DE10026406A1 - Flexfolienstecker - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird eine Flexfolienkontaktanordnung für Automobilanwendungen oder dgl. mit zumindest einem Kontaktelement, das eine Kontaktstiftaufnahmekammer und einen Flexfolienkontaktbereich aufweist, wobei der Flexfolienkontaktbereich durch einen mit der Kontaktstiftaufnahmekammerwand einstückig verbundenen Auslegerarm gebildet ist, der einen von der Kammer beabstandeten Auflagebereich zum Kontaktieren der Leiterfolienbahn umfaßt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flexfolienkontak­ tanordnung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches.

Flexfolien sind dünne Kunststoffolien, auf welchen eine oder mehrere metallische Leiterbahnen angebracht sind. Diese Flex­ folien zeichnen sich durch ihr geringes Gewicht und aufgrund des dünnen Materials durch ihre Flexibilität aus. Bei ent­ sprechend breiter Leiterbahn-Auslegung sind die Folien nicht nur zur Daten-Signalübertragung, sondern auch zur Energiever­ sorgung von Verbrauchern wie LEDs usw. einsetzbar. Dabei ist es auch schon bekannt, an den Enden der Flexfolien Kontak­ tanordnungen vorzusehen, an welchen die Flexfolie kontaktiert wird.

Das im Vergleich zu herkömmlichen Kabeln, auch Flachbandka­ beln geringe Gewicht macht die Verwendung von Flexfolien im Automobilbereich besonders attraktiv.

Problematisch ist bei Einsatz von Flexfolienleitern im Auto­ mobilbereich jedoch die Notwendigkeit, Übergänge am Leiteren­ de zu Verbrauchern, Bussen, Spannungsversorgungen usw. zu schaffen, die auch unter den ungünstigen Bedingungen ständig wechselnder Temperaturen, Vibrationen usw. eine dauerhaft si­ chere Kontaktierung gewährleisten, die überdies eine leichte Verbindbarkeit und eine unproblematische Lösung der Verbin­ dung etwa im Reparaturfall bei zugleich niedrigem Gewicht der Anordnung gewährleistet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird unabhängig beansprucht. Bevor­ zugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.

Es wird somit zunächst gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, daß bei einer Flexfoli­ enkontaktanordnung für Automobilanwendungen oder dergl. mit zumindest einem Kontaktelement, das eine Kontaktstiftaufnah­ mekammer und einen Flexfolienkontaktbereich aufweist, vorge­ sehen ist, daß der Flexfolienkontaktbereich durch einen mit der Kontaktstiftaufnahmekammer einstückig verbundenen Ausle­ gerarm gebildet ist, der einen von der Kontaktstiftaufnahme­ kammer beabstandeten Auflagebereich zum Kontaktieren der Lei­ terfolienbahn umfaßt.

Damit wird vorgeschlagen, daß der Übergang von Steckerstiften zur Flexfolie unter Verwendung einer Kontaktkammer erfolgt, die von der eigentlichen Kontaktstelle auf der Flexfolie, dem Flexfolienkontaktbereich räumlich durch einen Auslegerarm ge­ trennt ist, der wiederum zum Kontaktieren der Leiterfolienbahn ausgebildet ist. Über die Beabstandung zwischen der Kon­ taktkammer, die durch den bestimmungsgemäßen Einschub der Steckerstifte vergleichsweise starr fixiert ist, und der Stelle des Flexfolienkontaktbereichs wird eine Verbindung er­ reicht, die besonders gut geeignet ist, Vibrationen auszu­ gleichen. So wird eine verbesserte Ankopplung der Anordnung an die Leiterfolie erreicht.

