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WO2021073685A1 - Elektrifizierte leistenanordnung - Google Patents

Elektrifizierte leistenanordnung Download PDF

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Publication number
WO2021073685A1
WO2021073685A1 PCT/DE2020/100859 DE2020100859W WO2021073685A1 WO 2021073685 A1 WO2021073685 A1 WO 2021073685A1 DE 2020100859 W DE2020100859 W DE 2020100859W WO 2021073685 A1 WO2021073685 A1 WO 2021073685A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conductor
contact
strip arrangement
plastic
electrical
Prior art date
Application number
PCT/DE2020/100859
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thorsten Fries
Jürgen Rühl
Andreas Schoch
Igor DORSCHT
Michael Klein
Original Assignee
Elkamet Kunststofftechnik Gmbh
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 Elkamet Kunststofftechnik Gmbh filed Critical Elkamet Kunststofftechnik Gmbh
Priority to CN202080078622.XA priority Critical patent/CN114729557B/zh
Priority to US17/768,501 priority patent/US11949198B2/en
Priority to EP20803084.1A priority patent/EP3861188B1/de
Publication of WO2021073685A1 publication Critical patent/WO2021073685A1/de
Priority to IL292248A priority patent/IL292248A/en

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/20—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve
    • H01R43/24—Assembling by moulding on contact members
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/04—Wing frames not characterised by the manner of movement
    • E06B3/06—Single frames
    • E06B3/08—Constructions depending on the use of specified materials
    • E06B3/20—Constructions depending on the use of specified materials of plastics
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/54—Fixing of glass panes or like plates
    • E06B3/5454—Fixing of glass panes or like plates inside U-shaped section members
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/67—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light
    • E06B3/6715—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light specially adapted for increased thermal insulation or for controlled passage of light
    • E06B3/6722—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light specially adapted for increased thermal insulation or for controlled passage of light with adjustable passage of light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a strip arrangement for the electrical connection of an electrified surface element formed with an electrical peripheral contact to an electrical device.
  • intelligent glass can be understood to mean panes of glass that can change their appearance due to physical influencing variables such as UV radiation, heat or electricity, e.g. also dimmable glass.
  • a special film is laminated between two panes of glass and contacted via electrical contacts that lead out of the glass.
  • the contact to the power source is made by soldering or by a plug connection with cables.
  • the cables must be routed away from the surface element and laid in a protected manner and connected to a supply / signal source; this is usually freely wired.
  • the invention also relates to less complex applications, as shown in document DE 103 60 255 A1, where the same problem occurs in the motor vehicle sector with a heated pane.
  • a specialist is usually required for the power supply and the contacting of the surface element.
  • Cable routing must be provided in the adjacent components or at least sufficient installation space, which affects the construction of these components. Loose cables make it more difficult to assemble individual surface elements in the case of, for example, a segmented large area comprising several smaller surface elements. Depending on the installation, the cables and contacts are visible, which is of course less appealing and more likely to indicate an unfinished solution. It is therefore desirable to overcome these drawbacks and provide a more suitable solution.
  • an electrified pane made of intelligent glass or electrochromic glass can be used as a surface element.
  • the invention encompasses both single glazing and multiple glazing.
  • the invention is based on the idea of reducing the assembly effort for electrified surface elements by means of as high a proportion of identical parts as possible, which reduces and simplifies the wiring and contacting effort in electrified surface elements in a cost-effective manner.
  • the solution according to the invention eliminates the disadvantages mentioned and provides a high degree of flexibility, because due to the implementation according to the invention, the strip arrangement can be used on surface elements with peripheral contacts in a wide variety of positions - regardless of the position of the circumferential contact. A large number of surface elements from different manufacturers can be provided with one and the same strip arrangement.
  • the strip arrangement according to the invention can easily be produced as a strand by means of extrusion. The production of a standard length is also conceivable, which the customer can cut to length and process himself (e.g. miter cut to encompass surface element corners). Alternatively, specially shaped connecting elements with electrical conductors can be used to connect strips.
  • the conductor is preferably implemented using a metal (e.g. stranded wire, wire, etc.).
  • a metal e.g. stranded wire, wire, etc.
  • the conductor can be realized exclusively by means of an electrically conductive second plastic, the electrical resistance of which, due to the presence of electrically conductive plastic additives (e.g. soot, metal particles and the like), is many times lower than the conductivity of a first plastic, by means of which the Plastic frame element can be realized.
  • electrically conductive plastic additives e.g. soot, metal particles and the like.
  • the conductor can also be implemented by means of a combination of the two aforementioned variants, namely of an electrically conductive second plastic and a metal.
  • a metallic conductor represents the conductor core, which can be melted around or covered by the second plastic at least in sections and at least on the surface element side.
  • the production can take place by means of co-extrusion of the first and second plastic with simultaneous introduction of the metallic conductor.
  • first contact elements in particular spring contact elements
  • the conductor and / or the contact elements preferably being formed in one piece.
  • Conductors and contact elements can thus be produced easily and inexpensively, for example by means of a sheet metal strip, which is processed according to the invention in such a way that a continuous conductor with contact springs arranged along the conductor results.
  • a freely positionable coupling element can be provided along the conductor in order to make the bar configurable.
  • Several coupling elements can be provided in connection with several conductors that are insulated from one another in order to realize several connections that are electrically insulated from one another in order to also cover more complex fields of application. These include, for example, electrified surface segments that can be controlled in segments within a single surface element or a wall comprising several surface elements which are connected to one another by means of segmented and / or continuous strip arrangements.
