwatch, Fitnesstracker usw.. Solche Elemente werden auch Backcover genannt und diese sind ebenfalls von der Erfindung umfasst. Die Sichtfenster werden dabei insbesondere für die Pulsmessung benötigt, bei denen optische Sender und Sensoren den Puls des Trägers messen können. Daher, meistens um eine optische Signaltrennung zu ermöglichen, weist das Backcover eines solchen elektronischen Geräts vorteilhaft mehr als ein Sichtfenster auf. Die Erfinder haben erkannt, dass es durch Erfindung möglich ist, die Sichtfenster näher aneinander anzuordnen, als es abzusehen war, ohne die Druckspannung auf die Sichtfenster in unangemessener Weise zu reduzieren. Dies ist für am Körper tragbare elektronische Geräte besonders vorteilhaft, da damit auf einer vorgegebenen Fläche mehr Sichtfenster und/oder mehr Sichtfensterfläche pro Backcover zur Verfügung gestellt werden kann.
In einer Weiterbildung kann das Verbundelement eine Außenfassung, eine Innenkomponente und ferner einen elektrischen Leiter umfassen, welcher sich durch die Innenkomponente erstreckt, wobei die Außenfassung und die Innenkomponente entlang einer geschlossenen Konturlinie aneinandergrenzen und wobei ferner die Innenkomponente und der elektrische Leiter entlang einer geschlossenen zweiten Konturlinie aneinandergrenzen.
Beispielsweise kann ein sich durch eine elektrisch isolierende Innenkomponente erstreckender elektrischen Leiter vorgesehen sein, welcher z.B. als Elektrode dienen kann.
Die Außenfassung kann ein Material, insbesondere ein Metall, umfassen oder daraus bestehen, welches einen ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, die Innenkomponente kann ein Material, insbesondere ein Glas, umfassen oder daraus bestehen, welches einen zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, und der elektrische Leiter kann ein Material, insbesondere ein Metall, umfassen oder daraus bestehen, welches einen dritten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist.
Es kann vorgesehen sein, dass der dritte thermische Ausdehnungskoeffizient von dem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten um weniger als einen Faktor 3 abweicht, vorzugsweise um weniger als einen Faktor 2 abweicht, besonders bevorzugt um weniger als einen Faktor 1 ,5 abweicht, nochmals bevorzugter um weniger als einen Faktor 1 ,25 abweicht.
Es kann vorgesehen sein, dass der dritte thermische Ausdehnungskoeffizient von dem ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten um weniger als einen Faktor 3 abweicht, vorzugsweise um weniger als einen Faktor 2 abweicht, besonders bevorzugt um weniger als einen Faktor 1 ,5 abweicht, nochmals bevorzugter um weniger als einen Faktor 1 ,25 abweicht. Bezugnehmend auf Figur 28 kann die Konturlinie entlang derer die Außenfassung und die Innenkomponente aneinandergrenzen ein kleinstmögliches erstes Hüllrechteck definieren, welches die Konturlinie umgibt, und die zweite Konturlinie entlang derer die Innenkomponente und der elektrische Leiter aneinandergrenzen kann ein kleinstmögliches zweites Hüllrechteck definieren, welches die zweite Konturlinie umgibt, wobei sowohl das erste Hüllrechteck als auch das zweite Hüllrechteck jeweils eine längere und eine kürzere Seitenlange aufweisen und wobei die längeren Seitenlängen der beiden Hüllrechtecke parallel zueinander verlaufen oder in einem Winkel zueinander verlaufen, welcher geringer ist als 20 Grad, vorzugsweise geringer ist als 10 Grad, besonders bevorzugt geringer ist als 5 Grad.
Die längere Seitenlänge des ersten Hüllrechtecks kann um einen ersten Faktor größer sein als die kürzere Seitenlänge des ersten Hüllrechtecks und die längere Seitenlänge des zweiten Hüllrechtecks kann um einen zweiten Faktor größer sein als die kürzere Seitenlänge des zweiten Hüllrechtecks und der zweite Faktor kann von dem ersten Faktor um weniger als 400% Prozent abweichen, vorzugsweise um weniger als 200% abweichen, besonders bevorzugt um weniger als 100% Prozent abweichen, oder um weniger als 50% abweichen, oder um weniger als 25% abweichen, oder um weniger als 20% abweichen oder um weniger als 15% abweichen oder um weniger als 10% abweichen oder um weniger als 5% abweichen.
Die zweite Konturlinie entlang derer die Innenkomponente und der elektrische Leiter aneinandergrenzen kann zwei gegenüberliegende geradlinig verlaufende Linearabschnitte umfassen und zwei Verbindungsabschnitte, welche die beiden Linearabschnitte zu einer geschlossenen Konturlinie verbinden, wobei zumindest einer der beiden Verbindungsabschnitte einen bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich aufweisen kann.
Bezüglich der zweiten Konturlinie entlang derer die Innenkomponente und der elektrische Leiter aneinandergrenzen kann zumindest einer der beiden Verbindungsabschnitte einen ersten bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich aufweisen, welcher unmittelbar an einen der beiden Linearabschnitte angrenzt, und einen zweiten bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich aufweisen, welcher unmittelbar an den anderen der beiden Linearabschnitte angrenzt, wobei vorzugsweise der andere der beiden Verbindungsabschnitte ebenso ausgebildet ist, derart, dass die zweite Konturlinie vier abgerundete Ecken aufweist, insbesondere rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgebildet ist.
