EP4559054A1 - Anschlussanordnung mit flachleiteranschlusselement sowie eine elektrische leitungsverbindung - Google Patents

Anschlussanordnung mit flachleiteranschlusselement sowie eine elektrische leitungsverbindung

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Publication number
EP4559054A1
EP4559054A1 EP23736760.2A EP23736760A EP4559054A1 EP 4559054 A1 EP4559054 A1 EP 4559054A1 EP 23736760 A EP23736760 A EP 23736760A EP 4559054 A1 EP4559054 A1 EP 4559054A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connection
flat conductor
connection element
adhesive tape
electrical
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
EP23736760.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Reul
Francois HERMANGE
Volker Lammerts
Peter Thomas KRABS
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.)
FEW Fahrzeugelektrikwerk GmbH and Co KG
Saint Gobain Sekurit France SAS
Original Assignee
FEW Fahrzeugelektrikwerk GmbH and Co KG
Saint Gobain Sekurit France SAS
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 FEW Fahrzeugelektrikwerk GmbH and Co KG, Saint Gobain Sekurit France SAS filed Critical FEW Fahrzeugelektrikwerk GmbH and Co KG
Publication of EP4559054A1 publication Critical patent/EP4559054A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional [2D] plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/28—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional [2D] plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material
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    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H01R4/021—Soldered or welded connections between two or more cables or wires
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    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings

Definitions

  • the invention relates to a connection arrangement with a flat conductor connection element and an electrical line connection.
  • Such line connections usually include a transition from a flat conductor connection element to a round cable.
  • the electrical components installed in a composite pane can be heating components, antenna elements and flatly installed functional elements that can be electrically contacted via so-called bus conductors.
  • Composite panes equipped in this way are used as glazing units in automobiles as windshields, rear windows and side windows or in the construction sector.
  • the functional element is embedded in the composite pane.
  • the functional element is cut to the desired size and shape and inserted between films of the intermediate layer.
  • Typical intermediate layers are polyvinyl butyral films, which, in addition to their adhesive properties, have high toughness and high acoustic attenuation.
  • the intermediate layer prevents the composite pane from disintegrating if damaged.
  • the composite pane only gets cracks, but remains dimensionally stable.
  • Such composite panes as glazing elements contain the functional element, which typically comprises an active layer between two surface electrodes.
  • the optical properties of the active layer can be changed by a voltage applied to the surface electrodes.
  • electrochromic functional elements which are known, for example, from US 20120026573 A1.
  • SPD functional elements Small Particle Device
  • PDLC functional elements Polymer Dispersed Liquid Crystal
  • flat cables which consist of at least one thin carrier substrate and at least one metallic conductor track (conductor strip).
  • a cover layer can be provided so that the Flat conductor forms a three-layer laminate overall.
  • the flat conductors are soldered to connection surfaces close to the edge of the composite disk and are only led out over this edge, where they are connected to a round cable at a distance from the edge.
  • the electrical conductor tracks are very thin with thicknesses, for example, in the range of 0.03 mm to 0.1 mm and are made, for example, of copper, which has proven itself because it has good electrical conductivity and good processability. At the same time, the material costs are relatively low.
  • Such flat conductor connection elements have a first connection area for contacting an electrical component, for example a functional element, within the composite pane. At the other end, the flat conductor connection element is led out of the composite disk. Since it is unavoidable that moisture penetrates into the composite pane along the flat cable, problems can occur at the contact point as a result of sealing errors.
  • a second connection area is located at the end of the flat conductor connection element that leads out of the composite disk. The second connection area is intended for contacting with a connection cable (round cable).
  • the connection cable typically has pre-assembled connectors such as plugs or sockets on one side, with which the round cable can be connected to external electrical devices.
  • the transition area from the flat conductor connection element to the round cable is sensitive to dust, dirt and moisture and is therefore embedded in a plastic jacket, housing or encapsulation. Since it is unavoidable that moisture penetrates into the encapsulation, faults at the connection point can also occur here as a result of sealing errors.
  • JP 2003257597 A discloses a flat heating element arranged via a conductive tape on an end part of a wire connected to a power supply.
  • GB 2 539 834 A describes an electrical connection that electrically connects a flat cable and a cable, the electrical connection comprising a first seal, an optional second seal and a sheath.
  • the casing encloses at least the first seal and the electrical contact. Even with this design it is not possible Avoid disruptions occurring at the connection point to the round cable or within a composite disc.
  • the object of the present invention is to provide an improved electrical line connection which ensures a secure and permanently watertight seal at the contact point in the composite pane and/or at the transition area from the flat conductor connection element to the connection cable.
  • the connection arrangement comprises a glazing unit with an electrical component and a flat conductor connection element, which has at least one electrical conductor track and a cover film for electrically insulating the at least one conductor track.
  • the flat conductor connection element further has a first connection area at a first end and a second connection area at a second end.
  • the first connection area is arranged between two panes of the glazing unit.
  • the flat conductor connection element is led out of the glazing unit with the second connection area between the two panes.
  • the electrical conductor track is intended for electrical contacting of the electrical component of the glazing unit.
  • a sealant is arranged at the first end and/or at the second end of the flat conductor connection element, the sealant being provided for blocking water capillaries forming on the flat conductor connection element. Particularly when installed, water capillaries can form along the cover films, which are prevented by the sealant arranged on the flat conductor connection element.
  • Such an arrangement of the sealant (seals) ensures that the penetration of water and moisture into a glazing unit or an encapsulation is prevented.
  • the sealant can be an adhesive tape having an adhesive layer, which is provided for connecting the flat conductor connection element to the glazing unit or a plastic component, so that a high-tight and durable connection can be created between the flat conductor connection element and a glazing unit or an encapsulation at the respective end of the flat conductor connection element in the connection area .
  • the sealant is designed as a double-sided adhesive tape.
  • the adhesive tape can be an acrylic adhesive tape.
  • the adhesive tape can be transparent.
  • the material thickness of the adhesive tape can have a thickness of 25 pm up to 2 mm, preferably 100 pm up to 150 pm, particularly preferably 130 pm [micrometers].
  • the adhesive tape can be arranged on two sides of the flat conductor connection element.
  • the adhesive tape can be connected over the surface to the cover film of the flat conductor connection element via the one adhesive layer.
  • the adhesion through the adhesive tape advantageously supports the adhesion of the encapsulation to the flat conductor connection element, so that the connection between the encapsulation and the flat conductor connection element is very tight and stable.
  • a particularly advantageous embodiment of the adhesive tape provides that the adhesive tape protrudes beyond an outer edge of the flat conductor connection element.
  • the adhesive tape can be wider than the flat conductor connection element.
  • the adhesive tape extends beyond an outer edge of the cover film of the flat conductor connection element.
  • the adhesive tape thus acts as a capillary barrier. This embodiment is particularly advantageous because it is easy to manufacture.
  • the adhesive tape has, at least in sections, an edge region which is located between a lateral edge of the adhesive tape at a distance perpendicular to an outer edge of the flat conductor connection element.
  • the edge region of the adhesive tape is preferably formed along the circumferential edge of the cover film, with the width of the edge region either being constant or being able to vary.
  • the width of the edge area can be up to 1.5 mm [millimeters].
  • the adhesive tape thus acts as an edge seal on the flat conductor connection element.
  • the flat conductor connection element has at least one recess in the area of the outer edge, in particular in the cover film, whereby the recess can be open to the outer edge.
  • the recesses are preferably arranged on an insulating edge region of the flat conductor connection element.
  • the recess can be punched out of the cover film of the flat conductor connection element.
  • the at least one recess can be curved or rectangular. Such a recess can taper from the outer edge towards the conductor track.
  • the recess can be filled with the adhesive layer, the adhesive tape and/or a thermoplastic layer, in particular an intermediate layer, so that penetration of water is prevented by a capillary effect along the outer edge.
  • the at least one recess thus acts as an additional capillary barrier.
  • the cover film has a material thickness of 25 pm to 50 pm. Such thicknesses are particularly suitable for achieving sufficient insulation of the at least one conductor track when using the flat conductor connection element.
  • Such thin flat conductor connection elements are particularly flexible and can, for example, be easily laminated into a glazing unit designed as a composite pane and led out of it.
  • the first cover film preferably contains or consists of polyimide (PI) or polyester, particularly preferably polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN).
  • the cover film can also consist of an electrically insulating lacquer, preferably a polymer lacquer.
  • the cover films can also contain or consist of thermoplastics and elastomers such as polyamide, polyoxymethylene, polybutylene terephthalate or ethylene-propylene-diene rubber.
  • potting materials such as acrylate or epoxy resin systems can be used as cover films. Such cover films are inexpensive and simplify the manufacturing process.
  • the flat conductor connection element (also called ribbon cable or flat conductor) comprises at least one electrical conductor track applied to the cover film as a plastic carrier substrate, which is also covered with the cover film as a cover layer.
  • the cover film forms an insulating sleeve that envelops the electrical conductor track.
  • the particularly flexible and/or flexible flat conductor connection element is used for electrical connection to an electrical component, for example a functional element or a surface electrode.
  • the flexible flat conductor connection element is a flat body with two opposite sides that can be given either a flat or curved shape. In the flat (ie non-curved) state, the flat conductor connection element is arranged in a plane.
  • the flat conductor connection element is generally elongated and has two ends along its direction of extension.
  • the flat conductor connection element can also be provided with a plurality of, in particular parallel, electrical conductor tracks.
  • the flat conductor connection element can have up to 32, particularly preferably 8 to 10, conductor tracks.
  • the conductor tracks are arranged in a common plane.
  • Each conductor track can have a rectangular cross section.
  • the flat conductor connection element is an elongated electrical component with several electrical conductor tracks, the width of which is significantly larger than the thickness.
  • the flat conductor connection element is designed to be so thin (ie the thickness is so small) that it is flexible and bendable. Its width can be 0.1 mm to 100 mm.
  • the flat conductor connection element comprises at least two connection areas with contact points of the conductor tracks at the two ends of the flat conductor connection element which are opposite in the extension direction.
  • the two connection areas of the flat conductor connection element serve to electrically contact the conductor tracks, for which purpose the cover film, ie carrier layer and/or insulation layer, is not present or is removed, at least at the contact points, so that the conductor tracks are accessible.
  • the electrical conductor tracks are arranged at least in sections next to one another and/or one above the other.
  • at least two electrical conductor tracks are arranged one above the other in at least two, preferably in exactly two or exactly three or exactly four levels.
  • “One above the other” here means with respect to the extension plane of the flat conductor connection element, i.e. with respect to the plane that is spanned by the two larger dimensions (length and width) of the flat conductor connection element.
  • at least two conductor tracks are arranged congruently in the projection orthogonal to the plane of extension.
  • the conductor track can also be made larger in one plane and essentially partially or completely occupy the plane within the flat conductor connection element, preferably minus an insulating edge region. This increases the current carrying capacity of this conductor track.
  • Each electrical conductor track can be electrically contacted at two contact points spaced apart along the conductor track.
