WO2024002685A1 - Flachbandkabel, eine elektrische leitungsverbindung, ein substrat sowie eine verbundscheibe - Google Patents

Flachbandkabel, eine elektrische leitungsverbindung, ein substrat sowie eine verbundscheibe Download PDF

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WO2024002685A1
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cover film
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cable
electrical
connection
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Bernhard Reul
Francois HERMANGE
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Saint-Gobain Glass France
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Definitions

  • Ribbon cable an electrical cable connection, a substrate and a composite disc
  • the invention relates to a ribbon cable and an electrical line connection comprising the ribbon cable, a substrate and a composite disk with at least one such line connection.
  • composite disks that have at least two rigid disks and an intermediate layer connecting them flatly as well as electrical components
  • line connections usually include a transition from a ribbon cable 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 contains 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 2012/0 026 573 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.
  • ribbon cables that have a plurality of electrical conductor tracks are used for contacting.
  • 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 ribbon cables have a first connection area for contacting an electrical component, for example a functional element, within the composite pane and at the other end, which is led out of the composite pane, a second connection area for contacting a round cable.
  • the round cable typically has pre-assembled connectors on one side, such as plugs or sockets, with which the round cable can be connected to external electrical devices.
  • the transition area from the ribbon cable to the round cable is sensitive to dust, dirt and moisture and is therefore embedded in a plastic sheath, housing or encapsulation.
  • the insulation of the ribbon cable is only partially suitable for being embedded in plastic without being damaged. Defects in the outer insulation layer of the ribbon cable can be observed both when inserting the ribbon cable into a casting mold and after casting. This can result in open spots on the ribbon cable, which occur near the exit of the ribbon cable from the encapsulation.
  • US 2013/0062 119 A1 discloses a laminated glass pane with an outwardly guided film conductor and a cut-back in the upper glass pane.
  • the foil conductor consists of a tin-plated copper strip, which is covered with a plastic foil on both sides.
  • DE 10 2007 059 818 B3 describes a window pane made of laminated glass, which has an electrical conductive structure on one of its free outer surfaces.
  • a flat conductor connection element is electrically conductively connected to the conductive structure.
  • the flat conductor connection element includes a metallic conductive foil that is almost completely surrounded by an insulating foil cover.
  • U1 discloses a flat conductor connection element that has a copper foil as a flat conductor.
  • the flat conductor is covered with an insulation layer that is attached to the flat conductor with an adhesive.
  • the object of the present invention is to provide an improved electrical line connection which enables the transition region to be easily embedded in an encapsulation.
  • the ribbon cable according to the invention comprises at least one electrical conductor track and a first cover film for electrically insulating the at least one conductor track, the ribbon cable having a first connection area at a first end and a second connection area at a second end.
  • the first cover film has a recess in the area of the second connection area.
  • the first connection area can be arranged between two panes of a composite pane, the second connection area between the two panes being able to be led out of the composite pane and being provided for an electrical connection with a round cable.
  • the electrical conductor track of the ribbon cable is provided for electrically contacting an electrical functional element of the composite pane.
  • a second cover film is provided in a partial region of the ribbon cable, the second cover film being arranged on the first cover film and having a recess in the region of the second connection region.
  • the ribbon cable is not damaged by mechanical stress and can therefore be used particularly well in an electrical line connection.
  • the ribbon cable according to the invention is easy to handle and can be handled thanks to the reinforcement with the second cover film can also be used in an automated manufacturing process without creating open spots on the ribbon cable.
  • the second cover film is arranged on two sides, in particular on the two main sides, of the ribbon cable.
  • Such reinforcement of the ribbon cable from below and above is particularly effective in increasing the stabilization of the ribbon cable.
  • the ribbon cable according to the invention has a first portion that extends in the direction of the first end and a second portion that extends in the direction of the second end.
  • the second cover film covers the second portion of the ribbon cable.
  • the first portion of the ribbon cable only has a cover film as insulation, i.e. the first portion remains free of the second cover film. Because the ribbon cable is not completely covered by the second cover film, cover film material can be saved and the size/length of the second cover film can be adapted to the requirements of the respective individual case.
  • the second cover film is firmly connected over the surface to the first cover film via an adhesive layer.
  • the adhesive layer advantageously supports the adhesion of the two cover films and prevents the second cover film from slipping.
  • the first cover film and the second cover film each have 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 ribbon cable.
  • Such thin ribbon cables are flexible, particularly in the first section, and can, for example, be easily laminated into a composite pane and led out of it.
  • the second cover film can have twice the material thickness of the first cover film.
  • This thickening of the insulation on the ribbon cable results in increased rigidity and stability of the ribbon cable in the transition area from the encapsulation to the ribbon cable, so that damage to the insulation on the ribbon cable is prevented.
  • the first cover film and the second cover film preferably contain or consist of polyimide (PI) or polyester, particularly preferably polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN).
  • the cover films 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 ribbon cable (also called flat conductor) comprises at least one electrical conductor track applied to the first cover film as a plastic carrier substrate, which is also covered with the first cover film.
  • This cover film forms an insulating sleeve that envelops the electrical conductor track.
  • the particularly flexible and/or bendable ribbon cable is used for electrical connection to an electrical component, functional element or a surface electrode.
  • the flexible ribbon cable is a flat body with two opposite sides that can be made into a flat or curved shape. In the flat (i.e. non-curved) state, the ribbon cable is arranged in one plane.
  • the ribbon cable is generally elongated and has two ends along its direction of extension.
  • the ribbon cable can also be provided with a plurality of, in particular parallel, electrical conductor tracks.
  • the flat conductor can preferably 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 ribbon cable is an elongated electrical component with several electrical conductor tracks, the width of which is significantly larger than the thickness.