Bezüglich der zweiten Konturlinie entlang derer die Innenkomponente und der elektrische Leiter aneinandergrenzen kann die Länge eines bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereichs zumindest 5% der Länge des Verbindungsabschnitts betragen, vorzugsweise zumindest 10% der Länge des Verbindungsabschnitts betragen, nochmals bevorzugter zumindest 15% der Länge des Verbindungsabschnitts betragen, nochmals bevorzugter zumindest 20% der Länge des Verbindungsabschnitts betragen, besonders bevorzugt zumindest 25% der Länge des Verbindungsabschnitts betragen.
Bezüglich der zweiten Konturlinie entlang derer die Innenkomponente und der elektrische Leiter aneinandergrenzen kann zumindest einer der beiden Verbindungsabschnitte als durchgehend bogenförmig verlaufender Krümmungsbereich ausgebildet sein, insbesondere derart, dass die beiden Linearabschnitte ohne einen dazwischen befindlichen geradlinig verlaufenden Bereich verbunden sind, wobei vorzugsweise der andere der beiden Verbindungsabschnitte ebenso ausgebildet ist, derart, dass die zweite Konturlinie zwei durchgehend abgerundete Seiten aufweist, insbesondere pillenförmig ausgebildet ist.
Das kleinstmögliche Hüllrechteck, welches die zweite Konturlinie umgibt kann eine erste Seitenlänge umfassen, welche vorzugsweise parallel zu zumindest einer der beiden gegenüberliegenden Linearabschnitte verläuft, und kann ferner eine zu der ersten Seitenlänge orthogonal verlaufende zweite Seitenlänge umfassen, wobei die erste Seitenlänge vorzugsweise größer ist als die zweite Seitenlänge, insbesondere um einen Faktor von mindestens 1 ,1 und höchstens 10 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 6 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 3 oder von mindestens 1 ,2 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,2 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,3 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,3 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,4 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,4 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,5 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,5 und höchstens 4 oder von mindestens 1,6 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,6 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,7 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,7 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,8 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,8 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,9 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,9 und höchstens 4 oder von mindestens 2 und höchstens 5 oder von mindestens 2 und höchstens 4 oder von mindestens 2,5 und höchstens 5 oder von mindestens 2,5 und höchstens 4 oder von mindestens 3 und höchstens 5 oder von mindestens 3 und höchstens 4.
Es kann vorgesehen sein, dass bezüglich der zweiten Konturlinie entlang derer die Innenkomponente und der elektrische Leiter aneinandergrenzen der bogenförmig verlaufende Krümmungsbereich des Verbindungsabschnitts stufenlos, vorzugsweise knickfrei, besonders bevorzugt krümmungsruckfrei in den Linearabschnitt übergeht und/oder dass die zweite Konturlinie an jeder Stelle stufenlos verläuft, vorzugsweise knickfrei verläuft, besonders bevorzugt krümmungsruckfrei verläuft.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Konturlinie entlang derer die Außenfassung und die Innenkomponente aneinandergrenzen, insbesondere zumindest einer der Verbindungsabschnitte, insbesondere zumindest einer der Krümmungsbereiche, einen ersten gekrümmten Abschnitt definieren und die zweite Konturlinie entlang derer die Innenkomponente und der elektrische Leiter aneinandergrenzen, insbesondere zumindest einer der Verbindungsabschnitte, insbesondere zumindest einer der Krümmungsbereiche, einen zweiten gekrümmten Abschnitt definieren, welcher insbesondere dem ersten gekrümmten Abschnitt unmittelbar gegenüberliegt, wobei der Abstand zwischen der Konturlinie und der zweiten Konturlinie im Bereich des ersten und zweiten gekrümmten Abschnitts größer ist als im Bereich eines weniger oder nicht gekrümmten Abschnitts, insbesondere als im Bereich eines Linearabschnitts.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Konturlinie entlang derer die Außenfassung und die Innenkomponente aneinandergrenzen, insbesondere zumindest einer der Verbindungsabschnitte, insbesondere zumindest einer der Krümmungsbereiche einen ersten Radius definieren und die zweite Konturlinie entlang derer die Innenkomponente und der elektrische Leiter aneinandergrenzen, insbesondere zumindest einer der Verbindungsabschnitte, insbesondere zumindest einer der Krümmungsbereiche einen zweiten Radius definieren, welcher insbesondere dem ersten Radius unmittelbar gegenüberliegt, wobei das Verhältnis zwischen dem ersten Radius und dem zweiten Radius geringer ist 10, vorzugsweise geringer ist als 5, besonders bevorzugt geringer ist als 3, nochmals bevorzugter geringer ist als 2 oder geringer ist io als 1 ,5 oder geringer ist als 1 ,25 oder geringer ist als 1 , insbesondere derart, dass der Abstand zwischen der Konturlinie und der zweiten Konturlinie im Bereich des ersten und zweiten Radius größer ist als im Bereich der Linearabschnitte.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Konturlinie entlang derer die Außenfassung und die Innenkomponente aneinandergrenzen und die zweite Konturlinie entlang derer die Innenkomponente und der elektrische Leiter aneinandergrenzen entlang der gesamten Konturlinien einen gleichbleibenden Abstand zueinander aufweisen, mit Ausnahme an gekrümmten Bereichen der Konturlinien, wobei an gekrümmten Bereichen der Konturlinien der Abstand zwischen den Konturlinien größer ist.
Das Verbundelement kann eine erste Seite und eine zweite Seite aufweisen, derart, dass der elektrische Leiter sich von der ersten Seite des Verbundelements zur zweiten Seite des Verbundelementes durch die Innenkomponente hindurch erstreckt.
Die Konturlinie entlang derer die Außenfassung und die Innenkomponente aneinandergrenzen kann vorzugsweise auf beiden Seiten des Verbundelements identisch sein. Auch kann die Konturlinie entlang derer die Innenkomponente und der elektrische Leiter aneinandergrenzen vorzugsweise auf beiden Seiten des Verbundelements identisch sein.