  • the contact points are areas of the conductor tracks where electrical contact is possible. In the simplest embodiment, these are accessible areas of the electrical conductor tracks. It may be necessary and useful to provide a separate line connection for each pole, so that a conductor track of the flat conductor connection element is provided for connection to a conductor of a cable.
  • the conductor tracks are applied using a printing process.
  • the electrical conductor tracks are prefabricated as metal strips made of metal foil and laminated on both sides with a plastic material.
  • the electrical conductor tracks are mechanically stabilized and embedded in an insulating sleeve consisting of the cover film, so that they are electrically insulated from the external environment.
  • the metal foil may contain or consist of a copper foil, an aluminum foil, a stainless steel foil, a tin foil, a gold foil or a silver foil.
  • the metal foil can also contain or consist of alloys with the metals mentioned.
  • the metal foil can advantageously be tinned in sections or completely. This is particularly advantageous in order to achieve good solderability while simultaneously protecting against corrosion.
  • the at least one conductor track has a thickness of 35 pm to 100 pm, preferably 50 pm to 75 pm.
  • the electrical conductor tracks have a width of 0.05 mm to 40 mm, preferably 1 mm to 20 mm and in particular 2 mm to 5 mm. Such widths are particularly suitable for achieving sufficient current-carrying capacity in conjunction with the thicknesses mentioned above.
  • the invention further relates to a connection arrangement, comprising a glazing unit with an electrical component, in particular a functional element, and a flat conductor connection element according to the invention.
  • the functional element can be a PDLC functional element.
  • the at least one conductor track of the flat conductor connection element can be electrically conductively connected to the electrical component via a soldered connection.
  • the electrical connection can be made via an adhesive connection using an electrically conductive adhesive.
  • the glazing unit comprises a first pane and a second pane as well as two intermediate layers between the first pane and the second pane.
  • the functional element is arranged between the two intermediate layers, with the flat conductor connection element being electrically conductively connected at one end to a surface electrode of the functional element.
  • the glazing unit as a composite pane comprises a first pane and a second pane, which are preferably made of glass, particularly preferably of soda-lime glass, as is common for window panes.
  • the panes can also be made from other types of glass, for example quartz glass, borosilicate glass or aluminosililate glass, or from rigid, clear plastics, for example polycarbonate or polymethyl methacrylate.
  • the windows can be clear or tinted or colored. If the glazing unit is used as a windshield, it should have sufficient light transmission in the central viewing area, preferably at least 70% in the main viewing area A according to ECE-R43.
  • the first pane and the second pane can also be referred to as the outer and inner panes.
  • the first pane, the second pane and/or the intermediate layer can have further suitable, known coatings, for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings or sun protection coatings or low-E coatings.
  • the thickness of the first pane and the second pane can vary widely and can thus be adapted to the requirements in individual cases.
  • the first pane and the second pane advantageously have standard thicknesses of 0.7 mm to 25 mm, preferably 1.4 mm to 2.5 mm for vehicle glass and preferably 4 mm to 25 mm for furniture, devices and buildings, especially electrical ones Radiator, on.
  • the size of the disks can vary widely and depends on the size of the use according to the invention.
  • the first and second panes have areas of 200 cm 2 up to 20 m 2 that are common in vehicle construction and architecture, for example.
  • the functional element has electrically controllable optical properties and comprises, arranged one above the other, a first carrier film, a first surface electrode, an active layer, a second surface electrode and a second carrier film.
  • the carrier films and the surface electrodes are preferably designed to be transparent.
  • the functional element is a so-called PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) functional element.
  • the active layer has the variable optical properties that can be controlled by an electrical voltage applied to the active layer.
  • electrically controllable optical properties are understood to mean properties that can be continuously controlled, but also those that can be switched between two or more discrete states.
  • the optical properties relate in particular to the light transmission and/or the scattering behavior.
  • the first and second carrier films are in particular polymeric or thermoplastic films.
  • the carrier films in particular contain or consist of a thermoplastic material.
  • the thermoplastic material may be a thermoplastic polymer or a blend of two or more thermoplastic polymers.
  • the carrier film can also contain additives, such as plasticizers.
  • the thermoplastic material of the carrier films is preferred Polyethylene terephthalate (PET), as is common in commercially available functional elements.
  • the thermoplastic material of the carrier film can also contain or consist of mixtures of PET with other thermoplastic polymers and/or copolymers of PET.
  • the thermoplastic material of the carrier film can, for example, also contain or consist of PU, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, fluorinated ethylene-propylene, polyvinyl fluoride and/or ethylene-tetrafluoroethylene.
  • the thickness of each carrier film is preferably in the range from 0.03 mm to 0.4 mm, more preferably from 0.04 mm to 0.2 mm.
  • the surface electrodes of the functional element include an electrically conductive coating on the carrier film.
  • the side of the carrier film with the electrically conductive coating then faces the active layer.
  • the functional element is a PNLC or SPD functional element.
  • the active layer contains suspended particles, whereby the absorption of light by the active layer can be changed by applying a voltage to the surface electrodes.
  • the surface electrodes are intended to be electrically connected to an external voltage source.
  • the surface electrode is preferably contacted using (ultrasonic) soldering, crimping or gluing.
  • a conductive material in particular a paste, or a solder contact is applied to at least one of the surface electrodes.
  • the paste contains silver or an alloy containing silver.
  • the conductive material is connected to the surface electrodes as so-called bus bars, for example strips of the electrically conductive material or electrically conductive prints.
  • the surface electrodes can each be contacted electrically using a bus conductor.
  • thin and narrow metal foil strips or metal wires are used, which preferably contain copper and/or aluminum; in particular, copper foil strips with a thickness of approximately 50 ⁇ m are used.
  • the width of the copper foil strips is preferably 1 mm to 10 mm.
  • the Metal foil strips or metal wires are placed on the surface electrode in a composite of thermoplastic layers during further processing of the functional element. In the later autoclave process, reliable electrical contact between the busbars and the coating is achieved through the action of heat and pressure.
  • the electrical contact between the surface electrode and the busbar can alternatively be made by soldering, laying on or gluing with an electrically conductive adhesive.
  • the functional element is a PDLC functional element, in particular one that switches at least one area of a glazing unit from a transparent to an opaque state and vice versa.
  • the active layer of a PDLC functional element contains liquid crystals embedded in a polymer matrix.
  • the thickness of the functional element is, for example, from 0.09 mm to 1 mm.
  • the invention relates to an electrical line connection with a cross-sectional transition region from the flat conductor connection element comprising a conductor track of the connection arrangement according to the invention to a cable comprising at least one electrical conductor, in particular a round cable.
  • an electrical connection is provided between the conductor track of the flat conductor connection element and the conductor of the cable, as well as an encapsulation that serves as a plastic component for electrical insulation of the electrical connection.
  • An adhesive tape as a sealant is preferably applied to the flat conductor connection element in the area of the encapsulation.
  • the conductor track of the flat conductor connection element can be connected to the conductor of the (Round) cable must be electrically connected.
  • the electrical connection can be made via an adhesive connection using an electrically conductive adhesive.
  • the electrically conductive adhesive contains at least one electrically conductive material, preferably metallic material, for example silver, gold or aluminum. It is also possible that the electrically conductive adhesive contains a non-metallic electrical material, for example graphite or carbon.
  • the at least one electrically conductive material is introduced into an electrically non-conductive adhesive matrix, for example epoxy resin.
  • the at least one electrically conductive material is contained in the adhesive in such an amount that a desired current carrying capacity is achieved.
  • the at least one electrically conductive material is contained in the adhesive with a mass fraction of at least 70%.
  • the encapsulation has a plastic as an insulating material.
  • the encapsulation can consist of a correspondingly strong plastic, for example polyimide (PI) or PA66 in combination with glass fibers.
  • PI polyimide
  • PA66 PA66 in combination with glass fibers.
  • the encapsulation can be produced, for example, by injection molding, with the encapsulation being designed as a rectangular or round housing.
  • the cable has a connecting element at its end facing away from the encapsulation, in particular a socket or plug.
  • the cable can comprise an insulating, preferably polymeric cable sheath, the insulating cable sheath preferably being removed in the end region of the cable in order to create an electrically conductive connection between the conductor of the cable and the flat conductor connection element or a connecting element.
  • the electrically conductive conductor of the cable can contain, for example, copper, aluminum and/or silver or alloys or mixtures thereof.
  • the cable has a preferably round or oval cross section, which is, for example, 0.3 mm 2 to 6 mm 2 .
  • the invention further extends to a vehicle having the connection arrangement according to the invention.
  • connection arrangement according to the invention in a vehicle, in particular a motor vehicle, for traffic on land, on water or in the air.
  • vehicle in particular a motor vehicle
  • the various embodiments of the invention can be implemented individually or in any combination.
  • the features mentioned above and to be explained below can be used not only in the specified combinations, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic top view of an embodiment of the line connection according to the invention with a flat conductor connection element
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the line connection according to the invention.
  • FIG. 3 shows a top view of a first embodiment of one end of the flat conductor connection element according to the invention
  • 4A and 4B show a second embodiment of one end of the flat conductor connection element according to the invention
  • Figure 5 is a schematic top view of an inventive
  • Figures 7A and 7B show a first embodiment of the invention
  • Figures 8A and 8B show a second embodiment of the invention
  • FIG. 1 shows a schematic top view of an embodiment of the line connection according to the invention with a flat conductor connection element 1.
  • the flat conductor connection element 1 comprises a conductor track 1.1, a cover film 1.2 and a sealant 4 ( Figure 2).
  • Figure 2 At its two ends 1 .4, which are opposite in the direction of extension and 1.7, the flat conductor connection element 1 each has a first connection area 1.5 and a second connection area 1.8.
  • the longest dimension (length) of the flat conductor connection element 1 defines its direction of extension.
  • the connection areas 1.5 and 1.8 of the flat conductor connection element 1 are used to electrically contact the conductor tracks 1.1.
  • the cover film 1.2 is at least partially removed at the contact points so that the conductor track 1.1 is accessible.
  • the flat conductor connection element 1 has the first connection area 1.5.
  • the flat conductor connection element 1 has the second connection area 1.8, which is used for an external connection of the conductor track 1.1, here for example for soldering the conductor track 1.1 to a cable 2 designed as a round cable.
  • the second connection area 1.8 is located within an encapsulation 12 trained plastic component into which one end of the cable 2 is inserted.
  • the encapsulation 12 encloses a cross-sectional transition region 11, which serves as a transition from the flat conductor connection element 1 according to the invention to the cable 2 comprising an electrical conductor 2.1.
  • a plug or socket 17 which can be connected to external electronics (e.g. control electronics).
  • the encapsulation 12 can be produced, for example, using injection molding or 3D printing.
  • the encapsulation 12 consists, for example, of a solid plastic, for example polyamide (PA) and/or polyimide (PI), PBT, PA611, PA12, PA6 or PA66 in conjunction with glass fibers (up to 50%).
  • PA polyamide
  • PI polyimide
  • PBT polybutadiene
  • PA611, PA12, PA6 or PA66 in conjunction with glass fibers (up to 50%).
  • the encapsulation 12 also serves to mechanically protect the electrical contact between the flat conductor connection element 1 and the cable 2.