  • the ribbon cable is so thin (i.e. the thickness is so small) that it is flexible and bendable. Its width can be 0.1 mm to 100 mm.
  • the ribbon cable comprises at least two connection areas with contact points of the conductor tracks at two ends of the ribbon cable that are opposite in the extension direction.
  • the two connection areas of the ribbon cable are used to electrically contact the conductor tracks, for which purpose the cover film, ie carrier layer and/or Insulation layer, at least at the contact points, is not present or removed so that the conductor tracks are accessible.
  • the electrical conductor tracks can be 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 in relation to the extension plane of the ribbon cable, i.e. in relation to the plane that is spanned by the two larger dimensions (length and width) of the ribbon cable.
  • 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 ribbon cable, 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 ribbon cable 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 first 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.
  • Such flexible ribbon cables have a connection area (contact points) at both ends, which has at least one recess in the cover films. In the cross-sectional transition area, the ribbon cable has a recess in the first cover film and the second cover film.
  • the invention further relates to an electrical line connection with a cross-sectional transition region from the ribbon cable according to the invention to a round cable comprising at least one electrical conductor, the first cover film of the ribbon cable having the recess in the cross-sectional transition region.
  • a cross-sectional transition region In the cross-sectional transition area, an electrical connection is provided between the conductor track of the ribbon cable and the conductor of the round cable.
  • the cross-sectional transition area has an encapsulation for electrical insulation.
  • the electrical line connection according to the invention easily results in long-term rigidity and stability of the ribbon cable.
  • the electrical line connection according to the invention offers sufficient stability, particularly during the production (for example by injection molding) of the encapsulation, since the ribbon cable is, on the one hand, secured against cable breakage by being inserted into a recess (casting mold) and, on the other hand, is protected by the mechanical and thermal stress during casting.
  • the second cover film protrudes from the area of the encapsulation.
  • the conductor track of the ribbon cable can be electrically conductively connected to the conductor of the round cable via a soldered connection.
  • the electrical connection can be made via a Adhesive connection can be made 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.
  • the encapsulation can be produced, for example, by injection molding, with the encapsulation being designed as a rectangular or round housing.
  • the round cable has a connecting element at its end facing away from the encapsulation, in particular a socket or plug.
  • the round cable can comprise an insulating, preferably polymeric cable jacket, the insulating cable jacket preferably being removed in the end region of the round cable in order to ensure an electrically conductive connection between the conductor of the round cable and the ribbon cable 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 round cable has a preferably round or oval cross section, which is, for example, 0.3 mm 2 to 6 mm 2 .
  • the invention also includes a substrate with a functional element and the electrical line connection according to the invention.
  • the invention further relates to a composite pane comprising the substrate according to the invention.
  • the substrate is designed as a first disk, the composite disk being one second disk and two intermediate layers between the first disk and the second disk.
  • the functional element is arranged between the two intermediate layers, with the ribbon cable being electrically conductively connected at one end to a surface electrode of the functional element.
  • the 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 composite pane 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 film 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 preferably 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 can be divided into segments by isolation lines.
  • the insulation lines are introduced in particular into the surface electrodes, so that the segments of the surface electrode are electrically insulated from one another.
  • the individual segments are independent of one another
  • the connection area and the flat conductor can be connected to an external voltage source so that they can be controlled separately in the operating state.
  • a segment of the functional element has two connection areas. Each connection area has a contact. For example, different areas of the functional element, for example as a sun visor, can be switched independently.
  • 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.
  • 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. 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 or gluing with an electrically conductive adhesive.
  • the bus conductors are attached to the surface electrodes by leaving out the carrier film, a surface electrode and the active layer so that the other surface electrode protrudes with the associated carrier film. This can preferably be carried out along an edge region of the respective side of the functional element. A busbar can then be attached to the protruding surface electrode or the ribbon cable can be contacted directly with the surface electrode. On the opposite side of the respective functional element, another busbar is attached to the other surface electrode in a corresponding manner.
  • 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 further extends to a vehicle having the electrical line connection according to the invention.
  • the invention extends to a method for producing the electrical line connection according to the invention with a cross-sectional transition region, the encapsulation being produced by means of an injection molding process.
  • a plastic in melted form is brought into liquid form, in particular viscous, within a mold around the cross-sectional transition area, then connected to the ribbon cable and round cable by temperature and pressure in the mold and hardened. This ensures that the connection between the round cable and the ribbon cable is waterproof and insulated at the same time.
  • the invention extends to the use of the electrical line connection according to the invention in a vehicle, in particular a motor vehicle, for traffic on land, on water or in the air.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a ribbon cable according to the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of an embodiment of an electrical line connection according to the invention.
  • Figure 3 shows a schematic top view of a composite pane with the line connection according to the invention.
  • Figure 1 shows a ribbon cable 1, which includes a conductor track 1.1, a first cover film 1.2 and a second cover film 1.3.
  • the ribbon cable 1 is divided into a first sub-area 1.6 and a second sub-area 1.9.
  • the first partial area 1.6 extends towards a first end 1.4 ( Figure 3), and the second partial area 1.9 extends towards a second end 1.7.
  • the second cover film 1.3 is only arranged in the second portion 1.9 of the ribbon cable 1.
  • the second cover film 1.3 is firmly connected over its surface to the first cover film 1.2 via an adhesive layer.
  • the ribbon cable 1 has a first connection area 1.5 ( Figure 3) and a second connection area 1.8.
  • the connection areas 1.5 and 1.8 of the ribbon cable 1 are used to electrically contact the conductor tracks 1.1.
  • the first cover film 1.2 is at least partially removed at the contact points so that the conductor tracks 1.2 are accessible.
  • the first cover film 1.2 and the second cover film 1.3 have a recess 3 in the second connection area 1.8.