Der elektrische Leiter kann auf einer oder beiden Seiten des Verbundelementes bündig mit der Innenkomponente abschließen oder einen Versatz dazu aufweisen, welcher geringer ist 500|jm, vorzugsweise geringer ist als 150pm, besonders bevorzugt geringer ist als 100pm.
Andererseits kann der elektrische Leiter auf einer oder beiden Seiten des Verbundelementes aus der Innenkomponente mit einem Überstand hervorragen, wobei der Überstand insbesondere größer ist als 500pm, insbesondere um eine elektrische Kontaktierung zu ermöglichen. Fiqurenbeschreibunq
Fig. 1 zeigt ein Glas-Metall-Verbundelement, wobei die glasumfassende Innenkomponente eine kreisförmige Geometrie aufweist, dargestellt in einer Aufsicht (a) sowie in einer Schnittansicht (b), ferner zwei ausschnittsweise Darstellungen der Belastung der metallumfassenden Außenfassung (c) und (d), zwei ausschnittsweise Darstellungen der Deformation der metallumfassenden Außenfassung (e) und (f), zwei ausschnittsweise Darstellungen der Belastung der glasumfassenden Innenkomponente (g) und (h), und eine ausschnittsweise Darstellungen des Anpressdrucks (i),
Fig. 2 zeigt ein Glas-Metall-Verbundelement, wobei die glasumfassende Innenkomponente eine quadratische Geometrie aufweist (a) und (b), dargestellt wie zu Fig. 1 , und Darstellungen (c) bis (i) entsprechend Fig. 1 ,
Fig. 3 zeigt ein Glas-Metall-Verbundelement, wobei die glasumfassende Innenkomponente eine quadratische Geometrie mit abgerundeten Ecken aufweist (a) und (b), dargestellt wie in Fig. 1, und Darstellungen (c) bis (i) entsprechend Fig. 1 ,
Fig. 4 zeigt ein Glas-Metall-Verbundelement, wobei die glasumfassende Innenkomponente eine rechteckige Geometrie mit Seitenverhältnis 1 :1 ,4 aufweist (a) und (b), dargestellt wie in Fig. 1, und Darstellungen (c) bis (i) entsprechend Fig. 1 ,
Fig. 5-12 zeigen jeweils ein Glas-Metall-Verbundelement, wobei die glasumfassende Innenkomponente eine rechteckige Geometrie mit verschiedenen Seitenverhältnissen (1 : 1 ,2 in Fig. 5 bis 1 :4 in Fig. 12) und mit abgerundeten Ecken aufweist (a) und (b), dargestellt wie in Fig. 1 , und Darstellungen (c) bis (i) entsprechend Fig. 1 ,
Fig. 13-19 zeigen jeweils ein Glas-Metall-Verbundelement, wobei die glasumfassende Innenkomponente eine pillenförmige Geometrie mit verschiedenen Seitenverhältnissen (1 : 1 ,4 in Fig. 13, 1 : 1 ,2 in Fig. 14 bis 1 :4 in Fig. 19) aufweist (a) und (b), dargestellt wie in Fig. 1 , und Darstellungen (c) bis (i) entsprechend Fig. 1 ,
Fig. 20 zeigt ein Glas-Metall-Verbundelement, wobei die glasumfassende Innenkomponente eine pillenförmige Geometrie mit Seitenverhältnis 1 :1 ,6 aufweist (a) und (b), dargestellt wie in Fig. 1 , und Darstellungen (c) bis (i) entsprechend Fig. 1 ,
Fig. 21 , 22 zeigen jeweils ein Glas-Metall-Verbundelement, wobei die glasumfassende Innenkomponente eine rechteckige Geometrie mit Seitenverhältnis 1 :1 ,6 und mit abgerundeten Ecken mit verschiedenen Eckenradien (0,25mm in Fig. 21 und 0,5mm in Fig. 22) aufweist (a) und (b), dargestellt wie in Fig. 1 , und Darstellungen (c) bis (i) entsprechend Fig. 1 ,
Fig. 23 zeigt in größerer Darstellung zwei Verbundelemente, wobei die Konturlinie an welcher die Innenkomponente 30 und die Außenfassung 20 aneinandergrenzen zwei gegenüberliegende geradlinig verlaufende Linearabschnitte 42 umfasst sowie zwei Verbindungsabschnitte 44, welche die beiden Linearabschnitte 42 zu einer geschlossenen Konturlinie verbinden, wobei die Verbindungsabschnitte 44 jeweils zwei bogenförmig verlaufende, durch einen Linearabschnitt voneinander getrennte Krümmungsbereiche aufweist (a) bzw. einen durchgängig bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich aufweist (b),
Fig. 24 zeigt Glas-Metall-Verbundelemente mit einem sich durch die Innenkomponente 30 erstreckenden elektrischen Leiter 50 in einer seitlichen Schnittansicht, wobei der elektrische Leiter 50 an einer zweiten Konturlinie 60 an die Innenkomponente 30 angrenzt, wobei der elektrische Leiter einseitig oder beidseitig bündig mit der Innenkomponente abschließen kann (a) oder einseitig oder beidseitig aus der Innenkomponente herausragen kann (b),
Fig. 25 zeigt Glas-Metall-Verbundelemente mit einem sich durch die Innenkomponente 30 erstreckenden elektrischen Leiter 50 in einer Aufsicht, wobei die Konturlinie an welcher die Innenkomponente 30 und die Außenfassung 20 aneinandergrenzen als rechteckige Geometrie mit abgerundeten Ecken (a) oder als pillenförmige Geometrie (b) ausgebildet ist und der elektrische Leiter 50 eine runde Form aufweist und damit eine runde Konturlinie 60 definiert entlang derer der elektrische Leiter 50 an die Innenkomponente 30 angrenzt,