  • the coupling element comprises second contact elements for contacting the conductor and / or the circumferential contact, so that the coupling element can be contacted with the conductor and / or the coupling element can be contacted with the circumferential contact while the connection is being established.
  • This has the advantage that all electrical components initially remain electrically isolated from one another until the strip arrangement is attached to the surface element.
  • These contact elements are preferably implemented as a piercing contact and / or as a cutting contact.
  • Both variants are suitable for puncturing the conductive and / or non-conductive plastic sheath of the conductor only when the plastic frame element is arranged on the surface element or to cut it open locally and transversely to the conductor extension, so that the conductor is only contacted at the desired positions to establish a connection.
  • the circumferential contact in particular in the case of two or more conductors, can be insulated from one or more of the conductors in defined areas.
  • only selected conductors can be electrically conductively contacted selectively in a circumscribed area.
  • connection elements for connecting individual plastic frame elements according to the invention to electrical conductors are also part of the invention.
  • the connecting elements also have one or more electrical conductors at the level of the electrical conductors. Depending on the shape of the connecting element, these serve to connect two strips according to the invention in a longitudinal direction or to connect two strips at a 90 ° angle to one another, but other angles are also possible and within the scope of the invention.
  • the electrical supply line for the power supply of the strip arrangement can also be located in a connecting element.
  • FIGS. 1a and 1b show a first variant of the strip arrangement according to the invention
  • FIGS. 2a and 2b show a second variant of the strip arrangement according to the invention
  • FIG. 3 shows a third variant of the strip arrangement according to the invention
  • FIG. 4 shows a fourth variant of the strip arrangement according to the invention
  • FIGS 5a and 5b show connecting elements according to the invention
  • FIGS. 1a to 4 show exemplary and preferred variants of the strip arrangement 100 according to the invention in a sectional illustration.
  • the assemblies shown here each include a surface element 105 in the form of an electrified pane (eg electrochromic glass), which is designed as a peripheral contact 106 with an external flexible ribbon conductor or an electrically conductive film.
  • An electrical device (not shown) is required in each case for controlling (for example data, signals) or for supplying energy (for example electrical current and / or electrical voltage) to the electrochromic layer.
  • the connection between the circumferential contact 106 of the surface element 105 and the device can advantageously be implemented by means of the strip arrangement 100 according to the invention.
  • a plastic frame element 101 preferably U-shaped in cross section, with two electrical conductors 102 and a surface element 105 with circumferential contact 106 are shown in each case roughly schematically.
  • the plastic frame element 101 runs on both sides along the edge of the surface element 105.
  • other cross-sections are also conceivable, for example an L-shaped cross-section.
  • at least one contact surface must be provided for the arrangement of the plastic frame element 101 on the surface element edge.
  • Figure 1a shows, for example, a first strip arrangement 100 in which the opposing conductors 102 are provided on the surface element side and along the plastic frame element 101, so that the conductors 102 automatically and directly come into contact with the circumferential contacts 106 during the arrangement of the plastic frame element 101 on the circumferential section and a electrical connection between the electrical conductors 102 and the peripheral contacts 106 is established.
  • FIG. 1 only a left-hand contact to the first conductor 102 is indicated, while the right-hand conductor 102 is provided for a second circumferential contact 106 (not shown) provided elsewhere.
  • Both conductors 102 are enclosed by means of a conductive plastic 109, which is directly adjacent to the plastic of the plastic frame element 101 or, for example, is preferably connected to it in a materially bonded manner by means of co-extrusion.
  • the plastic frame element 101 can be designed to be resilient, so that the surface element 105 with its circumferential contacts 106 is clamped between the conductors 102 of both frame element legs (e.g. with a suitably designed U-shape).
  • secure contact can also be made by gluing the plastic frame element 101 (e.g. in the case of an L-shape) so that the peripheral contacts 106 are clamped between the conductors 102 and the surface element 105.
  • FIG. 1b shows a strip arrangement 100 with a surface element 105 in the form of a simple glass pane and a peripheral contact 106 in the form of a conductive film.
  • the circumferential contact 106 comprises an electrically insulating layer 113 between the contact points with the electrical conductors 102.
  • the plastic frame element 101 has electrical conductors 102 on both sides, which are surrounded by an electrically conductive plastic 109. Otherwise, what was said above with regard to FIG. 1a applies.
  • FIG. 2a shows, for example, a second strip arrangement 100 in which a plurality of contact elements 108 are preferably provided continuously along two opposing conductors 102, the conductors 102 and the contact elements 108 preferably each being formed in one piece.
  • This is preferably an elastic material for the realization of spring contact elements, which automatically spring into contact with the circumferential contacts 106 during the arrangement of the plastic frame element 101 on the circumferential section and thus establish an electrical connection between the electrical conductors 102 and the circumferential contacts 106.
  • FIG. 2a only a left-hand contact to the first conductor 102 is indicated, while the right-hand conductor 102 is provided for a second circumferential contact 106 (not shown) provided elsewhere.
  • Both conductors 102 are preferably at least partially enclosed by the material of the plastic frame element 101, whereas the contact elements 108 protrude from the legs of the plastic frame element 101 and, as shown, are shaped such that they rest resiliently on the circumferential contact 106.
  • FIG. 2b shows a plurality of conductors 102 arranged one above the other, the conductors 102 located at the same level being opposite one another in pairs.
  • the area of the circumferential contact 106 which is not intended to come into contact with the conductor 102 is provided with an electrically insulating layer 113.