  • the conductor track 1.1 has a rectangular cross section.
  • the conductor track 1.1 is covered by an insulating sleeve consisting of the first cover film 1.2.
  • the cover film 1.2 is glued to the conductor track 1.1.
  • the first cover film 1.2, the second cover film 1.3 and the conductor track can each have an adhesive layer.
  • the ribbon cable 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 exist, for example made 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 (e.g. PI-MTB/MBC), for example with a thickness of 25 pm, are particularly suitable.
  • polymer films made of PEN, preferably white PEN, for example with a thickness of 25 ⁇ m, can be used.
  • the adhesive layers of the first cover film 1.2, the second cover film 1.3, the electrical conductor track 1.1 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.
  • Figure 2 shows an embodiment of an electrical line connection 10 according to the invention with a cross-sectional transition region 11 from the ribbon cable 1 according to the invention to a round cable 2 comprising at least one electrical conductor 2.1.
  • the ribbon cable 1 includes the conductor track 1.1, the first cover film 1.2 and the second cover film 1.3.
  • the second cover film 1.3 is arranged in the second portion 1.9 of the ribbon cable 1 and is firmly connected to the first cover film 1.2. Both the first cover film and the second cover film 1.3 have a recess 3 in the area of the second connection area 1.8.
  • the cross-sectional transition region 11 comprises an electrical connection between the conductor track 1.1 of the ribbon cable 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 ribbon conductor 1 and the round cable 2.
  • 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%).
  • the encapsulation 12 also serves to mechanically protect the electrical contact between the ribbon conductor 1 and the round cable 2.
  • the round 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 enable an electrically conductive connection between the conductor 2.1 of the round cable 2 and the conductor track 1.1.
  • the electrically conductive conductor 2.1 of the round cable 2 contains copper.
  • the round cable 2 has a round or oval cross-section, the cross-sectional area of which is, for example, 5 mm 2 .
  • the round 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 crimp contact) by crimping or clamping.
  • the conductor 2.1 of the round cable 2 is stripped at its end pointing towards the ribbon cable 1 and firmly connected to the conductor track 1.1 via a soldered connection 5.
  • Figure 3 shows a schematic top view of a composite pane 100 or a substrate 101 with the line connection 10 according to the invention from Figure 2.
  • the composite pane 100 or the substrate 101 are designed, for example, as glazing units.
  • the composite pane 100 is designed as a roof pane of a motor vehicle.
  • the composite pane 100 comprises the substrate as a first pane 101 and a second pane 102.
  • the first pane 101 serves as an inner pane and the second pane 102 as an outer 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 surroundings (second pane 102) is, as is common in vehicle glazing technology, referred to as surface I and the surface of the inner pane facing the vehicle interior (first pane 101) 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 ethylene vinyl acetate
  • PU polyurethane
  • the composite pane 100 is provided with an equally electrical functional element, which is located between the two panes 101 and 102.
  • the electrical one Functional element can be, for example, a PDLC element, which serves, for example, as an electrically controllable sun or privacy screen.
  • the PDLC element is formed by a commercially available PDLC multilayer film which is incorporated into 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.
  • thermoplastic frame film has a cutout into which the cut functional element is inserted with a precise fit.
  • the third thermoplastic film thus forms a kind of pas-partout for the functional element, which is thus encapsulated all around in thermoplastic material and is therefore protected.
  • This embedding of the PDLC element in a composite pane 100 is well known to those skilled in the art, so that a detailed representation is unnecessary.
  • the PDLC element generally comprises 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 electrical line connection 10 is required to apply a voltage to the busbars.
  • the composite disk 100 also has the ribbon cable 1.
  • the bus conductors of the functional element are electrically connected to the ribbon cable 1.
  • a secure electrically conductive connection is preferably achieved by soldering the connection.
  • the ribbon cable 1 can be adapted to the particular 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 ribbon cable 1 is partially laminated with its first end 1.4 into the composite disk 100 and led out of the composite disk 2 between the two disks 102 and 102.
  • the ribbon cable 1 is guided around a side surface of the first disk 101 and arranged on the surface IV of the first disk 101.
  • the can do this First disk 101 has a recess in the exit area 29, for example through a ground area (not shown here).
  • the ribbon cable 1 has the first connection area 1.5 and the second connection area 1.8, with the first connection area 1.5 being located at the first end 1.4 and the second connection area 1.8 at a second end 1.7 of the ribbon cable 1 along an extension direction of the ribbon cable 1.
  • a connection element for example a plug 17, a socket or protective housing 19, can be arranged for further electrical connection, for example with board electronics.
  • the line connection 10 according to the invention with the cross-sectional transition region 11 can be produced simply and inexpensively and allows space-saving, flexible and permanently stable electrical contacting of a functional element arranged in a composite pane.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flachbandkabel (1) umfassend: mindestens eine elektrische Leiterbahn (1.1) und eine erste Deckfolie (1.2) zur elektrischen Isolierung der Leiterbahn (1.1), - wobei ein zweites Anschlussbereich (1.8) zwischen den beiden Scheiben (101, 102) aus einer Verbundscheibe (100) herausführbar ist und zu einer elektrischen Verbindung mit einem Rundkabel (2) ausgebildet ist, - wobei die elektrische Leiterbahn (1.1) zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Funktionselements der Verbundscheibe (100) ausgebildet ist, - wobei eine zweite Deckfolie (1.3) in einem Teilbereich des Flachkabels (1) angeordnet ist, - wobei die zweite Deckfolie (1.3) an der ersten Deckfolie (1.2) angeordnet ist und eine Aussparung (3) im Bereich des zweiten Anschlussbereichs (1.8) aufweist, und - wobei die zweite Deckfolie (1.3) flächig über eine Haftschicht mit der ersten Deckfolie (1.2) verbunden ist.