Fig. 26 zeigt ähnlich wie Figur 25 Glas-Metall-Verbundelemente mit einem sich durch die Innenkomponente 30 erstreckenden elektrischen Leiter 50 in einer Aufsicht, wobei die zweite Konturlinie 60 entlang derer der elektrische Leiter 50 an die Innenkomponente 30 angrenzt eine längliche, hier ovale, Form aufweist, wobei die Hauptachsen der zweiten Konturlinie 60 mit den Hauptachsen der Konturlinie 40 übereinstimmen, d.h. die längliche Ausdehnung entlang derselben Richtung verläuft,
Fig. 27 zeigt ähnlich wie Figur 25 Glas-Metall-Verbundelemente mit einem sich durch die Innenkomponente 30 erstreckenden elektrischen Leiter 50 in einer Aufsicht, wobei die zweite Konturlinie 60 entlang derer der elektrische Leiter 50 an die Innenkomponente 30 angrenzt zwei gegenüberliegende geradlinig verlaufende Linearabschnitte 62 umfasst und zwei Verbindungsabschnitte 64, welche die beiden Linearabschnitte 62 zu einer geschlossenen Konturlinie verbinden, derart, dass die zweite Konturlinie 60 insbesondere die gleichen Merkmale wie die Konturlinie 40 aufweist,
Fig. 28 zeigt Glas-Metall-Verbundelemente mit einem elektrischen Leiter 50 in Aufsicht, wobei sowohl die Konturlinie 40 als auch die zweite Konturlinie 60 eine rechteckige Geometrie mit abgerundeten Ecken aufweisen, wobei der Abstand der Konturlinien 40, 60 zueinander entlang der gesamten Konturlinien gleichbleibt (a) bzw. entlang der gesamten Konturlinien gleichbleibt mit Ausnahme im Bereich der abgerundeten Ecken an welchen der Abstand größer ausgebildet ist (b),
Fig. 29 zeigt ein Glas-Metall-Verbundelement mit einem elektrischen Leiter 50 in Aufsicht, wobei die Konturlinie 40 ein kleinstmögliches erstes Hüllrechteck 41 definiert und die zweite Konturlinie 60 ein kleinstmögliches zweites Hüllrechteck 61 definiert, wobei die beiden Hüllrechtecke derart zueinander orientiert sind, dass die längeren Seiten der Hüllrechtecke (sowie die kürzeren Seiten der Hüllrechtecke) parallel zueinander verlaufen, mit anderen Worten, dass die Hauptachsen der hier elliptisch geformten Konturlinien 40, 60 entlang derselben Richtung verlaufen,
Fig 30 zeigt ein Glas-Metall-Verbundelement mit einer Außenfassung in welcher mehrere Innenkomponenten mit jeweils einem sich hindurch erstreckendem elektrischen Leiter
50 aufgenommen sind, wobei die Innenkomponenten insbesondere als Isolator für die, z.B. als Elektroden dienenden, elektrischen Leiter fungieren.
Ergänzend zu den in den Fig. 1 bis 22 gezeigten durch Computersimulation erzeugten Darstellungen enthalten die folgenden Tabellen weitere Daten, insbesondere die Belastung der metallumfassenden Außenfassung in MPa (Stress on Metal), die Deformation der metallumfassenden Außenfassung in mm/mm (Deformation on Metal), die Belastung der glasumfassenden Innenkomponente in MPa (Stress on Glass), und den maximalen und minimalen Anpressdruck in MPa (Contact Pressure Max, Contact Pressure Min). Allgemein lassen sich folgende Beobachtungen festhalten:
• Die Spannung in allen Bauteilen und die Metallverformung nehmen in mehreren Größenordnungen von Kreis zu Quadrat / Rechteck zu (siehe Fig. 1 , 2, 4). • Quadrate und Rechtecke mit scharfen Kanten haben ähnlich große Spannungen (siehe
Fig. 2, 3, 4).
• Der Übergang von scharfen Ecken zu abgerundeten Ecken führt zu einer Entlastung (siehe Fig. 8, 21 , 22).
• Die Zugspannung auf der Glasoberfläche nimmt mit zunehmendem rechteckigen Seitenverhältnis flächenmäßig zu. Andere bleiben relativ ähnlich, (siehe Fig. 4-12) • Rechteckige Gläser mit Eckradius haben einige Bereiche mit negativem Kontaktdruck, bis ein bestimmter Radienwert erreicht ist (siehe Fig. 21, 22).
• Gegenüber rechteckiger Form mit abgerundeten Ecken nimmt bei der Pillenform die Spannung im Glas um Größenordnungen ab (siehe Fig. 9, 16).
• Wenn das Seitenverhältnis für pillenförmiges Glas auf 1 :3 ansteigt, steigt die Zugspannung auf der Oberfläche des Glases signifikant an (siehe Fig. 18).
• Bei einem Seitenverhältnis von 1 :4 wird die Zugspannung auf das Glas sehr stark (gesamte Oberfläche rot) (siehe Fig. 19).
• Selbst bei einem Seitenverhältnis von 1 :4 besteht unerwartet immer noch ein positiver Anpressdruck für den Mindestwert (siehe Fig. 19).
• Das Risiko einer Metallverformung liegt bei Pillenform im gleichen Bereich wie bei kreisförmigen Gläsern (siehe Konfiguration 13-22).