In einer bevorzugten Variante der Erfindung sind eine Mehr­ zahl von Kontaktelementen vorgesehen, die insbesondere in ei­ ner gemeinsamen Halterung untergebracht sind. Diese Halterung kann wiederum ihrerseits einen Leiterbahnenden-Fixierbereich aufweisen. Dazu kann die Halterung in einer besonders bevor­ zugten Variante einen über den Auslegerarm klappbaren Deckel aufweisen. Der Klappdeckel kann dabei dazu ausgebildet sein, die Leiterbahn und/oder den Auslegerarm am Auflagebereich zu fixieren. So kann die Kontaktstelle einerseits gegen mechani­ sche Beschädigung durch Fremdkörper von außen besonders wir­ kungsvoll geschützt werden und andererseits gegen eine Kon­ taktstörung durch sich verschiebende Flexfolien vorgebeugt werden.

Die Halterung kann Öffnungen zum rückwärtigen Einschieben der Kontaktstifte aufweisen, wobei es besonders bevorzugt ist, daß, wenn die Kontaktstiftaufnahmekammer vier Wände aufweist und insbesondere einen allgemein quadratischen Querschnitt besitzt, an zumindest zwei gegenüberliegenden Wänden der Kon­ taktstiftaufnahmekammer Kontaktstiftzentrierfedern angeordnet sind. Diese können hinter einem rückwärtigen Einführtrichter in der Kontaktstiftaufnahmekammer durch Einschlagen einer La­ sche gebildet sein. Auf diese Weise ist eine saubere und vi­ brationsfeste Zentrierung der Stifte in der Kontaktstiftkam­ mer gewährleistet, was die Betriebssicherheit in besonderem Maße erhöht. Besonders bevorzugt ist es, wenn noch eine drit­ te Federzunge im Inneren der Kontaktstiftaufnahmekammer auf den Kontaktstift zur Anlage kommt, weil das die Vibrationsfe­ stigkeit weiter erhöht.

Der Auslegerarm wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nicht gerade sein, sondern gebogen verlaufen. Dies erlaubt eine stärkere Aufnahme von Bewegungen zwischen Flexfolie und Kontaktanordnung bzw. von Kontaktelement und Steckerstift. Der Auslegerarm kann dabei insbesondere federnd ausgestaltet sein.

Es ist besonders bevorzugt, wenn der Auslegerarm eine zur fe­ sten Verbindung mit der Leiterbahn ausgebildete Kontaktfläche aufweist. Die feste Verbindung kann dabei durch Auflöten der Kontaktfläche auf die Leiterbahn geschehen oder unter Verwen­ dung einer aufgerauht ausgebildeten Kontaktfläche, die durch ihre Aufrauhung so die Leiterbahnisolierung durchdringt und/oder sich in die Leiterbahn eingräbt. Dazu kann die Auf­ rauhung eine Höhe von zumindest 0,1 mm besitzen. Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß die Kontaktfläche am Auslegerar­ mende angeordnet ist. Dies ermöglicht es, das gesamte Kontak­ telement aus einem einzigen Stanz-Prägeteil einstückig herzu­ stellen, wobei lediglich im Bereich der Kontaktfläche eine unterschiedliche Ausbildung für die Präge- oder Lötversion erforderlich ist. Auf diese Weise ist ein besonders einfacher und kostengünstiger Werkzeugbau möglich, einfach, indem Wech­ selteile zur Gesamtprägeform bereitgestellt werden.

Die Erfindung wird im folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:

Fig. 1 eine Flexfolienkontaktanordnung gemäß der vor­ liegenden Erfindung mit geöffnetem Klappdec­ kel;

Fig. 2a eine weitere Flexfolienkontaktanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung mit geschlossenem Klappdeckel im Schnitt;

Fig. 2b eine Flexfolienkontaktanordnung gemäß der vor­ liegenden Erfindung mit geschlossenem Klapp­ deckel ausgeführt als weibliche Variante in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2c eine Flexfolienkontaktanordnung gemäß der vor­ liegenden Erfindung mit geschlossenem Klapp­ deckel ausgeführt als männliche Variante in perspektivischer Ansicht;

Fig. 3 ein Kontaktelement der Flexfolienkontaktanord­ nung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Lötvariante;

Fig. 4 das Kontaktelement von Fig. 3 im Schnitt;

Fig. 5 das Kontaktelement von Fig. 3 in der Vorderan­ sicht;

Fig. 6 das auf einer Flexfolienleiterbahn aufliegende Kontaktelement von Fig. 3;

Fig. 7a, b ein alternatives Kontaktelement mit einer Auf­ rauhung zum Eingraben in eine Flexfolienlei­ terbahn von zwei Seiten;

Fig. 8a, b ein nicht aufgefaltetes Kontaktelement der vorliegenden Erfindung mit Prägungen und Stan­ zungen in perspektivischer Ansicht von oben und unten.

