DE10061605A1 - Flexfolienverbinder - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flexfolienkontaktanordnung für Automobilanwendung oder dergleichen zur Verbindung von Flexfolienleitern mit zumindest einem Kontaktelement, das Flexfolienkontaktbereiche zum Kontaktieren einer Flexfolie umfaßt. Hierbei ist vorgesehen, daß an gegenüberliegenden Enden des Kontaktelementes Auslegerarme vorgesehen sind, die zum Aufliegen auf einer jeweiligen Flexfolie ausgebildet sind.

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 zu schaffen, die auch unter den ungünstigen Bedingungen ständig wechseln­ der Temperaturen, Vibrationen usw. eine dauerhaft sichere Kontaktierung gewährleisten, die überdies eine leichte Ver­ bindbarkeit und eine unproblematische Lösung der Verbindung etwa im Reparaturfall bei zugleich niedrigem Gewicht der An­ ordnung gewährleistet. Dies ist besonders wichtig für die Verbindung von Flexfolien untereinander.

Aus der 100 26 406.9 ist es bereits bekannt, daß bei einer Flexfolienkontaktanordnung für Automobilanwendungen oder der­ gleichen mit zumindest einem Kontaktelement, das eine Kon­ taktstiftaufnahmekammer und einen Flexfolienkontaktbereich aufweist, vorgesehen ist, daß der Flexfolienkontaktbereich durch einen mit der Kontaktstiftaufnahmekammer einstückig verbundenen Auslegerarm gebildet ist, der einen von der Kon­ taktstiftaufnahmekammer beabstandeten Auflagebereich zum Kon­ taktieren der Leiterfolienbahn umfaßt.

Die aus der genannten Anmeldung bekannte Anordnung ergibt problemfrei gute elektrische Kontakte und lässt sich leicht montieren. Für die Verbindung zweier Leiterbahnfolien unter­ einander besteht aber noch Verbesserungsbedarf.

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

Es wird somit zunächst vorgeschlagen, daß eine Flexfolienkon­ taktanordnung für Automobilanwendung oder dergleichen mit zu­ mindest einem Kontaktelement vorgesehen wird, das Flexfolien­ kontaktbereiche zum Kontaktieren der Leiterbahn umfaßt, wobei an den gegenüberliegenden Enden des Kontaktelementes Ausle­ gerarme vorgesehen sind, die zum Aufliegen auf einer jeweili­ gen Flexfolie ausgebildet sind.

Damit wird vorgeschlagen, daß beide Flexfolien über Flexfoli­ enkontaktbereiche verbunden werden, die an einem einzigen leitenden Kontaktelement vorgesehen sind. Die Flexfolien kön­ nen übereinander in das Flexfolienkontaktelement eingeschoben werden und von diesem zangenartig geklammert werden. Bevor­ zugt ist es jedoch, insbesondere zur Verlängerung von Flexfo­ lien usw., wenn die zu verbindenden Flexfolien mit ihren End­ kanten aufeinander zuweisend an diametral entgegengesetzte Ende des Kontaktelementes gebracht und von diesem kontaktiert werden.

Wenn eine Zahnspitze vorgesehen ist, wird sie typischerweise zumindest in die Flexfolien-Grundfolie eindringen und diese zumindest deformieren, bevorzugt aber durchstechen.

Die Zahnspitze wird typischerweise einstückig mit dem Ausle­ gerarm aus Metallblech herausgestanzt und umgebogen. Es ist bevorzugt, die Zahnspitze vom Auflagebereich so weit zu beab­ standen, daß sie in einen leiterbahnfreien Flexfolienbereich einsticht. Dies verhindert, daß die Leiterbahn zerstört wird und Abweichungen von den elektrischen Sollwerten auftreten. Überdies wird die Gefahr einer Lagentrennung, also einer Trennung von Grundfolie und Leiterbahn, verhindert. Um das Einstechen in einen leiterbahnfreien Flexfolienbereich ge­ währleisten zu können, ist es besonders bevorzugt, wenn die Zahnspitze seitlich in einem geeigneten Abstand neben dem Auflagenbereich angeordnet ist.