  • the conductor track 1.1 has a rectangular cross section.
  • the conductor track 1.1 is covered by an insulation sleeve consisting of the cover film 1.2.
  • the cover film 1.2 is glued to the conductor track 1.1.
  • the flat conductor connection element 1 can include several conductor tracks 1.1.
  • the conductor tracks 1.1 are then arranged next to one another and/or one above the other.
  • the electrical conductor tracks 1.1 consist, for example, of a thin copper, silver, tin or gold foil.
  • the foils can also be coated, for example silver-plated, gold-plated or tin-plated.
  • the thickness of the films is, for example, 35 pm, 50 pm, 75 pm or 100 pm.
  • the width of the conductor track can also be 1 mm up to 22 mm.
  • films made of polyimide preferably black or yellow polyimide films (eg PI-MTB/MBC), for example with a thickness of 25 pm, are particularly suitable suitable.
  • polymer films made of PEN, preferably white PEN, for example with a thickness of 25 ⁇ m, can be used.
  • the cover film 1.2 is glued to the conductor track 1.1 via an adhesive layer and to the cover film 1.2 on the opposite side at the protruding edges.
  • the adhesive layers of the cover film 1.2 can contain or consist of, for example, epoxy adhesives or thermoplastic adhesives. Typical thicknesses of the adhesive films are from 25 pm to 35 pm.
  • the adhesives can be transparent or colored, for example black. Only the first connection area 1.5 and the second connection area 1.8 are designed without a cover film. This can be achieved, for example, by using a window technology during production or by subsequently removing the cover film 1.2, for example by laser ablation.
  • Figure 2 shows an embodiment of an electrical line connection 10 according to the invention with the cross-sectional transition region 11 in a cross-sectional view.
  • the flat conductor connection element 1 includes the conductor track 1.1, the first cover film 1.2 and the sealant 4.
  • the sealant 4 is arranged at the second end 1.7 on the cover film 1.2 within the encapsulation 12.
  • the cross-sectional transition region 11 comprises an electrical connection between the conductor track 1.1 of the flat conductor connection element 1 and the conductor 2.1 of the (round) cable 2.
  • the cross-sectional transition region 11 has an encapsulation 12.
  • the encapsulation 12 serves to insulate the electrical contact (for example soldering) between the flat conductor connection element 1 and cable 2.
  • the cable 2 also includes an insulating, polymeric cable jacket 2.2, the insulating cable jacket 2.2 being removed in the end region of the cable in order to create an electrically conductive connection between the conductor 2.1 of the (round) cable 2 and the conductor track 1.1 to enable.
  • the electrically conductive conductor 2.1 of the (round) cable 2 contains copper.
  • the cable 2 has a round or oval cross-section, the cross-sectional area of which is, for example, 5 mm 2 .
  • the cable 2 can in principle be any connecting cable that is known to those skilled in the art for electrically contacting a functional element and is suitable for being connected to a connecting element (also called a crimp contact) by crimping or clamping.
  • the conductor 2.1 of the round cable 2 is connected to the flat conductor connecting element 1 the pointing end is stripped and firmly connected to the conductor track 1.1 via a solder connection 5.
  • FIG 3 shows a top view of a first embodiment of the second end 1.7 of the flat conductor connection element 1 according to the invention.
  • the second end 1.7 has a sealant 4 designed as an adhesive tape 4.1.
  • the adhesive tape 4.1 forms, at least in sections, an edge region B, which is located between a lateral edge R of the adhesive tape 4.1 at a distance perpendicular to an outer edge 1.3 of the flat conductor connection element 1.
  • the edge region B of the adhesive tape 4.1 is formed along the circumferential edge of the cover film 1.2, the width of the edge region B being constant.
  • the adhesive tape 4.1 projects beyond the outer edge 1.3 of the flat conductor connection element 1.
  • the adhesive tape 4.1 has a greater width than the width of the flat conductor connection element 1.
  • the second longest dimension of the flat conductor connection element 1 defines its width.
  • the adhesive tape 4.1 extends beyond the outer edge 1.3 of the cover film 1.2 of the flat conductor connection element 1, which is covered by the encapsulation 12.
  • the adhesive tape 4.1 thus acts as a capillary barrier.
  • the adhesive tape 4.1 can be arranged on two opposite sides of the flat conductor connection element 1.
  • Figure 4A shows a second embodiment of the second end 1.7 of the flat conductor connection element 1 according to the invention.
  • the adhesive tape 4.1 does not protrude beyond the outer edge 1.3, but is largely flush with it.
  • the cover film 1.2 has two recesses 4.2.
  • the recesses 4.2 are each covered by the adhesive tape 4.1.
  • the recesses 4.2 are located in the area of the outer edge 1.3, in particular in the cover film 1.2. They are formed at right angles. Alternatively, the recesses can be arcuate.
  • the recesses 4.2 extend from the outer edge 1.3 in the direction of the conductor track.
  • the two recesses 4.2 are at least partially filled with the adhesive layer of the adhesive tape 4.1, so that penetration of water is effectively prevented by a capillary effect along the outer edge 1.3.
  • the recesses 4.2 thus act as a further capillary barrier.
  • the second embodiment of the second end 1.7 is shown free of the adhesive tape 4.1.
  • the second end 1.7 of the flat conductor connection element 1 is shown without the adhesive tape 4.1, so the recess 4.2 can be clearly seen.
  • the recesses 4.2 are available Outer edge open.
  • the recesses are arranged on an insulating edge region of the flat conductor connection element 1.
  • the recesses 4.2 extend from the outer edge 1.3 in the direction of the conductor track.
  • the flat conductor connection element 1 has the second connection area 1.8.
  • FIG. 5 shows a schematic top view of the flat conductor connection element 1 according to the invention with recesses 4.2.
  • the recesses 4.2 have different shapes.
  • the recesses 4.2 have a rectangular, arcuate or triangular shape.
  • the recesses 4.2 are located in the area of the outer edge 1.3 of the cover film 1.2. They are in the edge area of the cover film 1.2, in which the cover film 1.2 is glued to the cover film 1.2 on the opposite side on the protruding edges.
  • the recesses 4.2 are open to the outer edge.
  • Each recess 4.2 acts as a sealant 4.
  • the flat conductor connection element 1 can be used with a disk 102 having an electrical component 6.
  • connection arrangement 104 comprises a glazing unit 100 with an electrical component 6, in particular a so-called PDLC functional element, and a flat conductor connection element 1 according to the invention.
  • the glazing unit 100 is designed as a composite pane.
  • the composite pane is designed as a roof pane of a motor vehicle.
  • the glazing unit 100 comprises a first pane 101 and a second pane 102.
  • the first pane 101 serves as an outer pane and the second pane 102 as an inner pane.
  • the inner pane is the pane facing the vehicle interior, while the outer pane faces the vehicle surroundings.
  • the surface of the outer pane facing the vehicle's surroundings is referred to as surface I, as is common in vehicle glazing technology, and the surface of the inner pane facing the vehicle interior is referred to as surface IV.
  • the two panes 101 and 102 consist, for example, of soda-lime glass.
  • the two disks 101 and 102 are firmly connected to one another by two thermoplastic intermediate layers 103, for example made of polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) or polyurethane (PU).
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA
  • the glazing unit 100 is provided with an electrical functional element 6, which is located between the two panes 101 and 102.
  • the electrical functional element 6 can be, for example, a PDLC functional element that serves, for example, as an electrically controllable sun or privacy screen.
  • the PDLC functional element is provided by a commercially available PDLC multilayer film is formed, which is embedded in the intermediate layer 103.
  • the intermediate layer 103 comprises, for example, a total of three thermoplastic films (not shown) with a thickness of, for example, 0.38 mm made of PVB, a first thermoplastic film being connected to the first pane 101, and a second thermoplastic film being connected to the second pane 02 is connected.
  • the PDLC functional element generally includes an active layer between two surface electrodes and two carrier films.
  • the active layer contains a polymer matrix with liquid crystals dispersed therein, which align depending on the electrical voltage applied to the surface electrodes, whereby the optical properties can be controlled.
  • the surface electrodes can be electrically contacted via busbars.
  • the flat conductor connection element 1 is used to apply a voltage to the busbar of the functional element 6.
  • connection arrangement 104 also has the flat conductor connection element 1.
  • the bus conductors of the functional element 6 are connected to the flat conductor connection element 1 in an electrically conductive manner.
  • a secure electrically conductive connection is preferably achieved by soldering the connection 5.
  • the flat conductor connection element 1 can be adapted to the respective circumstances of actual use and can, for example, extend over two, three or four levels. Alternatively or in combination, more or fewer conductor tracks can be arranged next to each other per level.
  • the flat conductor connection element 1 is partially laminated with its first end 1.4 into the glazing unit 100 and is led out of the composite pane 2 in the exit region 18 between the two panes 101 and 102.
  • the first end 1.4 has the sealant 4 designed as an adhesive tape 4.1.
  • the flat conductor connection element 1 is guided around a side surface of the first disk 101 and is arranged on the surface IV of the first disk 101.
  • the first disk 101 can have a recess in the exit area 18, for example through a ground area (not shown here).
  • Figures 7A and 7B show an embodiment of the connection arrangement 104 according to the invention, in which the adhesive tape 4.1 protrudes beyond the outer edge 1.3 of the flat conductor connection element 1.
  • the adhesive tape 4.1 is wider than the flat conductor connection element 1.
  • the flat conductor connection element 1 is partially laminated into the glazing unit 100 with its first end 1.4 and is in the exit area from the glazing unit 100 18 brought out.
  • Figure 7A shows a top view of the connection arrangement 104.
  • a cross-sectional view (A - A') of the glazing unit 100 from Figure 7A is shown in Figure 7B.
  • the adhesive tape 4.1 can be arranged on only one side of the flat conductor connection element 1 or can be located on the two opposite sides of the flat conductor connection element 1, as shown in FIG. 7B.
  • FIGS 8A and 8B show a further embodiment of the connection arrangement 104 according to the invention, in which the flat conductor connection element 1 has two recesses 4.2.
  • the adhesive tape 4.1 is narrower than the flat conductor connection element 1.
  • the flat conductor connection element 1 is partially laminated into the glazing unit 100 with its first end 1.4 and is led out of the glazing unit 100 in the exit area 18.
  • 8B shows a cross-sectional view (A" - A"') of the glazing unit 100 from FIG. 8A.
  • the adhesive tape 4.1 can be arranged on only one side of the flat conductor connection element 1 or can be located on the two opposite sides of the flat conductor connection element 1, as shown in FIG. 8B.
  • the recesses 4.2 have a rectangular shape.
  • the recesses 4.2 are located in the area of the outer edge 1.3 of the cover film 1.2 on two opposite edges. They are in the edge area of the cover film 1.2, in which the cover film 1.2 is glued to the cover film 1.2 on the opposite side on the protruding edges.
  • Each of the two recesses 4.2 reduces the width of the flat conductor connection element 1.
  • the recesses 4.2 are open to the outer edge 1.3.