  • FIG. 2b only a left-hand contact to the first conductor 102 is indicated, while the right-hand conductor 102 is provided for a second circumferential contact 106 (not shown) provided elsewhere.
  • the conductors 102 are preferably at least partially enclosed by the material of the plastic frame element 101, whereas the contact elements 108 protrude from the legs of the plastic frame element 101 and are shaped such that they rest resiliently on the circumferential contact 106.
  • FIG. 3 shows, for example, a third strip arrangement 100 in which a freely positionable and electrically conductive coupling element 104 is provided along two opposing conductors 102 for indirect contacting of peripheral contacts 106.
  • this can automatically apply to the circumferential contacts 106 and the conductors 106 and thus establish an electrical connection between the conductors 102 and the circumferential contacts 106.
  • FIG. 3 only a left-hand contact to the first conductor 102 is indicated, while the right-hand conductor 102 is provided for a second circumferential contact 106 (not shown) provided elsewhere.
  • a cutting contact 103 can be provided in order to contact the plastic jacket 112 of the conductors 102 and / or the conductors 102 at least in sections or to penetrate the electrical conductors 102 in order to establish the electrical contact.
  • a multiplicity of cutting contacts 103 a multiplicity of mutually insulated conductors 102 could be contacted independently of one another, for example by means of different cutting depths.
  • the plastic frame element 101 can be made more rigid along the circumference than on the surface element-side groove leg area 111. This can be realized by co-extrusion of similar materials with different Shore hardnesses or by co-extrusion of different materials of the same Shore hardness or a combination of different materials with different Shore hardnesses can be realized.
  • a thermoplastic could be provided on the outside, for example, and an elastomer 110, for example a thermoplastic elastomer (TPE), could be provided on the groove leg region 111.
  • the elastomer 110 could simultaneously function as a conductor jacket in the vicinity of the conductor 102 and be provided with electrically conductive additives at least in sections.
  • FIG. 4 shows, for example, a fourth strip arrangement 100, an electrically conductive coupling element 104 that can be freely positioned along the conductor 102 for indirect contacting of the peripheral contacts 106 is provided along two parallel and side-by-side conductors 102.
  • this can automatically rest on the circumferential contacts 106 and the conductors 106 or penetrate them and thus establish an electrical connection between the conductors 102 and the circumferential contacts 106.
  • FIG. 4 only a left-hand contact to the first conductor 102 is indicated, while the right-hand conductor 102 is provided for a second circumferential contact 106 (not shown) provided elsewhere.
  • a piercing contact 103 can be provided in order to pierce the plastic jacket 112 of the conductors 102 and at least partially penetrate the electrical conductors 102 and thus establish the electrical contact.
  • a multiplicity of piercing contacts 103 a multiplicity of mutually insulated conductors 102 could be contacted independently of one another, for example by means of different piercing depths.
  • the U-shaped plastic frame element 101 can comprise a further groove on the groove bottom, within which the two conductors 102 run isolated from one another. The groove can be filled with a further plastic 110.
  • This plastic 110 can be realized by means of co-extrusion of similar materials with different Shore hardnesses or by means of co-extrusion of different materials of the same Shore hardness or from a combination of different materials with different Shore hardnesses in each case.
  • This plastic 110 could simultaneously function as a conductor jacket in the vicinity of the conductor 102 and be provided with electrically conductive additives at least in sections.
  • a TPE material as the conductor jacket 112 could be designed to be partially or entirely sufficiently conductive so that the electrical contact can be made without the contact elements 103 penetrating completely to the conductors 102.
  • the plastic frame element 101 can comprise a sealing plastic for sealing purposes, which can be provided on both sides along the upper groove edge of the plastic frame element 101, for example by means of co-extrusion. This protects the contacting or arrangement from adverse environmental conditions after the plastic frame element 101 has been mounted on the surface element 105.
  • FIGS. 5a and 5b show connecting elements 114 for connecting two plastic strip elements 101 according to the invention with electrical conductors 102 located therein.
  • FIG. 5 a shows a connection in which two plastic strip elements 101 with electrical conductors 102 located therein are connected to one another at a 90 ° angle to one another by means of a connecting element 114. Electrical conductors 102 are located in the connecting element 114, so that the electrical connection between the plastic strip elements 101 is ensured.
  • FIG. 5b shows a longitudinal connection of two plastic strip elements 101 with electrical conductors 102 located therein. This connection is made by two connection elements 114 with electrical conductors 102 located therein. The two connection elements 114 are then connected to one another in an electrically conductive manner. Alternatively, the two connecting elements 114 shown for the longitudinal connection of two plastic strip elements 101 can also be combined to form an assembly 115 or made in one piece.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leistenanordnung (100) zur elektrischen Verbindung eines mit einem elektrischen Umfangskontakt (106) ausgebildeten elektrifizierten Flächenelementes (105) mit einer elektrischen Einrichtung. Die Leistenanordnung umfasst ein Kunststoffrahmenelement (101) mit einem elektrischen Leiter (102), welches zur Anordnung entlang eines den Umfangskontakt (106) umfassenden Umfangsabschnittes des Flächenelementes (105) ausgebildet ist, wobei sich der Leiter (102) flächenelementseitig und zwischen den beiden Enden des Kunststoffrahmenelementes (101) erstreckt, so dass bei der Anordnung des Kunststoffrahmenelementes (101) am Umfangsabschnitt selbsttätig eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter (102) und dem Umfangskontakt (106) herstellbar ist. Weiterhin ist Teil der Erfindung eine Baugruppe (115) umfassend die Leistenanordnung (100) und mindestens ein Verbindungselement (114) zur elektrisch leitenden Verbindung zweier erfindungsgemäßen Kunststoffrahmenelemente (101). Ebenso Teil der Erfindung ist ein elektrifiziertes Flächenelement (105), bevorzugt eine Glasscheibe oder Verbundglasscheibe, mit einer erfindungsgemäßen Leistenanordnung (100) und eine Wand umfassend mehrerer solcher Flächenelemente (105) verbunden mittels Verbindungselementen (114).