Description

Flachbandkabel, eine elektrische Leitungsverbindung, ein Substrat sowie eine Verbundscheibe
Die Erfindung betrifft ein Flachbandkabel sowie eine elektrische Leitungsverbindung umfassend das Flachbandkabel, ein Substrat und eine Verbundscheibe mit mindestens einer solchen 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 Flachbandkabel 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 enthält. 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 2012 / 0 026 573 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 2011 / 033313 A1 bekannt sind. Durch eine an den Flächenelektroden angelegte Spannung lässt sich die Transmission von sichtbarem Licht durch elektrochrome oder SPD/PDLC-Funktionselemente steuern. 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 Flachbandkabel 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 Flachbandkabel weisen einen ersten Anschlussbereich zur Kontaktierung eines elektrischen Bauelements, beispielsweise eines Funktionselements, innerhalb der Verbundscheibe und am anderen Ende, das aus der Verbundscheibe herausgeführt wird, einen zweiten Anschlussbereich zur Kontaktierung mit einem Rundkabel auf. Das Rundkabel weist typischerweise einseitig vorkonfektionierte Verbindungsstücke wie Stecker oder Buchsen auf, mit denen das Rundkabel mit externen elektrischen Einrichtungen verbunden werden kann.
Der Übergangsbereich von Flachbandkabel zum Rundkabel ist allerdings empfindlich gegenüber Staub, Schmutz, und Feuchtigkeit und wird deshalb in eine Ummantelung, Gehäuse oder Verkapselung aus Kunststoff eingebettet. Die Isolierung des Flachbandkabels ist nur bedingt geeignet eine Einbettung in Kunststoff unbeschädigt zu überstehen. Sowohl beim Einlegen des Flachbandkabels in eine Vergussform als auch nach dem Verguss sind Defekte an der äußeren Isolationsschicht des Flachbandkabels zu beobachten. Dabei können offene Stellen am Flachbandkabel entstehen, die in der Nähe des Austritts des Flachbandkabel aus der Verkapselung auftreten.
US 2013 / 0062 119 A1 offenbart eine laminierte Glasscheibe mit einem nach außen geführten Folienleiter und einem Rückschnitt in der oberen Glasscheibe. Der Folienleiter besteht aus einem verzinnten Kupferband, welches beidseitig mit einer Kunststoff-Folie beklebt ist. DE 10 2007 059 818 B3 beschreibt eine Fensterscheibe aus Verbundglas, die auf einer ihrer freien Außenflächen eine elektrische Leitstruktur aufweist. Ein Flachleiter-Anschlusselement ist elektrisch leitfähig mit der Leitstruktur verbunden. Das Flachleiter-Anschlusselement umfasst eine metallische Leitfolie, die fast vollständig von einer isolierenden Folienhülle umgeben ist.
DE 20 2019 004 359 U1 offenbart ein Flachleiteranschlusselement, das eine Kupferfolie als Flachleiter aufweist. Der Flachleiter ist mit einer Isolationsschicht ummantelt, die durch einen Klebstoff auf dem Flachleiter befestigt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte elektrische Leitungsverbindung bereitzustellen, welche eine Einbettung des Übergangsbereich in eine Verkapselung auf einfache ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Das erfindungsgemäße Flachbandkabel umfasst mindestens eine elektrische Leiterbahn und eine erste Deckfolie zur elektrischen Isolierung der mindestens einen Leiterbahn, wobei das Flachbandkabel an einem ersten Ende einen ersten Anschlussbereich und an einem zweiten Ende einen zweiten Anschlussbereich aufweist. Die erste Deckfolie weist eine Aussparung im Bereich des zweiten Anschlussbereichs auf. Weiterhin ist der erste Anschlussbereich zwischen zwei Scheiben einer Verbundscheibe anordbar, wobei der zweite Anschlussbereich zwischen den beiden Scheiben aus der Verbundscheibe herausführbar ist und zu einer elektrischen Verbindung mit einen Rundkabel vorgesehen ist. Ferner ist die elektrische Leiterbahn des Flachbandkabels zur elektrischen Kontaktierung eines elektrisches Funktionselement der Verbundscheibe vorgesehen. Eine zweite Deckfolie ist in einem Teilbereich des Flachbandkabels vorgesehen, wobei die zweite Deckfolie an der ersten Deckfolie angeordnet ist und eine Aussparung im Bereich des zweiten Anschlussbereichs aufweist.
Durch die verstärkende zweite Deckfolie wird das Flachbandkabel bei einer mechanischen Beanspruchung nicht beschädigt und kann dadurch besonders gut bei einer elektrischen Leitungsverbindung verwendet werden. Die Handhabung des erfindungsgemäßen Flachbandkabels ist durch die Verstärkung mit der zweiten Deckfolie unkompliziert und kann auch in einem automatisierten Herstellungsverfahren verwendet werden ohne das offene Stellen am Flachbandkabel entstehen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flachbandkabel ist die zweite Deckfolie an zwei Seiten, insbesondere an den zwei Hauptseiten, des Flachbandkabels angeordnet. Derartige Verstärkung des Flachbandkabels von unten und oben ist besonders wirksam, um die Stabilisierung des Flachbandkabels zu erhöhen.
Gemäß einer weiten vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Flachbandkabel einen ersten Teilbereich, der sich in Richtung des ersten Endes erstreckt, und einen zweiten Teilbereich auf, der sich in Richtung des zweiten Endes erstreckt. Dabei bedeckt die zweite Deckfolie den zweiten Teilbereich des Flachbandkabels. Der erste Teilbereich des Flachbandkabels weist lediglich eine Deckfolie als Isolierung auf, d.h. der erste Teilbereich bleibt frei von der zweiten Deckfolie. Dadurch, dass das Flachbandkabel nicht vollständig von der zweiten Deckfolie umhüllt ist, kann Material der Deckfolie gespart werden und die Größe/Länge der zweiten Deckfolie an die Anforderungen des jeweiligen Einzelfalls angepasst werden.