  • the recesses 4.2 are at least partially covered by the adhesive tape 4.1. They are at least partially filled with the adhesive layer of the adhesive tape 4.1, the adhesive tape 4.1 and/or the intermediate layer 3, so that water penetration into the glazing unit 100 is prevented by a capillary effect along the outer edge 1.3 of the flat conductor connection element 1.

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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlussanordnung (104), umfassend eine Verglasungseinheit (100) mit einem elektrischen Bauelement (6) und einem Flachleiteranschlusselement (1), wobei das Flachleiteranschlusselement (1) mit einem zweiten Anschlussbereich (1.7) zwischen den beiden Scheiben (101, 102) aus der Verglasungseinheit (100) herausführt ist, • wobei eine elektrische Leiterbahn (1.1) des Flachleiteranschlusselements (1) zur elektrischen Kontaktierung des elektrischen Bauelements vorgesehen ist, • wobei ein Dichtmittel (4, 4.1) an dem ersten Ende (1.4) und/oder an dem zweiten Ende (1.7) des Flachleiteranschlusselements (1) angeordnet ist, und • wobei das Flachleiteranschlusselement (1) im Bereich einer Außenkante (1.3) mindestens eine Aussparung (4.2) aufweist, und die Aussparung (4.2) mit einer Haftschicht, einem Klebeband (4.1) oder einer thermoplastischen Schicht gefüllt ist.

Description

Anschlussanordnung mit Flachleiteranschlusselement sowie eine elektrische Leitungsverbindung
Die Erfindung betrifft eine Anschlussanordnung mit einem Flachleiteranschlusselement sowie eine elektrische Leitungsverbindung.
Bei Verbundscheiben, die mindestens zwei starre Scheiben und eine diese flächig verbindende Zwischenschicht sowie elektrische Bauelemente aufweisen, umfassen solche Leitungsverbindungen üblicherweise einen Übergang von einem Flachleiteranschlusselement zu einem Rundkabel. Die in einer Verbundscheibe verbauten elektrischen Bauelemente können Heizkomponenten, Antennenelemente und flach eingebaute Funktionselemente sein, die über sogenannte Sammelleiter elektrisch kontaktiert werden können. Derart ausgestattete Verbundscheiben finden als Verglasungseinheiten in Automobilen als Windschutz-, Heck- und Seitenscheibe oder auch im Baubereich ihre Anwendung.
Das Funktionselement ist dabei in der Verbundscheibe eingebettet. Bei der Herstellung der Verbundscheibe wird das Funktionselement in der gewünschten Größe und Form geschnitten und zwischen Folien der Zwischenschicht eingelegt. Typische Zwischenschichten sind dabei Polyvinylbutyralfolien, die neben ihren Klebeeigenschaften eine hohe Zähigkeit und eine hohe akustische Dämpfung aufweisen. Die Zwischenschicht verhindert den Zerfall der Verbundscheibe bei einer Beschädigung. Die Verbundscheibe bekommt lediglich Sprünge, bleibt aber formstabil.
Solche Verbundscheiben als Verglasungselemente enthalten das Funktionselement, welches typischerweise eine aktive Schicht zwischen zwei Flächenelektroden umfasst. Die optischen Eigenschaften der aktiven Schicht können durch eine an die Flächenelektroden angelegte Spannung verändert werden. Ein Beispiel hierfür sind elektrochrome Funktionselemente, die beispielsweise aus US 20120026573 A1 bekannt sind. Ein weiteres Beispiel sind SPD- Funktionselemente (Suspended Particle Device) oder PDLC-Funktionselemente (Polymer Dispersed Liquid Crystal), die beispielsweise aus EP 0876608 B1 und WO 2011033313 A1 bekannt sind.
Um eine flexible Leitungsverbindung als Außenanschluss aus dem Innenraum der Verbundscheibe herauszuführen, verwendet man üblicherweise Flachleitungen, die aus mindestens einem dünnen Trägersubstrat und mindestens einer metallischen Leiterbahn (Leiterstreifen) bestehen. Zusätzlich kann eine Deckschicht vorgesehen sein, so dass der Flachleiter insgesamt ein dreilagiges Laminat bildet. Die Flachleiter werden mit Anschlussflächen nahe am Rand der Verbundscheibe verlötet und nur über diesen Rand hinweg nach außen geführt, wo sie mit einem Abstand zum Rand mit einem Rundkabel verbunden werden.
In der Praxis werden zur Kontaktierung Flachleiteranschlusselemente eingesetzt, die eine Mehrzahl elektrischer Leiterbahnen aufweisen. Die elektrischen Leiterbahnen sind sehr dünn mit Dicken beispielsweise im Bereich von 0,03 mm bis 0,1 mm und bestehen beispielsweise aus Kupfer, das sich bewährt hat, da es eine gute elektrische Leitfähigkeit sowie eine gute Verarbeitbarkeit besitzt. Die Materialkosten sind gleichzeitig relativ niedrig.
Derartige Flachleiteranschlusselement weisen einen ersten Anschlussbereich zur Kontaktierung eines elektrischen Bauelements, beispielsweise eines Funktionselements, innerhalb der Verbundscheibe. Am anderen Ende wird das Flachleiteranschlusselement aus der Verbundscheibe herausgeführt. Da es sich nicht vermeiden lässt, dass Feuchtigkeit in die Verbundscheibe entlang des Flachkabels eindringt, können infolge von Abdichtungsfehler Störung an der Kontaktstelle entstehen. Ein zweiter Anschlussbereich befindet sich am aus der Verbundscheibe herausgeführten Ende des Flachleiteranschlusselements. Der zweite Anschlussbereich ist zur Kontaktierung mit einem Anschlusskabel (Rundkabel) vorgesehen. Das Anschlusskabel weist typischerweise einseitig vorkonfektionierte Verbindungsstücke wie Stecker oder Buchsen auf, mit denen das Rundkabel mit externen elektrischen Einrichtungen verbunden werden kann.
Der Übergangsbereich von Flachleiteranschlusselement zum Rundkabel ist allerdings empfindlich gegenüber Staub, Schmutz, und Feuchtigkeit und wird deshalb in eine Ummantelung, Gehäuse oder Verkapselung aus Kunststoff eingebettet. Da es sich nicht vermeiden lässt, dass Feuchtigkeit in die Verkapselung eindringt, können infolge von Abdichtungsfehler auch hier Störungen an der Verbindungsstelle entstehen.
JP 2003257597 A (engl. Zusammenfassung) offenbart ein flaches Heizelement, das über ein leitfähiges Band an ein Endteil eines an eine Stromversorgung angeschlossenen Drahts angeordnet ist.
GB 2 539 834 A beschreibt eine elektrische Verbindung, die ein Flachkabel und ein Kabel elektrisch verbindet, wobei die elektrische Verbindung eine erste Dichtung, eine optionale zweite Dichtung und eine Umhüllung umfasst. Die Umhüllung umschließt zumindest die erste Dichtung und den elektrischen Kontakt. Auch bei dieser Ausgestaltung lässt es sich nicht vermeiden, dass Störungen an der Verbindungsstelle zum Rundkabel oder innerhalb einer Verbundscheibe entstehen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte elektrische Leitungsverbindung bereitzustellen, welche eine sichere und dauerhaft wasserdichte Abdichtung an der Kontaktstelle in der Verbundscheibe und/oder am Übergangsbereich von Flachleiteranschlusselement zu Anschlusskabel gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Anschlussanordnung umfasst eine Verglasungseinheit mit einem elektrischen Bauelement und einem Flachleiteranschlusselement, welches mindestens eine elektrische Leiterbahn und eine Deckfolie zur elektrischen Isolierung der mindestens einen Leiterbahn aufweist. Das Flachleiteranschlusselement weist ferner an einem ersten Ende einen ersten Anschlussbereich und an einem zweiten Ende einen zweiten Anschlussbereich auf. Der erste Anschlussbereich ist zwischen zwei Scheiben der Verglasungseinheit angeordnet. Ferner ist das Flachleiteranschlusselement mit dem zweite Anschlussbereich zwischen den beiden Scheiben aus der Verglasungseinheit herausgeführt. Die elektrische Leiterbahn ist zur elektrischen Kontaktierung des elektrischen Bauelements der Verglasungseinheit vorgesehen. Ein Dichtmittel ist an dem ersten Ende und/oder an dem zweiten Ende des Flachleiteranschlusselements angeordnet, wobei das Dichtmittel zur Sperrung von sich am Flachleiteranschlusselement bildenden Wasserkapillaren vorgesehen ist. Insbesondere im eingebauten Zustand können sich entlang der Deckfolien Wasserkapillare bilden, die durch das am Flachleiteranschlusselement angeordneten Dichtmittel unterbunden werden. Eine solche Anordnung des Dichtmittel (Dichtungen) sorgt dafür, dass das Eindringen von Wasser und Feuchtigkeit in eine Verglasungseinheit oder eine Verkapselung verhindert wird.
Das Dichtmittel kann ein eine Haftschicht aufweisendes Klebeband sein, welches zum Verbinden des Flachleiteranschlusselements mit der Verglasungseinheit oder eines Kunststoffbauteils vorgesehen ist, so dass eine hochdichte und beständige Verbindung zwischen dem Flachleiteranschlusselement und einer Verglasungseinheit bzw. einer Verkapselung am jeweiligen Ende des Flachleiteranschlusselements im Anschlussbereich entstehen kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Dichtmittel als ein doppelseitig haftendes Klebeband ausgebildet. Insbesondere kann das Klebeband ein Acrylklebeband sein. Zusätzlich kann das Klebeband transparent sein. Die Materialstärke des Klebebands kann eine Dicke von 25 pm bis zu 2 mm, bevorzugt 100 pm bis zu 150 pm, besonders bevorzugt 130 pm [Mikrometer] aufweisen. Das Klebeband kann an zwei Seiten des Flachleiteranschlusselements angeordnet sein. Das Klebeband kann flächig über die eine Haftschicht mit der Deckfolie des Flachleiteranschlusselements verbunden sein. Die Haftung durch das Klebeband unterstützt in vorteilhafter Weise die Haftung der Verkapselung am Flachleiteranschlusselement, so dass die Verbindung zwischen der Verkapselung und dem Flachleiteranschlusselement sehr dicht und stabil ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Klebebands sieht vor, dass das Klebeband über eine Außenkante des Flachleiteranschlusselements hinausragt. Dazu kann das Klebeband breiter sein als das Flachleiteranschlusselement. Dabei erstreckt sich das Klebeband über eine Außenkante der Deckfolie des Flachleiteranschlusselements hinaus. Das Klebeband wirkt damit als Kapillarsperre. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da sie einfach in der Herstellung ist.
Mit anderen Worten weist das Klebeband zumindest abschnittsweise einen Randbereich auf, der sich zwischen einem seitlichen Rand des Klebebands in einem Abstand senkrecht zu einer Außenkante des Flachleiteranschlusselements befindet. Der Randbereich des Klebebandes ist bevorzugt entlang der umlaufenden Kante der Deckfolie ausgebildet, wobei die Breite des Randbereichs entweder konstant ist oder variieren kann. Die Breite des Randbereichs kann bis zu 1 ,5 mm [Millimeter] betragen. Das Klebeband wirkt damit als eine Kantenabdichtung am Flachleiteranschlusselement.