Nach Fig. 1 umfaßt eine allgemein mit 1 bezeichnete Flexfoli­ enkontaktanordnung 1 zur Kontaktierung einer Leiterfolie 2 ein Gehäuse 3 mit einem Kontaktelement 4, welches eine Kontaktelement einer Kontaktstiftaufnahmekammer 5 (Fig. 3) und einen daran befestigten Auslegerarm 6 aufweist, der zur Lei­ terfolie 2 führt.

Die Leiterfolie 2 besteht aus einer Grundfolie 2a aus Polyi­ mid, einer darüber zu Leiterbahnen angeordneten Metallisie­ rungsschicht 2b aus Kupfer mit einer Dicke von 0,15 mm und einer darüber liegenden Isolierschicht 2c. Abweichend von der dargestellen Leiterfolie 2 sind auch solche mit einer Polya­ mid-Grundfolie und/oder Metallisierungsschichten zwischen 0,15 und 0,4 mm gebräuchlich und vorliegend geeignet.

Das Gehäuse 3 weist einen rückwärtigen Bereich 3a mit Trenn­ wänden (nicht gezeigt) auf, die die einzelnen Kontaktelemen­ te voneinander trennen. Zum Einführen von Kontaktstiften in die Kontaktelemente 4 sind im rückwärtigen Bereich 3a Öffnun­ gen 7 (Fig. 2) im Gehäuse 3 vorgesehen. Von dem rückwärtigen Bereich 3a führt eine Grundplatte 3b nach vorne, auf welcher ein zu kontaktierender Endbereich der Leiterfolie 2 aufliegen beziehungsweise zugentlastend gehalten werden kann. Die Grundplatte 3b erstreckt sich bis über die Auslegerarme 6 hinaus.

Am Gehäuse 3 ist weiter an einem Schwenkgelenkachsenansatz 8 ein über die Auslegerarme 6 klappbarer Deckel 9 angelenkt, der an der frontseitigen Kante der Grundplatte 3b endet. Die Seitenwand des Deckels 9 ist zum Gehäuse 3 hin mit einer Ra­ stanordnung 8a versehen und weist an der frontseitigen Kante Trennvorsprünge 9a auf, die zwischen die Leiterbahnenden hin­ durchtreten, um so eine wechselseitige Isolierung zu bewir­ ken. Nahe des Schwenkgelenkachsenansatzes 8 erstreckt sich quer über die Breite des Deckels eine Fixierschwelle 9b, die so auf den Auslegerarme 6 aufliegt, daß diese in Richtung auf die Grundplatte gedrückt und damit mechanisch gegen die Lei­ terfolie 2 vorgespannt werden.

Das Kontaktelement 4 ist einstückig aus einem einzigen, aus­ gestanzten Blechstück hergestellt, dessen Grundform in Fig. 8 gezeigt ist. In aufgefaltetem Zustand (Fig. 3 und 4) weist das Kontaktelement 4 vier Seitenwände 5a, b, c, d auf und ist vorne und hinten zumindest im wesentlichen offen.

Auf der im Einbau in die Halterung 3 nach unten weisenden Seite 5a des Kontaktelementes 4 ist eine über die Wand her­ ausragende und in eine entsprechende Ausnehmung der Grund­ platte 3b ragende Fixierfederlasche 10 vorgesehen, um mit dieser das Kontaktelement 4 an der Grundplatte 3b zu veran­ kern.