Description

Elektrifizierte Leistenanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistenanordnung zur elektrischen Verbindung eines mit einem elektrischen Umfangskontakt ausgebildeten elektrifizierten Flächenelementes mit einer elektrischen Einrichtung.
Heute existiert keine einheitliche und verbreitete Lösung zum Kontaktieren von intelligentem Glas bzw. funktionalen Flächenelementen bzw. elektrifizierten Flächenelementen. Unter z.B. intelligentem Glas können Glasscheiben verstanden werden, die durch physikalische Einflussgrößen wie UV-Strahlung, Wärme oder Strom ihr Erscheinungsbild verändern können, bspw. auch dimmbares Glas. Hierbei wird eine spezielle Folie zwischen zwei Glasscheiben laminiert und über elektrische Kontakte, die aus dem Glas herausführen, kontaktiert. Der Kontakt zur Stromquelle erfolgt durch Lötung oder durch eine Steckverbindung mit Kabeln. Die Kabel müssen vom Flächenelement weggeführt werden und geschützt verlegt werden sowie mit einer Versorgung/Signalquelle verbunden werden, in der Regel erfolgt dies frei verdrahtet. Generell bezieht sich die Erfindung aber auch auf weniger komplexe Anwendungen wie in Dokument DE 103 60 255 A1 gezeigt, wo dieselbe Problematik im KFZ-Bereich bei einer beheizbaren Scheibe auftritt.
Für die Stromversorgung und die Kontaktierung des Flächenelementes wird in der Regel ein Fachmann benötigt. Es muss eine Kabelführung in den angrenzenden Bauteilen vorgesehen werden oder zumindest genügend Montageraum, was die Konstruktion dieser Bauteile beeinflusst. Lose Kabel erschweren die Montage einzelner Flächenelemente bei einer z.B. segmentierten Großfläche, umfassend mehrere kleinere Flächenelemente. Je nach Montage sind die Kabel und Kontakte sichtbar, was natürlich optisch weniger ansprechend ist und eher auf eine unfertige Lösung hindeutet. Es ist daher wünschenswert, diese Nachteile zu beseitigen und eine geeignetere Lösung bereitzustellen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird eine Leistenanordnung und ein Flächenelement mit einer solchen Leistenanordnung sowie eine erfindungsgemäße Wand vorgeschlagen.
Als Flächenelement kommt beispielsweise eine elektrifizierte Scheibe etwa aus intelligentem Glas oder elektrochromem Glas in Frage. Von der Erfindung sind sowohl Einfachverglasungen als auch Mehrfachverglasungen umfasst.
Die Erfindung beruht auf der Idee, den Montageaufwand bei elektrifizierten Flächenelementen mittels eines möglichst hohen Anteils von Gleichteilen zu reduzieren, welche den Verdrahtungs- und Kontaktierungsaufwand bei elektrifizierten Flächenelementen kostengünstig reduzieren und vereinfachen.
Die erfindungsgemäße Lösung beseitigt die genannten Nachteile und liefert eine hohe Flexibilität, denn aufgrund der erfindungsgemäßen Realisierung ist die Leistenanordnung - unabhängig von der Lage des Umfangskontaktes - an Flächenelementen mit Umfangskontakten an unterschiedlichsten Positionen verwendbar. Eine Vielzahl von Flächenelementen verschiedenster Hersteller können mit ein und derselben Leistenanordnung versehen werden. Die erfindungsgemäße Leistenanordnung kann leicht als Strang mittels Extrusion hergestellt werden. Auch die Herstellung einer Standardlänge ist denkbar, welche der Kunde selbst ablängen und bearbeiten kann (z.B. auf Gehrung schneiden zum Umfassen von Flächenelementecken). Alternativ können speziell geformte Verbindungselemente mit elektrischen Leitern für die Verbindung von Leisten verwendet werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Vorteilhafte Wirkungen
Bevorzugt ist der Leiter mittels eines Metalls (z.B. Litze, Draht etc.) realisiert. Der Vorteil dieser Variante besteht darin, dass die elektrischen Verluste im Leiter minimal sind und der Leiter während beispielsweise einer Extrusion des Kunststoffrahmenelementes in das Kunststoffrahmenelement leicht einbringbar ist. Diese Anordnung ist preiswert und in großen Stückzahlen bei minimalen Taktzeiten herstellbar.
Alternativ kann der Leiter ausschließlich mittels eines elektrisch leitfähigen zweiten Kunststoffes realisiert sein, dessen elektrischer Widerstand aufgrund des Vorhandenseins von elektrisch leitfähigen Kunststoff-Zusatzstoffen (z.B. Ruß, Metallpartikel und dergleichen) um ein Vielfaches geringer ist, als die Leitfähigkeit eines ersten Kunststoffes, mittels dessen das Kunststoffrahmenelement realisiert sein kann. Der Vorteil dieser Variante besteht darin, dass sowohl der Leiter als auch das Rahmenelement mittels Co-Extrusion des ersten und zweiten Kunststoffes preiswert und in großen Stückzahlen bei ebenso geringen Taktzeiten herstellbar ist.