Das Flachleiteranschlusselement weist im Bereich der Außenkante, insbesondere in der Deckfolie, mindestens eine Aussparung auf, wobei die Aussparung zur Außenkante offen sein kann. Bevorzugt sind die Aussparungen an einem isolierenden Randbereich des Flachleiteranschlusselements angeordnet. Die Aussparung kann aus der Deckfolie des Flachleiteranschlusselements ausgestanzt sein. Ferner kann die zumindest eine Aussparung bogenförmig oder rechtwinklig ausgebildet sein. Eine derartige Aussparung kann sich von der Außenkante in Richtung der Leiterbahn verjüngen. Die Aussparung kann mit der Haftschicht, dem Klebeband und/oder einer thermoplastischen Schicht, insbesondere einer Zwischenschicht, gefüllt sein, sodass ein Eindringen von Wasser durch eine kapillarische Wirkung entlang der Außenkante verhindert wird. Die mindestens eine Aussparung wirkt damit als eine zusätzliche Kapillarsperre. Die Deckfolie weist eine Materialstärke von 25 pm bis zu 50 pm auf. Derartige Dicken sind besonders geeignet, um beim Einsatz des Flachleiteranschlusselements eine ausreichende Isolierung der mindestens einen Leiterbahn zu erzielen. Derartig dünne Flachleiteranschlusselement sind besonders flexibel und können beispielsweise gut in eine als Verbundscheibe ausgebildete Verglasungseinheit einlaminiert und aus dieser herausgeführt werden.
Die erste Deckfolie enthält bevorzugt Polyimid (PI) oder Polyesther, besonders bevorzugt Polyethylenterephtalat (PET) oder Polyethylennapthalat (PEN) oder besteht daraus. Die Deckfolie kann auch aus einem elektrisch isolierenden Lack, bevorzugt einem Polymerlack, bestehen. Die Deckfolien können auch thermoplastische Kunststoffe und Elastomere wie Polyamid, Polyoxymethylen, Polybutylenterephthalat oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk enthalten oder daraus bestehen. Alternativ können Vergusswerkstoffe wie Acrylat- oder Epoxidharzsysteme als Deckfolien verwendet werden. Derartige Deckfolie sind kostengünstig und vereinfachen den Herstellungsprozess.
Das Flachleiteranschlusselement (auch Flachbandkabel oder Flachleiter genannt) umfasst mindestens eine auf der Deckfolie als Trägersubstrat aus Kunststoff aufgebrachte elektrische Leiterbahn, die mit der Deckfolie als Deckschicht auch abgedeckt ist. Die Deckfolie formt eine Isolationshülle, welche die elektrische Leiterbahn umhüllt. Das insbesondere flexible und/oder biegsame Flachleiteranschlusselement dient zum elektrischen Anschluss an ein elektrisches Bauelement, beispielsweise ein Funktionselement oder eine Flächenelektrode. Das flexible Flachleiteranschlusselement ist ein flächiger Körper mit zwei gegenüberliegenden Seiten, das wahlweise in eine ebene oder gekrümmte Form gebracht werden kann. Im ebenen (d.h. nichtgekrümmten) Zustand ist das Flachleiteranschlusselement in einer Ebene angeordnet. Das Flachleiteranschlusselement ist generell länglich ausgebildet und weist entlang seiner Erstreckungsrichtung die zwei Enden auf. Das Flachleiteranschlusselement kann auch mit einer Mehrzahl, insbesondere parallel verlaufender, elektrischer Leiterbahnen versehen sein. Vorzugsweise kann das Flachleiteranschlusselement bis zu 32, besonders bevorzugt 8 bis 10, Leiterbahnen aufweisen. Die Leiterbahnen sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Jede Leiterbahn kann dabei einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Das Flachleiteranschlusselement ist ein längliches elektrisches Bauteil mit mehreren elektrischen Leiterbahnen, dessen Breite deutlich größer ist als die Dicke. Das Flachleiteranschlusselement ist derart dünn ausgebildet (d.h. die Dicke ist derart gering), dass es flexibel und biegbar ist. Seine Breite kann dabei 0,1 mm bis 100 mm betragen. Ferner umfasst das Flachleiteranschlusselement mindestens zwei Anschlussbereiche mit Kontaktstellen der Leiterbahnen an den zwei in Erstreckungsrichtung gegenüberliegenden Enden des Flachleiteranschlusselements. Die zwei Anschlussbereiche des Flachleiteranschlusselements dienen zum elektrischen Kontaktieren der Leiterbahnen, zu welchem Zweck die Deckfolie, d.h. Trägerschicht und/oder Isolationsschicht, zumindest an den Kontaktstellen nicht vorhanden oder entfernt ist, so dass die Leiterbahnen zugänglich sind.
Die elektrischen Leiterbahnen sind zumindest abschnittsweise nebeneinander und/oder übereinander liegend angeordnet. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens zwei elektrische Leiterbahnen in mindestens zwei, bevorzugt in genau zwei oder genau drei oder genau vier Ebenen übereinander angeordnet. „Übereinander“ bedeutet hier bezüglich der Erstreckungsebene des Flachleiteranschlusselements, d.h. bezüglich der Ebene, die durch die zwei größeren Dimensionen (Länge und Breite) des Flachleiteranschlusselements aufgespannt werden. Vorteilhafterweise sind jeweils mindestens zwei Leiterbahnen in der Projektion orthogonal zur Erstreckungsebene deckungsgleich angeordnet. Alternativ kann auch die Leiterbahn in einer Ebene größer ausgebildet sein und im Wesentlichen die Ebene innerhalb des Flachleiteranschlusselements, bevorzugt abzüglich eines isolierenden Randbereichs, teilweise oder vollständig einnehmen. Dadurch wird die Stromtragfähigkeit dieser Leiterbahn erhöht.
Jede elektrische Leiterbahn kann an zwei entlang der Leiterbahn voneinander beabstandeten Kontaktstellen elektrisch kontaktiert werden. Die Kontaktstellen sind Bereiche der Leiterbahnen, an denen eine elektrische Kontaktierung möglich ist. In der einfachsten Ausgestaltung handelt es sich hierbei um zugängliche Bereiche der elektrischen Leiterbahnen. Dabei kann es erforderlich und sinnvoll sein, für jeden Pol eine eigene Leitungsverbindung vorzusehen, so dass jeweils eine Leiterbahn des Flachleiteranschlusselements zur Verbindung mit einem Leiter eines Kabels vorgesehen ist.
Die Leiterbahnen werden mittels Druckverfahren aufgebracht. Alternativ werden die elektrischen Leiterbahnen als Metallstreifen aus Metallfolie vorgefertigt und beidseitig mit einem Kunststoffmaterial laminiert. In beiden Fällen sind die elektrischen Leiterbahnen mechanisch stabilisiert und in eine Isolationshülle bestehend aus der Deckfolie eingebettet, so dass sie gegen die äußere Umgebung elektrisch isoliert sind.
Die Metallfolie kann eine Kupferfolie, eine Aluminiumfolie, eine Edelstahlfolie, eine Zinnfolie, eine Goldfolie oder eine Silberfolie enthalten oder besteht daraus. Die Metallfolie kann auch Legierungen mit den genannten Metallen enthalten oder daraus bestehen. Die Metallfolie kann vorteilhafterweise abschnittsweise oder vollständig verzinnt sein. Dies ist besonders vorteilhaft, um eine gute Lötbarkeit bei gleichzeitigem Korrosionsschutz zu erzielen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flachleiteranschlusselements weist die mindestens eine Leiterbahn eine Dicke von 35 pm bis 100 pm, bevorzugt von 50 pm bis 75 pm auf. Gemäß einer Ausgestaltung weisen die elektrischen Leiterbahnen eine Breite von 0,05 mm bis 40 mm, bevorzugt von 1 mm bis 20 mm und insbesondere von 2 mm bis 5 mm auf. Derartige Breiten sind besonders geeignet, um in Verbindung mit den oben genannten Dicken eine ausreichende Stromtragefähigkeit zu erzielen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anschlussanordnung, umfassend eine Verglasungseinheit mit einem elektrischen Bauelement, insbesondere einem Funktionselement, und einem erfindungsgemäßen Flachleiteranschlusselement. Das Funktionselement kann ein PDLC- Funktionselement sein.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anschlussanordnung kann die mindestens eine Leiterbahn des Flachleiteranschlusselements über eine Lötverbindung mit dem elektrischen Bauelement elektrisch leitend verbunden sein. Alternativ kann die elektrische Verbindung über eine Klebeverbindung mittels eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs hergestellt werden.
Die Verglasungseinheit umfasst eine erste Scheibe und zweite Scheibe sowie zwei Zwischenschichten zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe. Das Funktionselement ist zwischen den beiden Zwischenschichten angeordnet, wobei das Flachleiteranschlusselement an einem Ende mit einer Flächenelektrode des Funktionselements elektrisch leitend verbunden ist.
Die Verglasungseinheit als Verbundscheibe umfasst eine erste Scheibe und eine zweite Scheibe, die bevorzugt aus Glas gefertigt sind, besonders bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Alumino-Sililat-Glas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Scheiben können klar oder auch getönt oder gefärbt sein. Sofern die Verglasungseinheit als Windschutzscheibe verwendet wird, sollte diese im zentralen Sichtbereich eine ausreichende Lichttransmission aufweisen, bevorzugt mindestens 70 % im Haupt-Durchsichtbereich A gemäß ECE-R43. Die erste Scheibe und die zweite Scheibe können auch als Außen- und Innenscheibe bezeichnet werden. Die erste Scheibe, die zweite Scheibe und/oder die Zwischenschicht können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E- Beschichtungen.
Die Dicke der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die erste Scheibe und die zweite Scheibe weisen vorteilhaft Standardstärken von 0,7 mm bis 25 mm, bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,5 mm für Fahrzeugglas und bevorzugt von 4 mm bis 25 mm für Möbel, Geräte und Gebäude, insbesondere für elektrische Heizkörper, auf. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Größe der erfindungsgemäßen Verwendung. Die erste und die zweite Scheibe weisen beispielsweise im Fahrzeugbau und Architekturbereich übliche Flächen von 200 cm2 bis zu 20 m2 auf.
Das Funktionselement weist elektrisch steuerbare optische Eigenschaften auf und umfasst flächenmäßig übereinander angeordnet eine erste Trägerfolie, eine erste Flächenelektrode, eine aktive Schicht, eine zweite Flächenelektrode und eine zweite Trägerfolie. Die Trägerfolien und die Flächenelektroden sind bevorzugt transparent ausgebildet. Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verglasungseinheit ist das Funktionselement ein sogenanntes PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) - Funktionselement.
Die aktive Schicht weist die veränderlichen optischen Eigenschaften auf, die durch eine an die aktive Schicht angelegte elektrische Spannung gesteuert werden können. Unter elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften werden im Sinne der Erfindung solche Eigenschaften verstanden, die stufenlos steuerbar sind, aber gleichermaßen auch solche, die zwischen zwei oder mehr diskreten Zuständen geschaltet werden können. Die optischen Eigenschaften betreffen insbesondere die Lichttransmission und/oder das Streuverhalten.