An den zwei im Einbau in die Halterung 3 parallel zur Grund­ platte angeordneten, gegenüberliegenden Seitenwänden 5b, 5d sind nach innen gebogene Federelemente 11 vorgesehen, die da­ zu bestimmt und voneinander beabstandet sind, einen einzu­ schiebenden Steckerstift mit einem Stiftquerschnitt von 0,64 mm × 0,64 mm zu kontaktieren. Einleuchtenderweise ist eine Anpassung an andere Stiftquerschnittsgrößen ebenfalls reali­ sierbar, insbesondere bis hin zu Stiftbreiten von zumindest 1,2 mm. Im rückwärtigen Bereich des Kontaktelementes 4 ist das Metall des Kontaktelementbleches nach innen gebogen, um einen auf die Federelemente 10 führenden Trichter 12 zu realisie­ ren.

Am Kontaktelement 4 ist an den gegenüberliegenden, beim Ein­ bau in die Halterung 3 senkrecht auf die Grundplatte stehen­ den Seiten ein nach aussen stehendes Prägevorsprungpaar 13a vorgesehen, das dazu bemaßt und ausgebildet ist, das Kontaktelement 4 in der Halterung 3 in geeignete Ausrichtung zu bringen und zu halten. Weiter ist ein zweites, nach innen stehendes Prägevorsprungpaar 13b vorgesehen, welches dazu be­ maßt und ausgebildet ist, einen einzuschiebenden Steckerstift mit einem Stiftquerschnitt von 0,64 mm × 0,64 mm zu zentrieren.

Das Kontaktelement 4 ist nun auf der im Einbau in der Halte­ rung auf der Grundplatte aufliegenden Seite mit dem Ausle­ gerarm 6 versehen, der einstückig mit dem Kontaktelement 4 ist und sich von einer Wand aus erstreckt. Der Auslegerarm 6 besitzt eine Prägung 6a, um ihn mechanisch stabiler und zu­ gleich nachgiebig federnd zu machen. An seinem Ende ist ein Auflagebereich 6b zum Kontaktieren der Leiterfolienbahn 2 vorgesehen.

In einer ersten Variante der Erfindung ist das Kontaktelement 4 als Lötvariante mit einem allgemein glatten Auflagebereich 6b versehen, vgl. Fig. 3, 4, 5, 6 und 8. Der Auflagebereich 6b weist eine hinreichende Fläche auf, um mit der durch die Metallisierungsschicht 2b der Leiterfolie 2 gebildeten Lei­ terbahnen verlötet zu werden.

In alternativer Weise kann der Auflagebereich 6b mit Aufrau­ hungen 6c versehen werden, die mit einer Höhe von zwischen 0,1 mm und 0,3 mm dimensioniert sind, sich durch die Isolier­ schicht 2c der Leiterfolie 2 zu graben und unter Schaffung eines leitenden Übergangs in der Metallisierungsschicht zu verhaken.

Die Flexfolienkontaktanordnung wird hergestellt und verwendet wird folgt:

Zunächst wird festgelegt, ob für die spezifische Kontaktie­ rung eine Löt- oder Federversion mit Aufrauhung benötigt wird. Entsprechend dieser Wahl wird im Prägewerkzeug ein Aus­ tauschstempel vorgesehen.

Dann werden die Blechteile gestanzt, geprägt und aufgefaltet. Die fertig zu Kontaktelementen 4 aufgefalteten Blechteile werden in entsprechende Halterungen 3 gesetzt und dort mit den in die Grundplatten-Ausnehmung ragenden Fixierfederla­ schen 10 fixiert.

Dann kann eine Flexfolie auf der Grundplatte 3 ausgerichtet werden. Bei der Lötversion werden nun die erforderlichen Löt­ verbindungen hergestellt; danach wird der Deckel 9 herunter­ geklappt.

Bei der Federversion wird lediglich der Deckel 9 herunterge­ klappt. Die Aufrauhung 6c gräbt sich dabei durch die Isolie­ rung ein, verhakt in der Metallisierungsschicht 2b und stellt so den Kontakt her.