In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Flachbandkabels ist die zweite Deckfolie flächig über eine Haftschicht mit der ersten Deckfolie fest verbunden. Die Haftschicht unterstützt in vorteilhafter weise die Haftung der zwei Deckfolie und verhindert ein Verrutschen der zweite Deckfolie.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die erste Deckfolie und die zweite Deckfolie jeweils eine Materialstärke von 25 pm bis zu 50 pm auf. Derartige Dicken sind besonders geeignet, um beim Einsatz des Flachbandkabels eine ausreichende Isolierung der mindestens einen Leiterbahn zu erzielen. Derartig dünne Flachbandkabel sind besonders im ersten Teilbereich flexibel und können beispielsweise gut in eine Verbundscheibe einlaminiert und aus dieser herausgeführt werden. Besonders bevorzugt kann die zweite Deckfolie die doppelt Materialstärke der ersten Deckfolie aufweisen.
Durch diese Verdickung der Isolierung am Flachbandkabel wird im Übergansbereich von der Verkapselung zum Flachbandkabel eine erhöhte Steifigkeit und Stabilität des Flachbandkabels erzielt, so dass eine Beschädigung der Isolation am Flachbandkabel verhindert wird. Mit dem erfindungsgemäßen Flachbandkabel ergibt sich auf einfache Weise eine auf Dauer wirksame Steifigkeit und Stabilität des Flachbandkabel, die besonders in einer Leitungsverbindung einer starken Beanspruchung genügt.
Die erste Deckfolie und die zweite Deckfolie enthalten bevorzugt Polyimid (PI) oder Polyesther, besonders bevorzugt Polyethylenterephtalat (PET) oder Polyethylennapthalat (PEN) oder bestehen daraus. Die Deckfolien können 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 Flachbandkabel (auch Flachleiter genannt) umfasst mindestens eine auf der ersten Deckfolie als Trägersubstrat aus Kunststoff aufgebrachte elektrische Leiterbahn, die mit der ersten Deckfolie auch abgedeckt ist. Diese Deckfolie formt eine Isolationshülle, welche die elektrische Leiterbahn umhüllt. Das insbesondere flexible und/oder biegsame Flachbandkabel dient zum elektrischen Anschluss an ein elektrisches Bauelement, Funktionselement oder eine Flächenelektrode. Das flexible Flachbandkabel ist ein flächiger Körper mit zwei gegenüberliegenden Seiten, das wahlweise in eine ebene oder gekrümmte Form gebracht werden kann. Im ebenen (d.h. nicht-gekrümmten) Zustand ist das Flachbandkabel in einer Ebene angeordnet. Das Flachbandkabel ist generell länglich ausgebildet und weist entlang seiner Erstreckungsrichtung zwei Enden auf. Das Flachbandkabel kann auch mit einer Mehrzahl, insbesondere parallel verlaufender, elektrischer Leiterbahnen versehen sein. Vorzugsweise kann der Flachleiter 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 Flachbandkabel ist ein längliches elektrisches Bauteil mit mehreren elektrischen Leiterbahnen, dessen Breite deutlich größer ist als die Dicke. Das Flachbandkabel 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 Flachbandkabel mindestens zwei Anschlussbereiche mit Kontaktstellen der Leiterbahnen an zwei in Erstreckungsrichtung gegenüberliegenden Enden des Flachbandkabels. Die zwei Anschlussbereiche des Flachbandkabels 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 können zumindest abschnittsweise nebeneinander und/oder übereinander liegend angeordnet sein. 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 Flachbandkabels, d.h. bezüglich der Ebene, die durch die zwei größeren Dimensionen (Länge und Breite) des Flachbandkabels 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 Flachbandkabels, 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 Flachbandkabels 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 ersten 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 Flachbandkabels 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.
Solche flexiblen Flachbandkabel haben an ihren beiden Enden einen Anschlussbereich (Kontaktstellen), der zumindest eine Aussparung der Deckfolien aufweist. Im Querschnittsübergangsbereich weist das Flachbandkabel eine Aussparung der ersten Deckfolie und der zweiten Deckfolie auf.
Die Erfindung betrifft ferner eine elektrische Leitungsverbindung mit einem Querschnittsübergangsbereich von dem erfindungsgemäßen Flachbandkabel zu einem mindestens einen elektrischen Leiter umfassenden Rundkabel, wobei die erste Deckfolie des Flachbandkabels die Aussparung im Querschnittsübergangsbereich aufweist. Im Querschnittsübergangsbereich ist eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn des Flachbandkabels und dem Leiter des Rundkabels vorgesehen. Der Querschnittsübergangsbereich weist eine Verkapselung zur elektrischen Isolierung auf.
Mit der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsverbindung ergibt sich auf einfache Weise eine auf Dauer wirksame Steifigkeit und Stabilität des Flachbandkabels. Die erfindungsgemäße elektrische Leitungsverbindung bietet besonders während der Herstellung (beispielsweise durch Spritzguss) der Verkapselung ausreichend Stabilität, da das Flachbandkabel einerseits durch das Einlegen in eine Vertiefung (Vergussform) vor einem Kabelbruch gesichert ist und andererseits durch die mechanische und thermische Beanspruchung beim Vergießen geschützt ist.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsverbindung ragt die zweite Deckfolie aus dem Bereich der Verkapselung hinaus.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrische Leitungsverbindung kann die Leiterbahn des Flachbandkabels über eine Lötverbindung mit dem Leiter des Rundkabel 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 Rundkabel weist an seinem der Verkapselung abgewandten Ende ein Verbindungselement auf, insbesondere eine Buchse oder Stecker. Das Rundkabel 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 Rundkabels entfernt ist, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Leiter des Rundkabels und dem Flachbandkabel 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 Rundkabel weist einen vorzugsweise runde oder ovalen Querschnitt auf, der beispielsweise 0,3 mm2 bis 6 mm2 beträgt.