Bei der ersten und zweiten Trägerfolie handelt es sich insbesondere um polymere oder thermoplastische Folien. Die Trägerfolien enthalten insbesondere ein thermoplastisches Material oder bestehen daraus. Das thermoplastische Material kann ein thermoplastisches Polymer oder eine Mischung von zwei oder mehr thermoplastischen Polymeren sein. Neben dem thermoplastischen Material kann die Trägerfolie ferner Zusätze enthalten, wie z.B. Weichmacher. Das thermoplastische Material der Trägerfolien ist bevorzugt Polyethylenterephthalat (PET), wie es bei kommerziell erhältlichen Funktionselementen üblich ist.
Das thermoplastische Material der Trägerfolie kann auch Mischungen von PET mit anderen thermoplastischen Polymeren und/oder Copolymere von PET enthalten oder daraus bestehen. Das thermoplastische Material der Trägerfolie kann z.B. auch PU, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polyacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen enthalten oder daraus bestehen. Die Dicke jeder Trägerfolie liegt bevorzugt im Bereich von 0,03 mm bis 0,4 mm, bevorzugter von 0,04 mm bis 0,2 mm.
Die Flächenelektroden des Funktionselements umfassen eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf der Trägerfolie. Die Seite der Trägerfolie mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung ist dann der aktiven Schicht zugewandt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Funktionselement ein PNLC- oder SPD- Funktionselement. Bei einem SPD- Funktionselement enthält die aktive Schicht suspendierte Partikel, wobei die Absorption von Licht durch die aktive Schicht mittels Anlegens einer Spannung an die Flächenelektroden veränderbar ist. PNLC-Funktionselemente (PNLC = polymer network liquid crystal) enthalten eine aktive Schicht, bei der die Flüssigkristalle in ein Polymernetzwerk eingelagert sind, wobei die Funktionsweise ansonsten analog wie bei den PDLC-Funktionselementen (Polymer Dispersed Liquid Crystal) ist.
Die Flächenelektroden sind dazu vorgesehen mit einer externen Spannungsquelle elektrisch verbunden zu werden. Die Kontaktierung der Flächenelektrode erfolgt bevorzugt mit (Ultraschall-) Löten, Vercrimpen oder Verkleben. Dazu wird auf mindestens eine der Flächenelektroden ein leitfähiges Material, insbesondere eine Paste, oder ein Lötkontakt aufgebracht. Die Paste enthält Silber oder eine silberhaltige Legierung. Das leitfähige Material wird als sogenannter Sammelleiter (bus bars), beispielsweise Streifen des elektrisch leitfähigen Materials oder elektrisch leitfähige Aufdrucke, mit den Flächenelektroden verbunden. Die Flächenelektroden können mittels jeweils eines Sammelleiters elektrisch kontaktiert werden.
In einer alternativen Ausgestaltung der Sammelleiter werden dünne und schmale Metallfolienstreifen oder Metalldrähte verwendet, die bevorzugt Kupfer und/oder Aluminium enthalten, insbesondere werden Kupferfolienstreifen mit einer Dicke von etwa 50 pm verwendet. Die Breite der Kupferfolienstreifen beträgt bevorzugt 1 mm bis 10 mm. Die Metallfolienstreifen oder Metalldrähte werden bei einer weiteren Verarbeitung des Funktionselements in einem Verbund aus thermoplastischen Schichten auf die Flächenelektrode aufgelegt. Im späteren Autoklavprozess wird durch Einwirkung von Wärme und Druck ein sicherer elektrischer Kontakt zwischen den Sammelleitern und der Beschichtung erreicht. Der elektrische Kontakt zwischen Flächenelektrode und Sammelleiter kann alternativ durch Auflöten, Auflegen oder Kleben mit einem elektrisch leitfähigen Kleber hergestellt werden.
Die Sammelleiter werden an die Flächenelektroden angebracht, indem die Trägerfolie, eine Flächenelektrode und die aktive Schicht ausgespart sind, so dass die jeweils andere Flächenelektrode mit der dazugehörigen Trägerfolie übersteht. Dies kann bevorzugt entlang eines Randbereichs der jeweiligen Seite des Funktionselements durchgeführt werden. Auf der überstehenden Flächenelektrode kann dann ein Sammelleiter angebracht werden oder das Flachleiteranschlusselement direkt mit der Flächenelektrode kontaktiert werden. Auf der gegenüberliegenden Seite des jeweiligen Funktionselements ist ein weiterer Sammelleiter in entsprechender Weise an die andere Flächenelektrode angebracht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Funktionselement ein PDLC-Funktionselement, insbesondere ein solches, das mindestens einen Bereich einer Verglasungseinheit von einem transparenten in einen opaken Zustand und umgekehrt schaltet. Die aktive Schicht eines PDLC-Funktionselements enthält Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Die Dicke des Funktionselements beträgt beispielsweise von 0,09 mm bis 1 mm.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektrische Leitungsverbindung mit einem Querschnittsübergangsbereich von dem eine Leiterbahn umfassenden Flachleiteranschlusselement der erfindungsgemäßen Anschlussanordnung zu einem mindestens einen elektrischen Leiter umfassenden Kabel, insbesondere Rundkabel. Im Querschnittsübergangsbereich ist eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn des Flachleiteranschlusselements und dem Leiter des Kabels vorgesehen sowie eine Verkapselung, die als ein Kunststoffbauteil zur elektrischen Isolierung der elektrischen Verbindung dient. Ein Klebeband als Dichtmittel ist bevorzugt im Bereich der Verkapselung am Flachleiteranschlusselement aufgebracht. Die erfindungsgemäße elektrische Leitungsverbindung weist auf einfache Weise einen dauerhaft wirksamen Schutz gegen Feuchtigkeit auf.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrische Leitungsverbindung kann die Leiterbahn des Flachleiteranschlusselements über eine Lötverbindung mit dem Leiter des (Rund-)Kabels elektrisch leitend verbunden sein. Alternativ kann die elektrische Verbindung über eine Klebeverbindung mittels eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs hergestellt werden. Der elektrisch leitfähige Klebstoff enthält mindestens ein elektrisch leitfähiges Material, vorzugsweise metallisches Material, beispielsweise Silber, Gold oder Aluminium. Möglich ist auch, dass der elektrisch leitfähige Klebstoff ein nicht-metallisches elektrisches Material enthält, beispielsweise Graphit oder Kohlenstoff. Das mindestens eine elektrisch leitfähige Material ist in eine elektrisch-nichtleitende Klebstoffmatrix eingebracht, beispielsweise Epoxidharz. Das mindestens eine elektrisch leitfähige Material ist in einer solchen Menge im Klebstoff enthalten, dass eine gewünschte Stromtragfähigkeit erreicht wird. Vorzugsweise ist das mindestens eine elektrisch leitfähige Material mit einem Massenanteil von mindestens 70% im Klebstoff enthalten.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsverbindung weist die Verkapselung einen Kunststoff als isolierendes Material auf. Dabei kann die Verkapselung aus einem entsprechend festen Kunststoff, beispielsweise Polyimid (PI) oder PA66 in Verbindung mit Glasfasern, bestehen. Die Verkapselung kann beispielsweise im Spritzgussverfahren hergestellt sein, wobei die Verkapselung als ein rechteckiges oder rundes Gehäuse ausgebildet ist.
Das Kabel weist an seinem der Verkapselung abgewandten Ende ein Verbindungselement auf, insbesondere eine Buchse oder Stecker. Das Kabel kann neben einem elektrisch leitfähigen Leiter (Innenleiter oder auch Seel, Ader oder Kern genannt) einen isolierenden, bevorzugt polymeren Kabelmantel umfassen, wobei der isolierende Kabelmantel bevorzugt jeweils im Endbereich des Kabels entfernt ist, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Leiter des Kabels und dem Flachleiteranschlusselement oder einem Verbindungselement zu ermöglichen. Der elektrisch leitfähige Leiter des Kabels kann beispielsweise Kupfer, Aluminium und/oder Silber oder Legierungen oder Gemische davon enthalten. Das Kabel weist einen vorzugsweise runde oder ovalen Querschnitt auf, der beispielsweise 0,3 mm2 bis 6 mm2 beträgt.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Fahrzeug aufweisend die erfindungsgemäße Anschlussanordnung.
Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Anschlussanordnung in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeugs, für den Verkehr zu Lande, zu Wasser oder in der Luft. Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren sind eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leitungsverbindung mit einem Flachleiteranschlusselement,
Figur 2 eine Querschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Leitungsverbindung,
Figur 3 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Endes des erfindungsgemäßen Flachleiteranschlusselements,
Figur 4A und 4B eine zweite Ausführungsform eines Endes des erfindungsgemäßen Flachleiteranschlusselements,
Figur 5 eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes
Flachleiteranschlusselement mit Aussparungen,
Figur 6 eine Querschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen
Anschlussanordnung,
Figur 7A und 7B eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anschlussanordnung, und
Figur 8A und 8B eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anschlussanordnung.
Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1 % bis zu +/- 10 %.
Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leitungsverbindung mit einem Flachleiteranschlusselement 1. Das Flachleiteranschlusselement 1 umfasst eine Leiterbahn 1.1 , eine Deckfolie 1.2 und ein Dichtmittel 4 (Figur 2). An seinen zwei in Erstreckungsrichtung gegenüberliegenden Enden 1 .4 und 1.7 weist das Flachleiteranschlusselement 1 jeweils einen ersten Anschlussbereich 1.5 und einen zweiten Anschlussbereich 1.8. Die längste Abmessung (Länge) des Flachleiteranschlusselements 1 definiert dessen Erstreckungsrichtung. Die Anschlussbereiche 1.5 und 1.8 des Flachleiteranschlusselements 1 dienen zum elektrischen Kontaktieren der Leiterbahnen 1.1. Die Deckfolie 1.2 ist an den Kontaktstellen zumindest teilweise entfernt, so dass die Leiterbahn 1.1 zugänglich sind.
An einem ersten Ende 1.4 weist das Flachleiteranschlusselement 1 den ersten Anschlussbereich 1.5 auf. An einem zweiten Ende 1.7 weist das Flachleiteranschlusselement 1 den zweiten Anschlussbereich 1.8 auf, der für einen Außenschluss der Leiterbahn 1.1 dient, hier beispielsweise zur Verlötung der Leiterbahn 1.1 mit eine als Rundkabel ausgebildeten Kabel 2. Der zweite Anschlussbereich 1.8 befindet sich innerhalb eines als Verkapselung 12 ausgebildeten Kunststoffbauteils, in das ein Ende des Kabels 2 eingeführt ist. Die Verkapselung 12 umhüllt einen Querschnittsübergangsbereich 11 , der als Übergang vom erfindungsgemäßen Flachleiteranschlusselement 1 zu dem einen elektrischen Leiter 2.1 umfassenden Kabel 2 dient. Am anderen Ende des Kabels 2 ist ein Stecker oder Buchse 17 angebracht, die mit einer externen Elektronik (z.B. Steuerelektronik) verbunden werden kann.