Weiter alternativ kann der Leiter auch mittels einer Kombination aus den beiden zuvor genannten Varianten realisiert sein, nämlich aus einem elektrisch leitfähigen zweiten Kunststoff und einem Metall. In diesem Falle stellt ein metallischer Leiter den Leiterkern dar, welcher zumindest abschnittsweise und zumindest flächenelementseitig von dem zweiten Kunststoff umschmolzen oder abgedeckt sein kann. Die Herstellung kann mittels Co-Extrusion des ersten und zweiten Kunststoffes bei gleichzeitiger Einbringung des metallischen Leiters erfolgen. Diese Lösung ist ebenso vorteilhaft wie die zuvor genannten beiden Lösungen.
Bevorzugt sind zur Herstellung der Verbindung eine Vielzahl von ersten Kontaktelementen, insbesondere von Federkontaktelementen, entlang des Leiters vorgesehen, wobei der Leiter und/oder die Kontaktelemente vorzugsweise einstückig ausgebildet sind. Leiter und Kontaktelemente sind somit leicht und preiswert beispielsweise mittels eines Blechstreifens herstellbar, welcher erfindungsgemäß derart bearbeitet wird, so dass ein durchgehender Leiter mit entlang des Leiters angeordneten Kontaktfedern resultiert.
Alternativ zur zuvor genannten Variante kann entlang des Leiters ein frei positionierbares Kupplungselement vorgesehen sein, um die Leiste konfigurierbar zu machen. Mehrere Kupplungselemente können in Verbindung mit mehreren zueinander isolierten Leitern zur Realisierung mehrerer voneinander elektrisch isolierter Verbindungen vorgesehen sein, um auch komplexere Anwendungsfelder abzudecken. Zu nennen sind hier beispielsweise segmentweise ansteuerbare elektrifizierte Flächensegmente innerhalb eines einzigen Flächenelementes oder eine Wand, umfassend mehrere Flächenelemente, welche mittels segmentierter und/oder durchgehender Leistenanordnungen miteinander verbunden sind.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Kupplungselement zweite Kontaktelemente zur Kontaktierung des Leiters und/oder des Umfangkontaktes umfasst, so dass während der Verbindungsherstellung eine Kontaktierung des Kupplungselementes mit dem Leiter und/oder eine Kontaktierung des Kupplungselementes mit dem Umfangskontakt realisierbar ist. Dies hat den Vorteil, dass bis zur Befestigung der Leistenanordnung am Flächenelement alle elektrischen Komponenten zunächst voneinander elektrisch isoliert bleiben. Diese Kontaktelemente sind bevorzugt als Stechkontakt und/oder als Schneidkontakt realisiert. Beide Varianten sind geeignet, den leitenden und/oder nichtleitenden Kunststoffmantel des Leiters erst bei Anordnung des Kunststoffrahmenelementes am Flächenelement punktuell gezielt zu durchstoßen bzw. lokal und quer zur Leitererstreckung aufzuschneiden, so dass der Leiter lediglich an den gewünschten Positionen für eine Verbindungsherstellung kontaktiert wird.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale auch in ihrer Mehrzahl vorhanden sein können, beispielsweise können zwei oder mehr voneinander isolierte Leiter vorgesehen sein und sich entlang des Kunststoffrahmenelementes erstrecken.
Weiterhin kann der Umfangskontakt, insbesondere bei zwei oder mehr Leitern, in definierten Bereichen gegenüber einem oder mehreren der Leiter isoliert sein. Dadurch können in einem umschriebenen Bereich selektiv nur ausgewählte Leiter elektrisch leitend kontaktiert werden.
Ebenfalls Teil der Erfindung sind Verbindungselemente zur Verbindung einzelner erfindungsgemäßer Kunststoffrahmenelemente mit elektrischen Leitern. Die Verbindungselemente weisen dabei in Höhe der elektrischen Leiter ebenfalls einen oder mehrere elektrische Leiter auf. Je nach Gestalt des Verbindungselements dienen diese der Verbindung zweier erfindungsgemäßer Leisten in einer Längsrichtung oder zur Verbindung zweier Leisten in einem 90° - Winkel zueinander, andere Winkel sind jedoch auch möglich und im Rahmen der Erfindung. Optional kann sich in einem Verbindungselement auch die elektrische Zuleitung zur Stromversorgung der Leistenanordnung befinden.
Es versteht sich auch, dass die vorstehend genannten Merkmale und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale in den Zeichnungen nicht nur in der jeweils angegebenen Merkmalskombination, sondern auch in anderen, hier nicht explizit genannten Merkmalskombinationen oder in Alleinstellung oder isoliert auftreten können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Dies gilt insbesondere für alle lediglich der Vollständigkeit halber in den verschiedenen Ausführungsformen gezeigten und/oder beschriebenen Merkmale, welche jedoch nicht erfindungswesentlich sind, d.h. nicht zur Erzielung der erfindungsgemäßen Effekte zwingend erforderlich sind.