Das Herunterklappen des Deckels rastet dieser an der Ra­ stanordnung 9a an, fixiert einerseits die Leiterfolie auf der Grundplatte 3b und drückt weiter über die Fixierschwelle 9b die Auslegerarme 6 fest gegen die Leiterfolie. Die Kontaktie­ rung ist nun gesichert gegen Vibrationen im Automobil. Es können dann Steckerstifte von hinten eingeschoben werden, die durch den Trichter 10 auf die nach innen gebogene Federele­ mente 11 zentriert werden. Dies kann z. B. durch Einführen se­ parater Steckerstifte oder durch Zusammenführung eines Stec­ ker-Buchsepaares mit jeweils erfindungsgemäßem Aufbau erfol­ gen.

Während die Fixierschwelle 9b als unmittelbar auf die Ausle­ gerarme drückend beschrieben wurde, ist es auch möglich, eine Fixierung durch Druck auf die Kontaktelementoberseite zu er­ zielen.

Bezugszeichenliste

1

Flexfolienkontaktanordnung

2

Leiterfolie

2

2

a Grundfolie der Leiterfolie

2

2

b Metallisierungsschicht Leiterfolie

2

2

c Isolierschicht Leiterfolie

2

3

Gehäuse

3

a rückwärtiger Bereich des Gehäuses

3

b Grundplatte des Gehäuses

4

Kontaktelement

5

Kontaktstiftaufnahmekammerwand

6

Auslegerarm

6

a Prägung des Auslegerarms

6

b Auflagebereich des Auslegerarms

6

c Aufrauhungen am Auflagebereich

7

rückwärtige Öffnungen im Gehäuse

3

8

Schwenkgelenk

9

über die Auslegerarme

6

klappbarer Deckel

9

a Rastanordnung an Wand des klappbaren Deckel

9

b Fixierschwelle des klappbaren Deckel

10

in Grundplatten-Ausnehmung ragende Fixierfederlasche

11

nach innen gebogene Federelemente

12

auf die Federelemente

11

führender Trichter

13

a nach aussen stehendes Prägevorsprungpaar

13

b nach innen stehendes Prägevorsprungpaar

Claims (17)

1. Flexfolienkontaktanordnung für Automobilanwendungen oder dergl. mit zumindest einem Kontaktelement, das eine Kon­ taktstiftaufnahmekammer und einen Flexfolienkontaktbe­ reich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Flexfoli­ enkontaktbereich durch einen mit der Kontaktstiftaufnah­ mekammerwand einstückig verbundenen Auslegerarm gebildet ist, der einen von der Kammer beabstandeten Auflagebe­ reich zum Kontaktieren der Leiterfolienbahn umfaßt.

2. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Kontaktelementen vorgesehen ist.

3. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterung für das oder die Kontaktelemente vorgesehen ist.

4. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung einen Leiterbahnenden-Fixierbereich aufweist.

5. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung einen über den Auslegerarm klappbaren und insbesondere auf die Leiterfolie pressenden Deckel aufweist.

6. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klappdeckel dazu ausgebildet ist, die Leiterbahn am Auflagebereich zu fixieren.

7. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung Öff­ nungen zum rückwärtigen Einschieben der Kontaktstifte aufweist.

8. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstift­ aufnahmekammer vier Wände aufweist und insbesondere einen allgemein quadratischen Querschnitt besitzt.

9. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest zwei gegenüberliegenden Wänden der Kontaktstiftaufnahmekammer Kontaktstiftzentrierfedern angeordnet sind.

10. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstift­ aufnahmekammer einen durch Einschlagen einer Lasche gebildeten rückwärtigen Einführtrichter aufweist.

11. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslegerarm gebogen ist.

12. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslegerarm federnd ausgestaltet ist.

13. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslegerarm eine zur festen Verbindung mit der Leiterbahn ausgebilde­ te Kontaktfläche aufweist.

14. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche zum Auflöten auf die Leiterbahn ausgebildet ist.

15. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche zum Durchdringen einer Leiterbahnisolierung und/oder Ein­ graben in die Leiterbahn aufgerauht ist.

16. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrauhung zumin­ dest 0,1 mm Höhe besitzt.

17. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement aus einem Stanz-Prägeteil einstückig hergestellt ist.