Die Erfindung umfasst außerdem ein Substrat mit einem Funktionselement und der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsverbindung.
Die Erfindung betrifft ferner eine Verbundscheibe, umfassend das erfindungsgemäße Substrat. Das Substrat ist als eine erste Scheibe ausgebildet, wobei die Verbundscheibe eine zweite Scheibe sowie zwei Zwischenschichten zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe aufweist. Das Funktionselement ist zwischen den beiden Zwischenschichten angeordnet, wobei das Flachbandkabel an einem Ende mit einer Flächenelektrode des Funktionselements elektrisch leitend verbunden ist.
Die 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 Verbundscheibe 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 Trägerfolie und die Flächenelektroden sind bevorzugt transparent ausgebildet. Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verbundscheibe 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 vorteilhaften Ausführungsform kann das Funktionselement durch Isolierungslinien in Segmente aufgeteilt sein. Die Isolierungslinien sind insbesondere in die Flächenelektroden eingebracht, so dass die Segmente der Flächenelektrode elektrisch voneinander isoliert sind. Die einzelnen Segmente sind unabhängig voneinander über einen Anschlussbereich und dem Flachleiter mit einer externen Spannungsquelle verbindbar, so dass sie im Betriebszustand separat angesteuert werden können. Dabei weist ein Segment des Funktionselements zwei Anschlussbereiche auf. Jeder Anschlussbereich weist eine Kontaktierung auf. So können beispielsweise verschiedene Bereiche des Funktionselements, z.B. als Sonnenblende, unabhängig geschaltet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Funktionselement ein PNLC- oder SPD- Funktionselement. Bei 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 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 sogenannte 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 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 Flachbandkabel 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.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Fahrzeug aufweisend die erfindungsgemäße elektrische Leitungsverbindung.
Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsverbindung mit einem Querschnittsübergangsbereich, wobei die Verkapselung mittels Spritzgussverfahren hergestellt wird. In einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Kunststoff in aufgeschmolzener Form flüssig, insbesondere dickflüssig innerhalb einer Form um den Querschnittsübergangsbereich gebracht, dann durch Temperatur und Druckeinwirkung in der Form mit dem Flachbandkabel und Rundkabel verbunden und ausgehärtet. Dadurch wird die Verbindung zwischen Rundkabel und Flachbandkabel wasserdicht geschützt und gleichzeitig isoliert.
Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsverbindung in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeugs, für den Verkehr zu Lande, zu Wasser oder in der Luft.
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 Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flachbandkabels,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsverbindung, und
Figur 3 eine schematische Draufsicht auf eine Verbundscheibe mit der erfindungsgemäßen Leitungsverbindung.
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 ein Flachbandkabel 1 , welches eine Leiterbahn 1.1 , eine erste Deckfolie 1.2 und eine zweite Deckfolie 1.3 umfasst. Das Flachbandkabel 1 ist in einen ersten Teilbereich 1.6 und einen zweiten T eilbereich 1 .9 unterteilt. Der erste T eilbereich 1.6 erstreckt sich in Richtung eines ersten Endes 1.4 (Figur 3), und der zweite Teilebereich 1.9 erstreckt sich in Richtung eines zweiten Endes 1.7. Die zweite Deckfolie 1.3 ist lediglich in dem zweiten Teilbereich 1.9 des Flachbandkabels 1 angeordnet. Die zweite Deckfolie 1.3 ist flächig über eine Haftschicht mit der ersten Deckfolie 1.2 fest verbunden.
An seinen zwei in Erstreckungsrichtung gegenüberliegenden Enden 1.4 und 1.7 weist das Flachbandkabel 1 jeweils einen ersten Anschlussbereich 1.5 (Figur 3) und einen zweiten Anschlussbereich 1.8. Die Anschlussbereiche 1 .5 und 1 .8 des Flachbandkabels 1 dienen zum elektrischen Kontaktieren der Leiterbahnen 1.1. Die erste Deckfolie 1.2 ist an den Kontaktstellen zumindest teilweise entfernt, so dass die Leiterbahnen 1.2 zugänglich sind. Die erste Deckfolie 1.2 und die zweite Deckfolie 1.3 weisen im zweiten Anschlussbereich 1.8 eine Aussparung 3 auf.
Die Leiterbahn 1.1 weist einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Leiterbahn 1.1 wird von einer aus der ersten Deckfolie 1.2 bestehenden Isolationshülle umhüllt. Die Deckfolie 1.2 wird dazu mit der Leiterbahn 1.1 verklebt. Dazu können die erste Deckfolie 1.2, die zweite Deckfolie 1.3 und die Leiterbahn jeweils eine Klebeschicht aufweisen. Das Flachbandkabel 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 ersten Deckfolie 1.2 und der zweiten Deckfolie 1.3 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 Klebeschichten der ersten Deckfolie 1.2, der zweiten Deckfolie 1.3, der elektrischer Leiterbahn 1.1 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.
Figur 2 zeigt eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsverbindung 10 mit einem Querschnittsübergangsbereich 11 von dem erfindungsgemäßen Flachbandkabel 1 zu einem mindestens einen elektrischen Leiter 2.1 umfassenden Rundkabel 2. Das Flachbandkabel 1 umfasst die Leiterbahn 1.1 , die erste Deckfolie 1.2 und die zweite Deckfolie 1.3. Die zweite Deckfolie 1.3 ist in dem zweiten Teilbereich 1.9 des Flachbandkabels 1 angeordnet und haftfest mit der ersten Deckfolie 1.2 verbunden. Sowohl die erste Deckfolie als auch die zweite Deckfolie 1.3 weisen eine Aussparung 3 im Bereich des zweiten Anschlussbereichs 1.8 auf.