Die Erfindung wird anschließend anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen grob schematisch dargestellt und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen kurz beschrieben. Identische oder gleichwirkende Merkmale sind mit denselben Bezugszeichen versehen, sofern nichts weiter dazu angegeben ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figuren 1a und 1b zeigen eine erste Variante der erfindungsgemäßen Leistenanordnung
Figuren 2a und 2b zeigen eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Leistenanordnung
Figur 3 zeigt eine dritte Variante der erfindungsgemäßen Leistenanordnung
Figur 4 zeigt eine vierte Variante der erfindungsgemäßen Leistenanordnung
Figuren 5a und 5b zeigen erfindungsgemäße Verbindungselemente
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die nachfolgenden Figuren 1a bis 4 zeigen beispielhafte und bevorzugte Varianten der erfindungsgemäßen Leistenanordnung 100 in Schnittdarstellung. Die hier gezeigten Baugruppen umfassen jeweils ein Flächenelement 105 in Form einer elektrifizierten Scheibe (z.B. elektrochromes Glas), welches mit einem außenliegenden flexiblen Flachbandleiter oder einer elektrisch leitfähigen Folie als Umfangskontakt 106 ausgebildet ist. Zur Ansteuerung (z.B. Daten, Signale) bzw. zur Energieversorgung (z.B. elektrischer Strom und/ oder elektrische Spannung) der elektrochromen Schicht wird jeweils eine elektrische Einrichtung benötigt (nicht gezeigt). Mittels der erfindungsgemäßen Leistenanordnung 100 kann die Verbindung zwischen dem Umfangskontakt 106 des Flächenelementes 105 und der Einrichtung vorteilhaft realisiert werden. In den Figuren 1 bis 4 sind jeweils grob schematisch ein im Querschnitt vorzugsweise U-förmig ausgebildetes Kunststoffrahmenelement 101 mit jeweils zwei elektrischen Leitern 102 und ein Flächenelement 105 mit Umfangskontakt 106 gezeigt. Das Kunststoffrahmenelement 101 verläuft beidseitig entlang der Kante des Flächenelementes 105. Neben dem U-förmigen Querschnitt sind auch andere Querschnitte denkbar, z.B. ein L-förmiger Querschnitt. Jedenfalls muss zumindest eine Anlagefläche zur Anordnung des Kunststoffrahmenelementes 101 am Flächenelementrand vorgesehen sein.
Figur 1a zeigt beispielsweise eine erste Leistenanordnung 100, bei welcher die sich gegenüberliegenden Leiter 102 flächenelementseitig und entlang des Kunststoffrahmenelementes 101 vorgesehen sind, so dass die Leiter 102 während der Anordnung des Kunststoffrahmenelementes 101 am Umfangsabschnitt mit den Umfangskontakten 106 selbsttätig und unmittelbar in Kontakt geraten und eine elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Leitern 102 und den Umfangskontakten 106 hergestellt wird. In Figur 1 ist nur ein linksseitiger Kontakt zum ersten Leiter 102 angedeutet, während der rechtsseitige Leiter 102 für einen an anderer Stelle vorgesehenen zweiten Umfangskontakt 106 (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Beide Leiter 102 sind mittels eines leitfähigen Kunststoffes 109 umschlossen, welcher unmittelbar an den Kunststoff des Kunststoffrahmenelementes 101 angrenzt bzw. z.B. vorzugsweise stoffschlüssig mittels Co-Extrusion mit diesem verbunden ist. Das Kunststoffrahmenelement 101 kann federnd ausgeführt sein, so dass das Flächenelement 105 mit seinen Umfangskontakten 106 zwischen den Leitern 102 beider Rahmenelementschenkel eingeklemmt wird (z.B. bei geeignet gestalteter U-Form). Alternativ kann ein sicherer Kontakt auch durch Aufkleben des Kunststoffrahmenelementes 101 erfolgen (z.B. bei L-Form), so dass die Umfangskontakte 106 zwischen den Leitern 102 und dem Flächenelement 105 eingeklemmt werden.
Figur 1b zeigt eine Leistenanordnung 100 mit einem Flächenelement 105 in Form einer einfachen Glasscheibe und einem Umfangskontakt 106 in Form einer leitfähigen Folie. Der Umfangskontakt 106 umfasst eine elektrisch isolierende Schicht 113 zwischen den Kontaktstellen mit den elektrischen Leitern 102. Das Kunststoffrahmenelement 101 weist beidseits elektrische Leiter 102 auf, welche von einem elektrisch leitfähigen Kunststoff 109 umgegeben sind. Im Übrigen gilt das zuvor zur Figur 1a Gesagte.
Figur 2a zeigt beispielsweise eine zweite Leistenanordnung 100, bei der eine Vielzahl von Kontaktelementen 108 vorzugsweise kontinuierlich entlang zweier sich gegenüberliegender Leiter 102 vorgesehen sind, wobei die Leiter 102 und die Kontaktelemente 108 vorzugsweise jeweils einstückig ausgebildet sind. Bevorzugt handelt es sich dabei um ein elastisches Material zur Realisierung von Federkontaktelementen, welche sich während der Anordnung des Kunststoffrahmenelementes 101 am Umfangsabschnitt selbsttätig an die Umfangskontakte 106 federnd anlegen und somit eine elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Leitern 102 und den Umfangskontakten 106 herstellen. In Figur 2a ist nur ein linksseitiger Kontakt zum ersten Leiter 102 angedeutet, während der rechtsseitige Leiter 102 für einen an anderer Stelle vorgesehenen zweiten Umfangskontakt 106 (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Beide Leiter 102 sind bevorzugt zumindest abschnittsweise vom Material des Kunststoffrahmenelementes 101 umschlossen, wogegen die Kontaktelemente 108 aus den Schenkeln des Kunststoffrahmenelementes 101 herausragen und wie gezeigt derart geformt sind, dass sie am Umfangskontakt 106 federnd anliegen.