Die Verkapselung 12 kann beispielsweise im Spritzguss- oder 3D-Druckverfahren hergestellt sein. Die Verkapselung 12 besteht beispielsweise aus einem festen Kunststoff, beispielsweise Polyamid (PA) und/oder Polyimid (PI), PBT, PA611 , PA12, PA6 oder PA66 in Verbindung mit Glasfasern (bis zu 50%). Die Verkapselung 12 dient auch dem mechanischen Schutz der elektrischen Kontaktierung zwischen dem Flachleiteranschlusselement 1 und dem Kabel 2.
Die Leiterbahn 1.1 weist einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Leiterbahn 1.1 wird von einer aus der Deckfolie 1.2 bestehenden Isolationshülle umhüllt. Die Deckfolie 1.2 wird dazu mit der Leiterbahn 1.1 verklebt. Das Flachleiteranschlusselement 1 kann mehrere Leiterbahnen 1.1 umfassen. Die Leiterbahnen 1.1 sind dann nebeneinander und/oder übereinander liegend angeordnet. Die elektrischen Leiterbahnen 1.1 bestehen beispielsweise aus einer dünnen Kupfer-, Silber-, Zinn- oder Goldfolie. Die Folien können zusätzlich beschichtet sein, beispielsweise versilbert, vergoldet oder verzinnt. Die Dicke der Folien beträgt beispielsweise 35 pm, 50 pm, 75 pm oder 100 pm. Dabei kann die Breite der Leiterbahn auch 1 mm bis zu 22 mm betragen.
Für das Material der Deckfolie 1.2 sind Folien aus Polyimid, bevorzugt schwarze oder gelbe Polyimidfolien (z.B. PI-MTB/MBC), beispielsweise mit einer Dicke von 25 pm, besonders geeignet. Alternativ können Polymerfolien aus PEN, bevorzugt aus weißem PEN, beispielsweise mit einer Dicke von 25 pm verwendet werden.
Die Deckfolie 1.2 ist über eine Klebeschicht mit der Leiterbahn 1.1 und an den überstehenden Rändern mit der Deckfolie 1.2 der gegenüberliegenden Seite verklebt. Die Klebeschichten der Deckfolie 1.2 können beispielsweise Epoxy-Klebstoffe oder thermoplastische Klebstoffe enthalten oder daraus bestehen. Typische Dicken der Klebstofffilme sind von 25 pm bis 35 pm. Die Klebstoffe können transparent oder gefärbt sein, beispielsweise schwarz. Lediglich der erste Anschlussbereich 1.5 und der zweite Anschlussbereich 1.8 sind ohne Deckfolie ausgebildet. Dies kann beispielsweise durch eine Fenstertechnik bei der Herstellung oder durch nachträgliche Entfernung der Deckfolie 1 .2, beispielsweise durch Laserablation, erreicht werden.
Figur 2 zeigt eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsverbindung 10 mit dem Querschnittsübergangsbereich 11 in einer Querschnittdarstellung. Das Flachleiteranschlusselement 1 umfasst die Leiterbahn 1.1 , die erste Deckfolie 1.2 und das Dichtmittel 4. Das Dichtmittel 4 ist am zweiten Ende 1.7 an der Deckfolie 1.2 innerhalb der Verkapselung 12 angeordnet.
Der Querschnittsübergangsbereich 11 umfasst eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn 1.1 des Flachleiteranschlusselements 1 und dem Leiter 2.1 des (Rund-)Kabels 2. Der Querschnittsübergangsbereich 11 weist eine Verkapselung 12 auf. Die Verkapselung 12 dient der Isolierung der elektrischen Kontaktierung (beispielsweise Verlötung) zwischen Flachleiteranschlusselement 1 und Kabel 2.
Das Kabels 2 umfasst neben einem elektrisch leitfähigen Leiter 2.1 auch einen isolierenden, polymeren Kabelmantel 2.2, wobei der isolierende Kabelmantel 2.2 im Endbereich des Kabels entfernt ist, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Leiter 2.1 des (Rund-) Kabels 2 und der Leiterbahn 1.1 zu ermöglichen. Der elektrisch leitfähige Leiter 2.1 des (Rund) Kabels 2 enthält Kupfer. Das Kabel 2 weist einen runden oder ovalen Querschnitt auf, dessen Querschnittsfläche beispielsweise 5 mm2 beträgt.
Das Kabel 2 kann prinzipiell jedes Anschlusskabel sein, das dem Fachmann zur elektrischen Kontaktierung eines Funktionselements bekannt ist und dazu geeignet ist, durch Crimpen bzw. Festklemmen mit einem Verbindungselement (auch Crimpkontakt genannt) verbunden zu werden. Der Leiter 2.1 des Rundkabels 2 ist an dessen zum Flachleiteranschlusselement 1 hinweisenden Ende abisoliert und mit der Leiterbahn 1.1 über eine Lötverbindung 5 fest verbunden.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des zweiten Endes 1.7 des erfindungsgemäßen Flachleiteranschlusselements 1. Das zweite Ende 1.7 weist ein als Klebeband 4.1 ausbildetes Dichtmittel 4 auf. Das Klebeband 4.1 bildet zumindest abschnittsweise einen Randbereich B aus, der sich zwischen einem seitlichen Rand R des Klebebands 4.1 in einem Abstand senkrecht zu einer Außenkante 1.3 des Flachleiteranschlusselements 1 befindet. Der Randbereich B des Klebebandes 4.1 ist entlang der umlaufenden Kante der Deckfolie 1.2 ausgebildet, wobei die Breite des Randbereichs B konstant ist. Das Klebeband 4.1 ragt über die Außenkante 1.3 des Flachleiteranschlusselements 1 hinaus. Dazu weist das Klebeband 4.1 eine größere Breite auf als die Breite des Flachleiteranschlusselement 1. Die zweitlängste Abmessung des Flachleiteranschlusselements 1 definiert dessen Breite.
Insbesondere erstreckt sich das Klebeband 4.1 über die Außenkante 1.3 der Deckfolie 1.2 des Flachleiteranschlusselements 1 hinaus, welche von der Verkapselung 12 verdeckt wird. Das Klebeband 4.1 wirkt damit als Kapillarsperre. Das Klebeband 4.1 kann an zwei gegenüberliegenden Seiten des Flachleiteranschlusselement 1 angeordnet sein.
Figur 4A zeigt eine zweite Ausführungsform des zweiten Endes 1.7 des erfindungsgemäßen Flachleiteranschlusselements 1. Im Unterschied zu Figur 3 ragt das Klebeband 4.1 nicht über die Außenkante 1 .3 hinaus, sondern schließt größtenteils bündig mit dieser ab. Anders als in Figur 3 weist die Deckfolie 1.2 zwei Aussparung 4.2 auf. Die Aussparungen 4.2 sind jeweils von dem Klebeband 4.1 überdeckt.
Die Aussparungen 4.2 befinden sich im Bereich der Außenkante 1.3, insbesondere in der Deckfolie 1.2. Sie sind rechtwinklig ausgebildet. Alternativ können die Aussparungen bogenförmig sein. Die Aussparungen 4.2 erstrecken sich von der Außenkante 1.3 in Richtung der Leiterbahn. Die zwei Aussparungen 4.2 sind zumindest teilweise mit der Haftschicht des Klebebands 4.1 gefüllt, sodass ein Eindringen von Wasser durch eine kapillarische Wirkung entlang der Außenkante 1.3 effektiv verhindert wird. Die Aussparungen 4.2 wirken damit als eine weitere Kapillarsperre.
In Figur 4B ist die zweite Ausführungsform des zweiten Endes 1.7 frei vom Klebeband 4.1 gezeigt. Das zweite Ende 1.7 des Flachleiteranschlusselements 1 ist ohne das Klebeband 4.1 dargestellt, dadurch sind die Aussparung 4.2 klar erkennbar. Die Aussparungen 4.2 sind zur Außenkante offen. Die Aussparungen sind an einem isolierenden Randbereich des Flachleiteranschlusselements 1 angeordnet. Die Aussparungen 4.2 erstrecken sich von der Außenkante 1.3 in Richtung der Leiterbahn. An dem zweiten Ende 1.7 weist das Flachleiteranschlusselement 1 den zweiten Anschlussbereich 1.8 auf.
Figur 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Flachleiteranschlusselement 1 mit Aussparungen 4.2. Die Aussparungen 4.2 weisen unterschiedliche Formen auf. Die Aussparungen 4.2 weisen eine rechteckige, bogenförmige oder dreiecksförmige Form auf. Die Aussparungen 4.2 befinden sich im Bereich der Außenkante 1.3 der Deckfolie 1.2. Sie sind im Randbereich der Deckfolie 1.2, in dem die Deckfolie 1.2 an den überstehenden Rändern mit der Deckfolie 1.2 der gegenüberliegenden Seite verklebt ist. Die Aussparungen 4.2 sind zur Außenkante offen. Jede Aussparung 4.2 wirkt als Dichtmittel 4. Das Flachleiteranschlusselement 1 kann mit einer ein elektrisches Bauelement 6 aufweisenden Scheibe 102 verwendet werden.
Figur 6 zeigt eine Querschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Anschlussanordnung 104. Die Anschlussanordnung 104 umfasst eine Verglasungseinheit 100 mit einem elektrischen Bauelement 6, insbesondere einem sogenannten PDLC-Funktionselement, und ein erfindungsgemäßes Flachleiteranschlusselement 1.
Die Verglasungseinheit 100 ist als eine Verbundscheibe ausgebildet. In diesem Fall ist die Verbundscheibe als eine Dachscheibe eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Die Verglasungseinheit 100 umfasst eine erste Scheibe 101 und eine zweite Scheibe 102. Die erste Scheibe 101 dient in Einbaulage als Außenscheibe und die zweite Scheibe 102 als Innenscheibe. Die Innenscheibe ist dabei die zum Fahrzeuginnenraum gerichtete Scheibe, während die Außenscheibe zur Fahrzeugumgebung weist. Die der Fahrzeugumgebung zugewandte Oberfläche der Außenscheibe wird, wie in der Fahrzeugverglasungstechnik üblich, als Oberfläche I bezeichnet und die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Oberfläche der Innenscheibe wird als Oberfläche IV bezeichnet. Die beiden Scheiben 101 und 102 bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas. Die beiden Scheiben 101 und 102 sind durch zwei thermoplastische Zwischenschichten 103 beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB), Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) oder Polyurethan (PU) fest miteinander verbunden.