Der Querschnittsübergangsbereich 11 umfasst eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn 1.1 des Flachbandkabels 1 und dem Leiter 2.1 des Rundkabels 2. Der Querschnittsübergangsbereich 11 weist eine Verkapselung 12 auf. Die Verkapselung 12 dient der Isolierung der elektrischen Kontaktierung (beispielsweise Verlötung) zwischen Flachbandleiter 1 und Rundkabel 2. Die Verkapselung 12 kann beispielsweise im Spritzgussoder 3D-Druckverfahren hergestellt sein. Die Verkapselung 12 besteht beispielsweise aus einem festen Kunststoff, beipielsweise 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 Flachbandleiter 1 und Rundkabel 2. Das Rundkabels 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 Rundkabels 2 und der Leiterbahn 1.1 zu ermöglichen. Der elektrisch leitfähige Leiter 2.1 des Rundkabels 2 enthält Kupfer. Das Rundkabel 2 weist einen runden oder ovalen Querschnitt auf, dessen Querschnittsfläche beispielsweise 5 mm2 beträgt.
Das Rundkabel 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 Flachbandkabel 1 hinweisenden Ende abisoliert und mit der Leiterbahn 1.1 über eine Lötverbindung 5 fest verbunden.
Figur 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Verbundscheibe 100 oder ein Substrat 101 mit der erfindungsgemäßen Leitungsverbindung 10 aus Figur 2.
Die Verbundscheibe 100 oder das Substrat 101 sind beispielsweise als Verglasungseinheiten ausgebildet. In diesem Fall ist die Verbundscheibe 100 als eine Dachscheibe eines Kraftfahrzeugs ausgebildet.
Die Verbundscheibe 100 umfasst das Substrat als eine erste Scheibe 101 sowie eine zweite Scheibe 102. Die erste Scheibe 101 dient in Einbaulage als Innenscheibe und die zweite Scheibe 102 als Außenscheibe. Die Innenscheibe ist dabei die zum Fahrzeuginnenraum gerichtete Scheibe, während die Außenscheibe zur Fahrzeugumgebung weist. Die der Fahrzeugumgebung zugewandte Oberfläche der Außenscheibe (zweite Scheibe 102) wird, wie in der Fahrzeugverglasungstechnik üblich, als Oberfläche I bezeichnet und die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Oberfläche der Innenscheibe (erste Scheibe 101) 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 Verbundscheibe 100 ist mit einem gleichermaßen elektrischen Funktionselement versehen, das sich zwischen den beiden Scheiben 101 und 102 befindet. Das elektrische Funktionselement kann beispielsweise ein PDLC-Element sein, das beispielsweise als elektrisch regelbarer Sonnen- oder Sichtschutz dient. Das PDLC-Element ist 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. Dabei weist eine dazwischenliegende thermoplastische Rahmenfolie einen Ausschnitt auf, in welchen das zugeschnittene Funktionselement passgenau eingelegt ist. Die dritte thermoplastische Folie bildet also gleichsam eine Art Passepartout für das Funktionselement, welches somit rundum in thermoplastisches Material eingekapselt und dadurch geschützt ist. Diese Einbettung des PDLC-Elements in eine Verbundscheibe 100 ist dem Fachmann wohlbekannt, so dass sich eine genaue Darstellung erübrigt. Wie dem Fachmann weiterhin bekannt ist, umfasst das PDLC-Element 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 wird die elektrische Leitungsverbindung 10 benötigt.
Die Verbundscheibe 100 weist weiterhin das Flachbandkabel 1 auf. Die Sammelleiter des Funktionselements sind mit dem Flachbandkabel 1 elektrisch leitend verbunden. Eine sichere elektrisch leitende Verbindung wird dabei bevorzugt durch Verlöten der Verbindung erzielt.
Es versteht sich, dass das Flachbandkabel 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 Flachbandkabel 1 ist mit seinem ersten Ende 1.4 teilweise in die Verbundscheibe 100 einlaminiert und zwischen den beiden Scheiben 102 und 102 aus der Verbundscheibe 2 herausgeführt. Das Flachbandkabel 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 29 eine Ausnehmung aufweisen, beispielsweise durch einen geschliffenen Bereich (hier nicht dargestellt).
Das Flachbandkabel 1 weist den ersten Anschlussbereich 1.5 und den zweiten Anschlussbereich 1.8 auf, wobei sich entlang einer Erstreckungsrichtung des Flachbandkabels 1 der erste Anschlussbereich 1.5 an dem ersten Ende 1.4 und der zweite Anschlussbereich 1.8 an einem zweiten Ende 1.7 des Flachbandkabels 1 befinden. An dem den Flachbandkabel 1 abgewandten Ende des Rundkabels 2 kann beispielsweise ein Anschlusselement, beispielsweise ein Stecker 17, eine Buchse oder Schutzgahäuse 19 zur weiteren elektrischen Verbindung, beispielsweise mit einer Boardelektronik angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Leitungsverbindung 10 mit dem Querschnittsübergangsbereich 11 kann einfach und kostengünstig hergestellt werden und erlaubt eine platzsparende, flexibel einsetzbare und dauerhaft stabile elektrische Kontaktierung eines in einer Verbundscheibe angeordneten Funktionselements.