Die Figur 2b zeigt mehrere übereinander angeordnete Leiter 102, wobei sich die in einer Höhe befindlichen Leiter 102 jeweils paarweise gegenüberliegen. Zum selektiven elektrischen Kontaktieren ist der Bereich des Umfangskontaktes 106, der nicht mit dem Leiter 102 in Kontakt treten soll, mit einer elektrisch isolierenden Schicht 113 versehen. In Figur 2b ist nur ein linksseitiger Kontakt zum ersten Leiter 102 angedeutet, während der rechtsseitige Leiter 102 für einen an anderer Stelle vorgesehenen zweiten Umfangskontakt 106 (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Die Leiter 102 sind bevorzugt zumindest abschnittsweise vom Material des Kunststoffrahmenelementes 101 umschlossen, wogegen die Kontaktelemente 108 aus den Schenkeln des Kunststoffrahmenelementes 101 herausragen und derart geformt sind, dass sie am Umfangskontakt 106 federnd anliegen.
Figur 3 zeigt beispielsweise eine dritte Leistenanordnung 100, bei der entlang zweier sich gegenüberliegender Leiter 102 ein frei positionierbares und elektrisch leitfähiges Kupplungselement 104 zur mittelbaren Kontaktierung der Umfangskontakte 106 vorgesehen ist. Dieses kann sich während der Anordnung des Kunststoffrahmenelementes 101 am Umfangsabschnitt 107 selbsttätig auf die Umfangskontakte 106 und die Leiter 106 anlegen und somit eine elektrische Verbindung zwischen den Leitern 102 und den Umfangskontakten 106 herstellen. In Figur 3 ist nur ein linksseitiger Kontakt zum ersten Leiter 102 angedeutet, während der rechtsseitige Leiter 102 für einen an anderer Stelle vorgesehenen zweiten Umfangskontakt 106 (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Zur Kontaktierung der Leiter 102 und/oder der Umfangkontakte 106 kann ein Schneidkontakt 103 vorgesehen sein, um den Kunststoffmantel 112 der Leiter 102 und/oder die Leiter 102 zumindest abschnittsweise zu kontaktieren bzw. in die elektrischen Leiter 102 einzudringen, um den elektrischen Kontakt herzustellen. Mittels unterschiedlicher Abmessungen und einer Vielzahl von Schneidkontakten 103 könnten eine Vielzahl voneinander isolierter Leiter 102 unabhängig voneinander kontaktiert werden, beispielsweise mittels unterschiedlicher Schneidtiefen.
Das Kunststoffrahmenelement 101 kann entlang des Umfangs insgesamt steifer ausgebildet sein als am flächenelementseitigen Nutschenkelbereich 111. Dies kann mittels Co-Extrusion von gleichartigen Materialien mit unterschiedlichen Shore-Härten oder mittels Co-Extrusion von unterschiedlichen Materialien gleicher Shore-Härte realisiert sein oder aus einer Kombination von verschiedenartigen Materialen mit jeweils unterschiedlichen Shore-Härten realisiert sein. Außenseitig könnte beispielsweise ein Thermoplast und am Nutschenkelbereich 111 könnte beispielsweise ein Elastomer 110 vorgesehen sein, z.B. ein thermoplastisches Elastomer (TPE). Das Elastomer 110 könnte gleichzeitig im Umfeld des Leiters 102 als Leitermantel fungieren und zumindest abschnittsweise mit elektrisch leitenden Additiven versehen sein.
Figur 4 zeigt beispielsweise eine vierte Leistenanordnung 100, wobei entlang zweier parallel und nebeneinander verlaufender Leiter 102 ein entlang der Leiter 102 frei positionierbares und elektrisch leitfähiges Kupplungselement 104 zur mittelbaren Kontaktierung der Umfangskontakte 106 vorgesehen ist. Dieses kann sich während der Anordnung des Kunststoffrahmenelementes 101 am Umfangsabschnitt 107 selbsttätig auf die Umfangskontakte 106 und die Leiter 106 auflegen bzw. in diese eindringen und somit eine elektrische Verbindung zwischen den Leitern 102 und den Umfangskontakten 106 herstellen. In Figur 4 ist nur ein linksseitiger Kontakt zum ersten Leiter 102 angedeutet, während der rechtsseitige Leiter 102 für einen an anderer Stelle vorgesehenen zweiten Umfangskontakt 106 (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Zur Kontaktierung der Leiter 102 kann ein Stechkontakt 103 vorgesehen sein, um den Kunststoffmantel 112 der Leiter 102 zu durchstechen und in die elektrischen Leiter 102 zumindest teilweise einzudringen und somit den elektrischen Kontakt herzustellen. Mittels unterschiedlicher Abmessungen und einer Vielzahl von Stechkontakten 103 könnte eine Vielzahl voneinander isolierter Leiter 102 unabhängig voneinander kontaktiert werden, beispielsweise mittels unterschiedlicher Stechtiefen. Das U-förmige Kunststoffrahmenelement 101 kann am Nutboden eine weitere Nut umfassen, innerhalb derer die beiden Leiter 102 isoliert voneinander verlaufen. Die Nut kann mit einem weiteren Kunststoff 110 gefüllt sein. Dieser Kunststoff 110 kann mittels Co-Extrusion von gleichartigen Materialien mit unterschiedlichen Shore-Härten oder mittels Co-Extrusion von unterschiedlichen Materialien gleicher Shore-Härte realisiert sein oder aus einer Kombination von verschiedenartigen Materialen mit jeweils unterschiedlichen Shore-Härten realisiert sein. Dieser Kunststoff 110 könnte gleichzeitig im Umfeld des Leiters 102 als Leitermantel fungieren und zumindest abschnittsweise mit elektrisch leitenden Additiven versehen sein.