Die Verglasungseinheit 100 ist mit einem elektrischen Funktionselement 6 versehen, das sich zwischen den beiden Scheiben 101 und 102 befindet. Das elektrische Funktionselement 6 kann beispielsweise ein PDLC-Funktionselement sein, das beispielsweise als elektrisch regelbarer Sonnen- oder Sichtschutz dient. Das PDLC-Funktionselement wird durch eine kommerziell erhältliche PDLC-Mehrschichtfolie gebildet, die in die Zwischenschicht 103 eingelagert ist. Die Zwischenschicht 103 umfasst zu diesem Zweck beispielsweise insgesamt drei thermoplastische Folien (nicht gezeigt) mit einer Dicke von beispielsweise 0,38 mm aus PVB, wobei eine erste thermoplastische Folie mit der ersten Scheibe 101 verbunden ist, und eine zweite thermoplastische Folie mit der zweiten Scheibei 02 verbunden ist. Das PDLC- Funktionselement umfasst in aller Regel eine aktive Schicht zwischen zwei Flächenelektroden und zwei Trägerfolien. Die aktive Schicht enthält eine Polymermatrix mit darin dispergierten Flüssigkristallen, die sich in Abhängigkeit der an die Flächenelektroden angelegten elektrischen Spannung ausrichten, wodurch die optischen Eigenschaften geregelt werden können. Die Flächenelektroden sind über Sammelleitern elektrisch kontaktierbar. Zum Anlegen einer Spannung an die Sammelleiter des Funktionselements 6 wird das Flachleiteranschlusselement 1 verwendet.
Die Anschlussanordnung 104 weist weiterhin das Flachleiteranschlusselement 1 auf. Die Sammelleiter des Funktionselements 6 sind mit dem Flachleiteranschlusselement 1 elektrisch leitend verbunden. Eine sichere elektrisch leitende Verbindung wird dabei bevorzugt durch Verlöten der Verbindung 5 erzielt.
Es versteht sich, dass das Flachleiteranschlusselement 1 den jeweiligen Gegebenheiten der tatsächlichen Verwendung angepasst werden kann und beispielsweise sich über zwei, drei oder vier Ebenen erstrecken kann. Alternativ oder in Kombination können mehr oder weniger Leiterbahnen pro Ebenen nebeneinander angeordnet werden.
Das Flachleiteranschlusselement 1 ist mit seinem ersten Ende 1.4 teilweise in die Verglasungseinheit 100 einlaminiert und zwischen den beiden Scheiben 101 und 102 aus der Verbundscheibe 2 im Austrittsbereich 18 herausgeführt. Das erste Ende 1.4 weist das als Klebeband 4.1 ausbildete Dichtmittel 4 auf. Das Flachleiteranschlusselement 1 ist um eine Seitenfläche der ersten Scheibe 101 herumgeführt und auf der Oberfläche IV der ersten Scheibe 101 angeordnet. Dazu kann die erste Scheibe 101 im Austrittsbereich 18 eine Ausnehmung aufweisen, beispielsweise durch einen geschliffenen Bereich (hier nicht dargestellt).
Figur 7A und 7B zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anschlussanordnung 104, bei der das Klebeband 4.1 über die Außenkante 1.3 des Flachleiteranschlusselements 1 hinausragt. Das Klebeband 4.1 ist breiter als das Flachleiteranschlusselement 1. Das Flachleiteranschlusselement 1 ist mit seinem ersten Ende 1.4 teilweise in die Verglasungseinheit 100 einlaminiert und ist aus der Verglasungseinheit 100 im Austrittsbereich 18 herausgeführt. Figure 7A zeigt eine Draufsicht auf die Anschlussanordnung 104. In Figur 7B ist eine Querschnittdarstellung (A - A‘) der Verglasungseinheit 100 aus Figur 7A dargestellt. Das Klebeband 4.1 kann an nur einer Seite des Flachleiteranschlusselements 1 angeordnet sein oder sich an den beiden gegenüberliegenden Seiten des Flachleiteranschlusselements 1 befinden, wie in Figur 7B dargestellt.
Figur 8A und 8B zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anschlussanordnung 104, bei der das Flachleiteranschlusselement 1 zwei Aussparungen 4.2 aufweist. Das Klebeband 4.1 ist schmaler als das Flachleiteranschlusselement 1 ausgebildet. Das Flachleiteranschlusselement 1 ist mit seinem ersten Ende 1.4 teilweise in die Verglasungseinheit 100 einlaminiert und ist aus der Verglasungseinheit 100 im Austrittsbereich 18 herausgeführt. In Figur 8B ist eine Querschnittdarstellung (A“ - A“‘) der Verglasungseinheit 100 aus Figur 8A dargestellt. Das Klebeband 4.1 kann an nur einer Seite des Flachleiteranschlusselements 1 angeordnet sein oder sich an den beiden gegenüberliegenden Seiten des Flachleiteranschlusselements 1 befinden, wie in Figur 8B dargestellt.
Die Aussparungen 4.2 weisen eine rechteckige Form auf. Die Aussparungen 4.2 befinden sich im Bereich der Außenkante 1.3 der Deckfolie 1.2 an zwei gegenüberliegenden Kanten. Sie sind im Randbereich der Deckfolie 1.2, in dem die Deckfolie 1.2 an den überstehenden Rändern mit der Deckfolie 1.2 der gegenüberliegenden Seite verklebt ist. Jede der zwei Aussparungen 4.2 verringert die Breite des Flachleiteranschlusselements 1. Die Aussparungen 4.2 sind zur Außenkante 1.3 offen. Die Aussparungen 4.2 werden zumindest teilweise vom Klebeband 4.1 überdeckt. Sie sind zumindest teilweise mit der Haftschicht des Klebebands 4.1 , dem Klebeband 4.1 und/oder der Zwischenschicht 3 gefüllt, sodass ein Eindringen von Wasser in die Verglasungseinheit 100 durch eine kapillarische Wirkung entlang der Außenkante 1.3 des Flachleiteranschlusselements 1 verhindert wird.
Bezugszeichenliste:
1 Flachleiteranschlusselement
1.1 Leiterbahn
1.2 Deckfolie
1.3 Außenkante
1.4 erstes Ende
1.5 erster Anschlussbereich
1.6
1.7 zweites Ende
1.8 zweiter Anschlussbereich
1.9
2 Kabel
2.1 Leiter des Kabels
2.2 Kabelmantels
4 Dichtmittel
4.1 Klebeband
4.2 Aussparung
5 Lötverbindung
6 Funktionselement
10 Leitungsverbindung
1 1 Querschnittsübergangsbereich
12 Verkapselung
17 Buchse oder Stecker
18 Austrittsbereich
100 Verglasungseinheit
101 erste Scheibe (Substrat)
102 zweite Scheibe
103 Zwischenschicht
105 Anschlussanordnung I erste Oberfläche (Außenseite) der ersten Scheibe 101
IV zweite Oberfläche (Innenseite) der zweiten Scheibe 102
R seitlicher Rand des Klebebandes 4.1
B Randbereich des Klebebandes 4.1

Claims

Patentansprüche
1. Anschlussanordnung (104), umfassend eine Verglasungseinheit (100) mit einem elektrischen Bauelement (6) und einem Flachleiteranschlusselement (1), welches mindestens eine elektrische Leiterbahn (1.1) und eine Deckfolie (1.2) zur elektrischen Isolierung der Leiterbahn (1.1) umfasst,
• wobei das Flachleiteranschlusselement (1) an einem ersten Ende (1.4) einen ersten Anschlussbereich (1.5), an einem zweiten Ende (1.7) einen zweiten Anschlussbereich (1.8) aufweist,
• wobei der erste Anschlussbereich (1.5) zwischen zwei Scheiben (101 ,102) der Verglasungseinheit (100) angeordnet ist, und wobei das Flachleiteranschlusselement (1) mit dem zweiten Anschlussbereich (1.7) zwischen den beiden Scheiben (101 , 102) aus der Verglasungseinheit (100) herausführt ist,
• wobei die elektrische Leiterbahn (1.1) des Flachleiteranschlusselements (1) zur elektrischen Kontaktierung des elektrischen Bauelements vorgesehen ist,
• wobei ein Dichtmittel (4, 4.1) an dem ersten Ende (1.4) und/oder an dem zweiten Ende (1.7) des Flachleiteranschlusselements (1) angeordnet ist, und
• wobei das Flachleiteranschlusselement (1) im Bereich einer Außenkante (1.3) mindestens eine Aussparung (4.2) aufweist, und die Aussparung (4.2) mit einer Haftschicht, einem Klebeband (4.1) oder einer thermoplastischen Schicht gefüllt ist.
2. Anschlussanordnung (104) nach Anspruch 1 , wobei das Dichtmittel (4) des Flachleiteranschlusselements (1) zur Sperrung von Wasserkapillaren vorgesehen ist.
3. Anschlussanordnung (104) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Dichtmittel (4) ein Klebeband (4.1) ist.
4. Anschlussanordnung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Dichtmittel (4) als ein doppelseitig haftendes Klebeband (4.1) ausgebildet ist.
5. Anschlussanordnung (104) nach einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei das Klebeband (4.1) an zwei gegenüberliegenden Seiten des Flachleiteranschlusselement (1) angeordnet ist.
6. Anschlussanordnung (104) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Klebeband
(4.1) flächig über eine Haftschicht mit der Deckfolie (1.2) verbunden ist.
7. Anschlussanordnung (104) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das Klebeband
(4.1) über eine Außenkante (1.3) des Flachleiteranschlusselements (1) hinausragt.
8. Anschlussanordnung (104) nach einem der Ansprühe 3 bis 7, wobei das Klebeband
(4.1) zumindest abschnittsweise einen Randbereich (B) aufweist, der sich zwischen einem seitlichen Rand (R) des Klebebands (4.1) in einem Abstand senkrecht zu einer Außenkante (1.3) befindet.
9. Anschlussanordnung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Flachleiteranschlusselement (1) im Bereich einer Außenkante (1.3), insbesondere innerhalb der Deckfolie (1.2), mindestens eine Aussparung (4.2) aufweist, wobei die Aussparung (4.2) zur Außenkante offen ist.
10. Anschlussanordnung (104) nach Anspruch 9, wobei sich die Aussparung (4.2) von der Außenkante (1.3) in Richtung der Leiterbahn (1.1) verjüngt.
11. Anschlussanordnung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Flachleiteranschlusselement (1) im Bereich einer Außenkante (1.3) mindestens eine Aussparung (4.2) aufweist, die bogenförmig oder rechtwinklig ausgebildet ist.
12. Anschlussanordnung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Aussparung
(4.2) mit einer Haftschicht und einem Klebeband (4.1) gefüllt ist.
13. Anschlussanordnung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das elektrische Bauelement (6) ein Funktionselement (6) ist.
14. Anschlussanordnung (104) nach Anspruch 13, wobei das Funktionselement (6) ein PDLC-Funktionselement ist. Elektrische Leitungsverbindung (10) mit einem Querschnittsübergangsbereich (11) von dem die Leiterbahn (1.1) umfassenden Flachleiteranschlusselement (1) der Anschlussanordnung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zu einem mindestens einen elektrischen Leiter (2.1) umfassenden Kabel (2), insbesondere Rundkabel, wobei im Querschnittsübergangsbereich (11) eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn (1.1) des Flachleiteranschlusselements (1) und dem Leiter (2.1) des Kabels (2) vorgesehen ist, und wobei der Querschnittsübergangsbereich (11) eine Verkapselung (12) als ein Kunststoffbauteil zur elektrischen Isolierung aufweist.
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