Bezugszeichenliste:
1 Flachbandkabel
1.1 Leiterbahn
1.2 erste Deckfolie
1.3 zweite Deckfolie
1.4 erstes Ende
1.5 erster Anschlussbereich
1.6 erster Teilbereich des Flachkabels
1.7 zweites Ende
1.8 zweiter Anschlussbereich
1.9 zweiter Teilbereich des Flachkabels
2 Rundkabel
2.1 Leiter des Kabels
2.2 Kabelmantes
3 Aussparung
5 Lötverbindung
10 Leitungsverbindung
11 Querschnittsübergangsbereich
12 Verkapselung
17 Buchse oder Stecker
19 Schutzgehäuse
29 Austrittsstelle
100 Verbundscheibe
101 erste Scheibe (Substrat)
102 zweite Scheibe
103 Zwischenschicht
I zweite Oberfläche (Außenseite) der zweiten Scheibe 102
IV erste Oberfläche (Innenseite) der ersten Scheibe 10

Claims

Patentansprüche Flachbandkabel (1) umfassend: mindestens eine elektrische Leiterbahn (1.1) und eine erste Deckfolie (1.2) zur elektrischen Isolierung der Leiterbahn (1.1),
- wobei das Flachbandkabel (1) an einem ersten Ende (1.4) einen ersten Anschlussbereich (1.5), an einem zweiten Ende (1.7) einen zweiten Anschlussbereich (1.8) aufweist,
- die erste Deckfolie (1.2) mindestens im Bereich des zweiten Anschlussbereichs (1.8) eine Aussparung (3) aufweist,
- wobei der erste Anschlussbereich (1.5) zwischen zwei Scheiben (101 ,102) einer Verbundscheibe (100) anordbar ist,
- wobei der zweite Anschlussbereich (1 .8) zwischen den beiden Scheiben (101 , 102) aus der Verbundscheibe (100) herausführbar ist und zu einer elektrischen Verbindung mit einem Rundkabel (2) ausgebildet ist,
- wobei die elektrische Leiterbahn (1.1 ) zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Funktionselements der Verbundscheibe (100) ausgebildet ist,
- wobei eine zweite Deckfolie (1.3) in einem Teilbereich des Flachkabels (1) angeordnet ist,
- wobei die zweite Deckfolie (1.3) an der ersten Deckfolie (1.2) angeordnet ist und eine Aussparung (3) im Bereich des zweiten Anschlussbereichs (1 .8) aufweist, und
- wobei die zweite Deckfolie (1.3) flächig über eine Haftschicht mit der ersten Deckfolie (1.2) verbunden ist. Flachbandkabel (1) nach Anspruch 1 , wobei die zweite Deckfolie (1.3) an zwei Seiten des Flachbandkabel (1) angeordnet ist. Flachbandkabel (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Flachbandkabel (1) einen ersten Teilbereich (1.6), der sich in Richtung des ersten Endes erstreckt, und einen zweiten Teilbereich (1.9), der sich in Richtung des zweiten Endes (1.7) erstreckt, aufweist, wobei die zweite Deckfolie (1.3) den zweiten Teilbereich (1.9) des Flachbandkabels (1) bedeckt. Flachbandkabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Deckfolie (1.2) und die zweite Deckfolie (1.3) jeweils eine Materialstärke von 25 pm bis zu 50 pm aufweisen. Flachbandkabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite Deckfolie (1.3) die doppelt Materialstärke der ersten Deckfolie (1.2) aufweist. Elektrische Leitungsverbindung (10) mit einem Querschnittsübergangsbereich (11) von einem eine Leiterbahn (1.1) umfassenden Flachbandkabel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zu einem mindestens einen elektrischen Leiter (2.1) umfassenden Rundkabel (2),
- wobei die erste Deckfolie (1.2) und die zweite Deckfolie (1.3) des Flachbandkabels (1) die Aussparung (3) im Querschnittsübergangsbereich (11) aufweisen,
- wobei im Querschnittsübergangsbereich (11) eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn (1.1) des Flachbandkabels (1) und dem Leiter (2.1) des Rundkabels (2) angeordnet ist, und
- wobei der Querschnittsübergangsbereich (11) eine Verkapselung (12) zur elektrischen Isolierung aufweist. Elektrische Leitungsverbindung (10) nach Anspruch 6, wobei die zweite Deckfolie (1.3) aus der Verkapselung (12) hinausragt. Elektrische Leitungsverbindung (10) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Leiterbahn (1.1) des Flachbandkabels (1) über eine Lötverbindung mit dem Leiter (2.1) des Rundkabel (2) elektrisch leitend verbunden ist. Elektrische Leitungsverbindung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Verkapselung (12) einen Kunststoff als isolierendes Material aufweist. Elektrische Leitungsverbindung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Verkapselung (12) als ein rechteckiges oder rundes Gehäuse ausgebildet ist. Substrat mit einem Funktionselement umfassend eine elektrische Leitungsverbindung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 10. Verbundscheibe (100) umfassend das Substrat nach Anspruch 11. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 12, wobei das Substrat als eine erste Scheibe (101) ausgebildet ist und die Verbundscheibe (100) eine zweite Scheibe (102) sowie zwei Zwischenschichten (103) zwischen der ersten Scheibe (101) und der zweiten Scheibe (102) aufweist, wobei ein Funktionselement zwischen den beiden Zwischenschichten (103) angeordnet ist und der Flachleiter (1) an dem ersten Ende (1.4) mit einer Flächenelektrode des Funktionselements elektrisch leitend verbunden ist und mit dem zweiten Ende (1.7) über das Rundkabel (2) zur Verbindung mit einer Versorgungsspannung eines Fahrzeugs ausgebildet ist. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Funktionselement ein PDLC-Funktionselement ist.
PCT/EP2023/065875 2022-06-28 2023-06-14 Flachbandkabel, eine elektrische leitungsverbindung, ein substrat sowie eine verbundscheibe WO2024002685A1 (de)

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