Bei den Varianten aus Figur 3 und 4 könnte beispielsweise ein TPE-Material als Leitermantel 112 partiell oder im Ganzen hinreichend leitfähig gestaltet sein, so dass eine Herstellung des elektrischen Kontaktes ohne ein vollständiges Vordringen der Kontaktelemente 103 zu den Leitern 102 möglich ist. Das Kunststoffrahmenelement 101 kann bei allen gezeigten Varianten zu Abdichtungszwecken einen Abdichtkunststoff umfassen, welcher beidseitig entlang der oberen Nutkante des Kunststoffrahmenelementes 101, beispielsweise mittels Co-Extrusion, vorgesehen sein kann. Dies schützt die Kontaktierung bzw. Anordnung vor widrigen Umgebungsbedingungen nach der Montage des Kunststoffrahmenelementes 101 am Flächenelement 105.
Die Figuren 5a und 5b zeigen Verbindungselemente 114 zur Verbindung zweier erfindungsgemäßer Kunststoffleistenelemente101 mit darin befindlichen elektrischen Leitern 102.
Die Figur 5a zeigt eine Verbindung, bei der zwei Kunststoffleistenelemente 101 mit darin befindlichen elektrischen Leitern 102 in einem 90°-Winkel zueinander mittels eines Verbindungselements 114 miteinander verbunden sind. In dem Verbindungselement 114 befinden sich elektrische Leiter 102, so dass die elektrische Verbindung zwischen den Kunststoffleistenelementen 101 sichergestellt ist.
Die Figur 5b zeigt eine Längsverbindung zweier Kunststoffleistenelemente 101 mit darin befindlichen elektrischen Leitern 102. Diese Verbindung erfolgt durch zwei Verbindungselemente 114 mit darin befindlichen elektrischen Leitern 102. Die beiden Verbindungselemente 114 ihrerseits werden dann elektrisch leitend miteinander verbunden. Alternativ können die gezeigten zwei Verbindungselemente 114 zur Längsverbindung zweier Kunststoffleistenelemente 101 auch zu einer Baugruppe 115 zusammengefasst oder einstückig ausgeführt werden.
Bezugszeichenliste
100 Leistenanordnung
101 Kunststoffrahmenelement
102 elektrischer Leiter
103 Schneidkontakt/Stechkontakt
104 Kupplungselement
105 Flächenelement
106 Umfangskontakt
107 Umfangsabschnitt
108 Kontaktelement
109 elektrisch leitfähiger Kunststoff
110 Elastomer/Kunststoff
111 flächenelementseitige Nutschenkelbereich
112 Kunststoffmantel eines Leiters/Leitermantel
113 elektrisch isolierende Schicht
114 Verbindungselement
115 Baugruppe

Claims (8)

  1. Leistenanordnung zur elektrischen Verbindung eines mit einem elektrischen Umfangskontakt (106) ausgebildeten elektrifizierten Flächenelementes (105) mit einer elektrischen Einrichtung, umfassend
    ein Kunststoffrahmenelement (101) mit einem elektrischen Leiter (102), welches zur Anordnung entlang eines den Umfangskontakt (106) umfassenden Umfangsabschnittes des Flächenelementes (105) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    sich der Leiter (102) flächenelementseitig und zwischen den beiden Enden des Kunststoffrahmenelementes (101) erstreckt,
    so dass bei der Anordnung des Kunststoffrahmenelementes (101) am Umfangsabschnitt selbsttätig eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter (102) und dem Umfangskontakt (106) herstellbar ist.
  2. Leistenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (102, 109) mittels eines elektrisch leitfähigen Kunststoffes und/oder mittels eines Metalls realisiert ist.
  3. Leistenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (102) flächenelementseitig zumindest abschnittsweise vom Kunststoffrahmenelement (101) umfasst ist und/oder flächenelementseitig am Kunststoffrahmenelement (101) zumindest teilweise anliegt und/oder flächenelementseitig einen Abschnitt der Oberfläche des Kunststoffrahmenelementes (101) bildet.
  4. Leistenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Verbindung eine Vielzahl von ersten Kontaktelementen (108) entlang des Leiters (102) vorgesehen sind, wobei Leiter (102) und/oder Kontaktelemente (108) vorzugsweise einstückig ausgebildet sind.
  5. Leistenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Leiters (102) ein entlang des Leiters (102) frei positionierbares und elektrisch leitfähiges Kupplungselement (104), vorzugsweise mit zweiten Kontaktelementen (103), vorgesehen ist.
  6. Baugruppe (115), umfassend mindestens eine Leistenanordnung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche und mindestens ein mit der Leistenanordnung verbundenes Verbindungselement (114) mit einem Leiter (102), welcher mit dem Leiter (102) der Leistenanordnung elektrisch verbunden ist.
  7. Elektrifiziertes Flächenelement (105), vorzugsweise eine Glasscheibe oder Verbundglasscheibe, mit einer Leistenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1-5.
  8. Wand, umfassend mehrere Flächenelemente (105) nach Anspruch 7, welche mittels Verbindungselementen (114) miteinander elektrisch verbunden sind.
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