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das Backcover mehr als ein Sichtfenster auf. Das Seitenverhältnis beträgt vorteilhaft von 1.6:1 bis 2,0:1 oder von 1.7:1 bis 1.9:1. Der Minimalabstand zwischen zwei Sichtfenstern beträgt bei einem Backcover aus Stahl, insbesondere Edelstahl, vorteilhaft austenitischer Edelstahl, beträgt dabei vorteilhaft das 1 ,0 bis 1,2 fache des jeweils kürzeren Linearabschnittes.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist ein Backcover aus austenitischem Edelstahl, mit mehr als einem Sichtfenster, bei denen das Seitenverhältnis 1.8:1 beträgt und der Minimalabstand zwischen zwei Sichtfenstern 2,0 mm beträgt. Die Materialstärke des Backcovers beträgt dabei zumindest am Rand zum Sichtfenster vorteilhaft von 0.7mm bis 1 mm.
Der Minimalabstand ist der kleinste Wert des Abstands zwischen zwei Sichtfenstern. Im Fall eines Glas-Metall-Verbundelements mit einem sich durch die Innenkomponente hindurch erstreckenden elektrischen Leiter, wobei sowohl die Konturlinie 40 zwischen der Außenfassung 20 und der Innenkomponente 30 als auch die zweite Konturlinie 60 zwischen der Innenkomponente 30 und dem elektrischen Leiter 50 jeweils definiert sind durch mehrere Linearabschnitte, welche durch Radien 40R, 60R miteinander verbunden sind, kann vorgesehen sein, dass entlang der gesamten Konturlinien 40, 60 ein gleicher Abstand zwischen den Konturlinien 40, 60, d.h. eine gleiche Breite der Innenkomponente, besteht (Fig. 28a).
Dies bedeutet insbesondere, dass der Radius 60R der zweiten Konturlinie 60 (und damit des elektrischen Leiters) kleiner ist als der Radius 40R der Konturlinie 40 (und damit der Innenkomponente). Hierbei wäre eigentlich zu erwarten, dass durch den kleineren Radius des elektrischen Leiters 50 eine geringere Zugspannung im Bereich zwischen elektrischem Leiter und Innenkomponente besteht und/oder dass durch den größeren Radius der Innenkomponente eine höhere Druckspannung der Außenfassung auf die Innenkomponente und den elektrischen Leiter ausgeübt wird. Es somit eigentlich ein besonderer Vorteil zu erwarten, wenn der Radius 40R der Konturlinie 40 kleiner ist als der Radius 60R der zweiten Konturlinie 60.
Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, dass es noch vorteilhafter ist, wenn die Radien 40R und 60R weniger voneinander abweichen als einen Faktor 5, insbesondere weniger voneinander abweichen als einen Faktor 3, insbesondere weniger voneinander abweichen als einen Faktor 2, insbesondere weniger voneinander abweichen als einen Faktor 1 ,5, insbesondere weniger voneinander abweichen als einen Faktor 1 ,25 oder sogar identisch sind (Fig 28b).
Überraschenderweise kann nämlich in diesem Fall die Zugspannung des elektrischen Leiters durch die Druckspannung der Außenkomponente auf das System aus Innenkomponente und elektrischem Leiter ausgeglichen bzw. negiert werden (bei identischer Geometrie kann sogar eine direkte Auslöschung dieser Spannungen erfolgen). Hierdurch kann in besonders vorteilhafter Weise eine höhere Kompressionsspannung und/oder eine geringere minimale Kontaktspannung erzielt werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Verbundelement (10) mit einer Außenfassung (20) und einer Innenkomponente (30) welche unter Druckspannung stehend in der Außenfassung (20) aufgenommen ist, wobei die Außenfassung (20) und die Innenkomponente (30) entlang einer geschlossenen Konturlinie (40) aneinandergrenzen, wobei die Konturlinie (40) zwei gegenüberliegende geradlinig verlaufende Linearabschnitte (42) umfasst und zwei Verbindungsabschnitte (44), welche die beiden Linearabschnitte (42) zu einer geschlossenen Konturlinie verbinden, wobei zumindest einer der beiden Verbindungsabschnitte (44) einen bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich (46) aufweist.
2. Verbundelement (10) gemäß dem vorstehenden Anspruch, wobei die Außenfassung (20) ein Material, insbesondere ein Metall, umfasst oder daraus besteht, welches einen ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, und wobei die Innenkomponente (30) ein Material, insbesondere ein Glas, umfasst oder daraus besteht, welches einen zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, und wobei der erste thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials der Außenfassung (20) größer ist als der zweite thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials der Innenkomponente (30).
3. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest einer der beiden Verbindungsabschnitte (44) einen ersten bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich (46) aufweist, welcher unmittelbar an einen der beiden Linearabschnitte (42) angrenzt, und einen zweiten bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich (46) aufweist, welcher unmittelbar an den anderen der beiden Linearabschnitte (42) angrenzt, und wobei vorzugsweise der andere der beiden Verbindungsabschnitte (44) ebenso ausgebildet ist, derart, dass die Konturlinie (40) vier abgerundete Ecken aufweist, insbesondere rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgebildet ist. 4. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Länge eines bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereichs (46) zumindest 5% der Länge des Verbindungsabschnitts (44) beträgt, vorzugsweise zumindest 10% der Länge des Verbindungsabschnitts (44) beträgt, nochmals bevorzugter zumindest 15% der Länge des Verbindungsabschnitts (44) beträgt, nochmals bevorzugter zumindest 20% der Länge des Verbindungsabschnitts (44) beträgt, besonders bevorzugt zumindest 25% der Länge des Verbindungsabschnitts (44) beträgt.
5. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest einer der beiden Verbindungsabschnitte (44) als durchgehend bogenförmig verlaufender Krümmungsbereich (46) ausgebildet ist, insbesondere derart, dass die beiden Linearabschnitte (42) ohne einen dazwischen befindlichen geradlinig verlaufenden Bereich verbunden sind, und wobei vorzugsweise der andere der beiden Verbindungsabschnitte (44) ebenso ausgebildet ist, derart, dass die Konturlinie (40) zwei durchgehend abgerundete Seiten aufweist, insbesondere pillenförmig ausgebildet ist.
6. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das kleinstmögliche Hüllrechteck, welches die Konturlinie (40) umgibt, eine erste Seitenlänge umfasst, welche vorzugsweise parallel zu zumindest einer der beiden gegenüberliegenden Linearabschnitte (42) verläuft, sowie eine zu der ersten Seitenlänge orthogonal verlaufende zweite Seitenlänge umfasst, und wobei die erste Seitenlänge vorzugsweise größer ist als die zweite Seitenlänge, insbesondere um einen Faktor von mindestens 1 ,1 und höchstens 10 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 6 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 3 oder von mindestens 1 ,2 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,2 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,3 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,3 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,4 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,4 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,5 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,5 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,6 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,6 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,7 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,7 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,8 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,8 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,9 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,9 und höchstens 4 oder von mindestens 2 und höchstens 5 oder von mindestens 2 und höchstens 4 oder von mindestens 2,5 und höchstens 5 oder von mindestens 2,5 und höchstens 4 oder von mindestens 3 und höchstens 5 oder von mindestens 3 und höchstens 4. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der bogenförmig verlaufende Krümmungsbereich (46) des Verbindungsabschnitts (44) stufenlos, vorzugsweise knickfrei, besonders bevorzugt krümmungsruckfrei in den Linearabschnitt (42) übergeht und/oder wobei die Konturlinie (40) an jeder Stelle stufenlos verläuft, vorzugsweise knickfrei verläuft, besonders bevorzugt krümmungsruckfrei verläuft. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Anpressdruck entlang der Konturlinie (40) an jeder Stelle positiv ist, vorzugsweise größer als 1 MPa ist, noch bevorzugter größer als 2 MPa ist, noch bevorzugter größer als 3 MPa ist, noch bevorzugter größer als 4 MPa ist, noch bevorzugter größer als 10 MPa ist, noch bevorzugter größer als 20 MPa ist, besonders bevorzugt größer als 30 MPa ist und/oder wobei der Anpressdruck entlang der Konturlinie (40) an zumindest einer Stelle größer als 100 MPa ist, vorzugsweise größer als 200 MPa ist, noch bevorzugter größer als 500 MPa ist, besonders bevorzugt größer als 1000 MPa ist. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Belastung der Außenfassung (20) entlang der Konturlinie (40) geringer ist als 300 MPa, vorzugsweise geringer ist als 250 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 240 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 230 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 225 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 220 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 215 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 210 MPa. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Belastung der Innenkomponente (30) entlang der Konturlinie (40) geringer ist als 300 MPa, vorzugsweise geringer ist als 200 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 100 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 150 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 95 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 90 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 85 MPa, noch bevorzugter geringer ist als 80 MPa. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Deformation der Außenfassung (20) geringer ist als 0,03 mm/mm, vorzugsweise geringer ist als 0,029 mm/mm, noch bevorzugter geringer ist als 0,028 mm/mm, besonders bevorzugt geringer ist als 0,027 mm/mm. Verbundelement (10), insbesondere gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend eine Außenfassung (20), eine Innenkomponente (30) und einen elektrischen Leiter (50) welcher sich durch die Innenkomponente (30) erstreckt, wobei die Außenfassung (20) und die Innenkomponente (30) entlang einer geschlossenen Konturlinie (40) aneinandergrenzen und wobei die Innenkomponente (30) und der elektrische Leiter (50) entlang einer geschlossenen zweiten Konturlinie (60) aneinandergrenzen. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Außenfassung (20) ein Material, insbesondere ein Metall, umfasst oder daraus besteht, welches einen ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, und wobei die Innenkomponente (30) ein Material, insbesondere ein Glas, umfasst oder daraus besteht, welches einen zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, und wobei der elektrische Leiter (50) ein Material, insbesondere ein Metall, umfasst oder daraus besteht, welches einen dritten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, wobei der dritte thermische Ausdehnungskoeffizient von dem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten um weniger als einen Faktor 3 abweicht, vorzugsweise um weniger als einen Faktor 2 abweicht, besonders bevorzugt um weniger als einen Faktor 1 ,5 abweicht, nochmals bevorzugter um weniger als einen Faktor 1 ,25 abweicht, und/oder wobei der dritte thermische Ausdehnungskoeffizient von dem ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten um weniger als einen Faktor 3 abweicht, vorzugsweise um weniger als einen Faktor 2 abweicht, besonders bevorzugt um weniger als einen Faktor 1 ,5 abweicht, nochmals bevorzugter um weniger als einen Faktor 1 ,25 abweicht.
14. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Konturlinie (40) entlang derer die Außenfassung (20) und die Innenkomponente (30) aneinandergrenzen ein kleinstmögliches erstes Hüllrechteck (41) definiert, welches die Konturlinie (40) umgibt, und wobei die zweite Konturlinie (60) entlang derer die Innenkomponente (30) und der elektrische Leiter (50) aneinandergrenzen ein kleinstmögliches zweites Hüllrechteck (61) definiert, welches die zweite Konturlinie (60) umgibt, und wobei sowohl das erste Hüllrechteck (41) als auch das zweite Hüllrechteck (61) jeweils eine längere und eine kürzere Seitenlänge aufweisen und wobei die längeren Seitenlängen der beiden Hüllrechtecke (41 , 61) parallel zueinander verlaufen oder in einem Winkel zueinander verlaufen, welcher geringer ist als 20 Grad, vorzugsweise geringer ist als 10 Grad, besonders bevorzugt geringer ist als 5 Grad.
15. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die längere Seitenlänge des ersten Hüllrechtecks (41) um einen ersten Faktor größer ist als die kürzere Seitenlänge des ersten Hüllrechtecks (41) und wobei die längere Seitenlänge des zweiten Hüllrechtecks (61) um einen zweiten Faktor größer ist als die kürzere Seitenlänge des zweiten Hüllrechtecks (41) und wobei der zweite Faktor von dem ersten Faktor um weniger als 400% Prozent abweicht, vorzugsweise um weniger als 200% Prozent abweicht, besonders bevorzugt um weniger als 100% Prozent abweicht, oder um weniger als 50% abweicht, oder um weniger als 25% abweicht, oder um weniger als 20% abweicht oder um weniger als 15% abweicht oder um weniger als 10% abweicht oder um weniger als 5% abweicht.
16. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Konturlinie (60) entlang derer die Innenkomponente (30) und der elektrische Leiter (50) aneinandergrenzen zwei gegenüberliegende geradlinig verlaufende Linearabschnitte (62) umfasst und zwei Verbindungsabschnitte (64), welche die beiden Linearabschnitte (62) zu einer geschlossenen Konturlinie verbinden, wobei zumindest einer der beiden Verbindungsabschnitte (64) einen bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich (66) aufweist. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
> wobei bezüglich der zweiten Konturlinie (60) entlang derer die Innenkomponente (30) und der elektrische Leiter (50) aneinandergrenzen zumindest einer der beiden Verbindungsabschnitte (64) einen ersten bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich (66) aufweist, welcher unmittelbar an einen der beiden Linearabschnitte (62) angrenzt, und einen zweiten bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereich (66) aufweist, welcher unmittelbar an den anderen der beiden Linearabschnitte (62) angrenzt, und wobei vorzugsweise der andere der beiden Verbindungsabschnitte (64) ebenso ausgebildet ist, derart, dass die zweite Konturlinie (60) vier abgerundete Ecken aufweist, insbesondere rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgebildet ist. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
> wobei bezüglich der zweiten Konturlinie (60) entlang derer die Innenkomponente (30) und der elektrische Leiter (50) aneinandergrenzen die Länge eines bogenförmig verlaufenden Krümmungsbereichs (66) zumindest 5% der Länge des Verbindungsabschnitts (64) beträgt, vorzugsweise zumindest 10% der Länge des Verbindungsabschnitts (64) beträgt, nochmals bevorzugter zumindest 15% der Länge des Verbindungsabschnitts (64) beträgt, nochmals bevorzugter zumindest 20% der Länge des Verbindungsabschnitts (64) beträgt, besonders bevorzugt zumindest 25% der Länge des Verbindungsabschnitts (64) beträgt. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bezüglich der zweiten Konturlinie (60) entlang derer die Innenkomponente (30) und der elektrische Leiter (50) aneinandergrenzen zumindest einer der beiden Verbindungsabschnitte (64) als durchgehend bogenförmig verlaufender Krümmungsbereich (66) ausgebildet ist, insbesondere derart, dass die beiden Linearabschnitte (62) ohne einen dazwischen befindlichen geradlinig verlaufenden Bereich verbunden sind, und wobei vorzugsweise der andere der beiden Verbindungsabschnitte (64) ebenso ausgebildet ist, derart, dass die zweite Konturlinie (60) zwei durchgehend abgerundete Seiten aufweist, insbesondere pillenförmig ausgebildet ist. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das kleinstmögliche Hüllrechteck, welches die zweite Konturlinie (60) umgibt, eine erste Seitenlange umfasst, welche vorzugsweise parallel zu zumindest einer der beiden gegenüberliegenden Linearabschnitte (62) verläuft, sowie eine zu der ersten Seitenlänge orthogonal verlaufende zweite Seitenlänge umfasst, wobei die erste Seitenlänge vorzugsweise größer ist als die zweite Seitenlänge, insbesondere um einen Faktor von mindestens 1 ,1 und höchstens 10 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 6 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,1 und höchstens 3 oder von mindestens 1 ,2 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,2 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,3 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,3 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,4 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,4 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,5 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,5 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,6 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,6 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,7 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,7 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,8 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,8 und höchstens 4 oder von mindestens 1 ,9 und höchstens 5 oder von mindestens 1 ,9 und höchstens 4 oder von mindestens 2 und höchstens 5 oder von mindestens 2 und höchstens 4 oder von mindestens 2,5 und höchstens 5 oder von mindestens 2,5 und höchstens 4 oder von mindestens 3 und höchstens 5 oder von mindestens 3 und höchstens 4. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bezüglich der zweiten Konturlinie (60) entlang derer die Innenkomponente (30) und der elektrische Leiter (50) aneinandergrenzen der bogenförmig verlaufende Krümmungsbereich (66) des Verbindungsabschnitts (64) stufenlos, vorzugsweise knickfrei, besonders bevorzugt krümmungsruckfrei in den Linearabschnitt (62) übergeht und/oder wobei die zweite Konturlinie (60) an jeder Stelle stufenlos verläuft, vorzugsweise knickfrei verläuft, besonders bevorzugt krümmungsruckfrei verläuft. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Konturlinie (40) entlang derer die Außenfassung (20) und die Innenkomponente (30) aneinandergrenzen, insbesondere zumindest einer der Verbindungsabschnitte (44), insbesondere zumindest einer der Krümmungsbereiche (46), einen ersten gekrümmten Abschnitt (40R) definiert und wobei die zweite Konturlinie (60) entlang derer die Innenkomponente (30) und der elektrische Leiter (50) aneinandergrenzen, insbesondere zumindest einer der Verbindungsabschnitte (64), insbesondere zumindest einer der Krümmungsbereiche (66), einen zweiten gekrümmten Abschnitt (60R) definiert, welcher insbesondere dem ersten gekrümmten Abschnitt (40R) unmittelbar gegenüberliegt und wobei der Abstand zwischen der Konturlinie (40) und der zweiten Konturlinie (60) im Bereich des ersten und zweiten gekrümmten Abschnitts (40R, 60R) größer ist als im Bereich eines weniger oder nicht gekrümmten Abschnitts, insbesondere als im Bereich eines Linearabschnitts (42, 62). Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Konturlinie (40) entlang derer die Außenfassung (20) und die Innenkomponente (30) aneinandergrenzen, insbesondere zumindest einer der Verbindungsabschnitte (44), insbesondere zumindest einer der Krümmungsbereiche (46) einen ersten Radius (40R) definiert und wobei die zweite Konturlinie (60) entlang derer die Innenkomponente (30) und der elektrische Leiter (50) aneinandergrenzen, insbesondere zumindest einer der Verbindungsabschnitte (64), insbesondere zumindest einer der Krümmungsbereiche (66) einen zweiten Radius (60R) definiert, welcher insbesondere dem ersten Radius (40R) unmittelbar gegenüberliegt, und wobei das Verhältnis zwischen dem ersten Radius (40R) und dem zweiten Radius (60R) geringer ist 10, vorzugsweise geringer ist als 5, besonders bevorzugt geringer ist als 3, nochmals bevorzugter geringer ist als 2 oder geringer ist als 1 ,5 oder geringer ist als 1 ,25 oder geringer ist als 1 , insbesondere derart, dass der Abstand zwischen der Konturlinie (40) und der zweiten Konturlinie (60) im Bereich des ersten und zweiten Radius (40R, 60R) größer ist als im Bereich der Linearabschnitte (42, 62).
24. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Konturlinie (40) entlang derer die Außenfassung (20) und die Innenkomponente (30) aneinandergrenzen und die zweite Konturlinie (60) entlang derer die Innenkomponente (30) und der elektrische Leiter (50) aneinandergrenzen entlang der gesamten Konturlinien (40, 60) gleichbleibende Abstände zueinander aufweisen, mit Ausnahme an gekrümmten Bereichen der Konturlinien (40, 60), und wobei an gekrümmten Bereichen der Konturlinien (40, 60) der Abstand zwischen den Konturlinien (40, 60) größer ist.
25. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verbundelement eine erste Seite (12) und eine zweite Seite (14) aufweist und wobei der elektrische Leiter (50) sich von der ersten Seite (12) des Verbundelements zur zweiten Seite (14) des Verbundelementes durch die Innenkomponente (30) hindurch erstreckt, und wobei die Konturlinie (40) entlang derer die Außenfassung (20) und die Innenkomponente (30) aneinandergrenzen vorzugsweise auf beiden Seiten (12, 14) des Verbundelements identisch ist, und wobei die Konturlinie (60) entlang derer die Innenkomponente (30) und der elektrische Leiter (50) aneinandergrenzen vorzugsweise auf beiden Seiten (12, 14) des Verbundelements identisch ist.
26. Verbundelement (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der elektrische Leiter (50) auf einer oder beiden Seiten (12, 14) des Verbundelementes bündig mit der Innenkomponente (30) abschließt oder einen Versatz dazu aufweist, welcher geringer ist 500|jm, vorzugsweise geringer ist als 150pm, besonders bevorzugt geringer ist als 100pm, und/oder wobei der elektrische Leiter (50) auf einer oder beiden Seiten (12, 14) des io
Verbundelementes aus der Innenkomponente (30) mit einem Überstand hervorragt, wobei der Überstand insbesondere größer ist als 500|jm.
27. Verbundelement (10) mit einer Außenfassung (20) und einer Innenkomponente (30) welche, insbesondere unter Druckspannung stehend, in der Außenfassung (20) aufgenommen ist, wobei die Außenfassung (20) und die Innenkomponente (30) entlang einer geschlossenen Konturlinie (40) aneinandergrenzen, wobei die Konturlinie (40) nicht-kreisförmig und zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet ist, insbesondere oval oder elliptisch ausgebildet ist.
28. Verbundelement (10) gemäß Anspruch 27, umfassend eines oder mehrere der Merkmale der Ansprüche 1 bis 26.
29. Backcover für ein am Körper tragbares elektronisches Gerät, insbesondere Pulsuhr oder Smartwatch oder Fitnesstracker, mit einem Verbundelement (10) nach einem der vorigen Ansprüche.
30. Backcover nach Anspruch 29 aus Stahl oder Edelstahl, mit mehr als einem Sichtfenster, wobei das Seitenverhältnis der Sichtfenster von 1.4:1 bis 2,0:1 oder von 1.7:1 bis 1.9:1 beträgt und der Minimalabstand der Sichtfenster das 1 ,0 bis 1,2 fache des jeweils kürzeren Linearabschnittes (42).
31 . Backcover nach Anspruch 30 aus austenitischem Edelstahl, wobei das Seitenverhältnis der Sichtfenster von 1 .8:1 beträgt und der Minimalabstand der Sichtfenster 2,0 mm.
32. Backcover nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Backcover zumindest im Bereich um die Sichtfenster eine Dicke von 0.7 mm bis 1 mm aufweist oder eine Dicke von 0.8 mm.
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