Der Auflagenbereich kann an einer Stelle engster Annäherung des gekrümmt auslegbaren Auslegerarms zur Flexfolie vorgese­ hen sein; in einem solchen Fall ist es besonders bevorzugt, wenn die Zahnspitze distal vom Auflagebereich vorgesehen ist, also weiter weg von der Kontaktstiftaufnahmekammer. Dies be­ wirkt, daß zunächst der Auflagebereich in Kontakt mit der Flexfolie gedrückt wird, sich dann gegebenenfalls eine am Auflagebereich vorgesehene Aufrauhung durch die Flexfolien­ isolierung über der so vorfixierten Leiterbahn durchgraben bzw. durchscheuern kann und erst nach Einsetzen dieses Pro­ zesses die Zahnspitze fixierend in die Flexfolie hineinge­ drückt wird.

Es ist möglich, die Zahnspitze allgemein schwertförmig auszu­ gestalten, und zwar mit einer parallel zum Auslegerarm bzw. zur Leiterbahn größeren Breite als quer zum Auslegerarm bzw. zur Leiterbahn. Dies ergibt ein fixierendes Langloch am Durchstich, das zur beschädigungsfreien Kraftaufnahme gegen Verschieben besonders geeignet ist.

Es ist möglich und bevorzugt, wenn der Auslegerarm federnd ausgestaltet ist. Dies kann erreicht werden, wenn der Ausle­ gerarm sich weit genug von einem Mittelstück weg erstreckt. In einem solchen Fall besitzt die Zahnspitze bevorzugt eine Länge, die auch bei federndem Nachgeben des Auslegerarms ein Absenken des unteren Zahnspitzenendes unterhalb der Flexfolie gewährleistet. In Verbindung mit einer gebogenen Ausführung des Auslegerarms bewirkt dabei zugleich die federnde Ausge­ staltung des Auslegerarms eine stärkere Bewegungsaufnahme zwischen Flexfolie und Kontaktanordnung bzw. von Kontaktende und Steckerstift.

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 Auslegerarmende 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 erforderlich ist, wenn statt der üblichen Präge- eine Lötversion gewünscht ist. Auf diese Wei­ se ist ein besonders einfacher und kostengünstiger Werkzeug­ bau möglich, einfach, indem Wechselteile zur Gesamtprägeform bereitgestellt werden.

Die Erfindung wird in folgendem nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Leiterfolienverbinder;

Fig. 2 ein Kontaktelement mit dem Verbinder von Fig. 1 in perspektivischer Ansicht;

Fig. 3 das Kontaktelement von Fig. 2 im Schnitt;

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Verbinder ohne Deckel;

Fig. 5 die Anordnung von Fig. 4 mit aufgesetztem Deckel;

Fig. 6 die Anordnung von Fig. 5 mit einseitig eingeschobener Leiterfolie;

Fig. 7 die Unterseite einer bevorzugten Variante des Leiter­ folienverbinders.

Nach Fig. 1 umfaßt eine allgemein mit 1 bezeichnete Flexfoli­ enkontaktanordnung 1 ein Kontaktelement 2 zum Verbinden zwei­ er Leiterbahnfolien 3 in einem Gehäuse 4.

Das Kontaktelement 2 ist einstückig aus einem Metallblech ge­ bogen und umfaßt zwei sich parallel zueinander erstreckende Kontaktober- und -unterseiten 2a, 2b, die über eine mittig angeordnete Brücke 2c federnd miteinander verbunden sind und die jeweils zwei sich in entgegengesetzte Richtungen erstreckende Armpaare 2a', 2a" beziehungsweise 2b', 2b" definie­ ren. Das obere Armpaar 2a', 2a" ist seitlich mit einem Fixa­ tionszahn 2d versehen, der etwa rechtwinklig vom Auslegerarm 2a', 2a" abgebogen ist, mit seiner Spitze schwertförmig nach unten weist und sich nicht weiter als bis zur Hälfte der Höhe der Brücke 2 erstreckt. Der Fixationszahn 2d ist dabei an ei­ nem nach unten auf die Unterseite 2b zugewölbten Bereich 2e', 2e" versehen. Die zur Unterseite 2b weisende Oberfläche des Wölbungsbereiches 2e ist mit einer Aufrauhung, nicht darge­ stellt, die in Form von Querrippen beziehungsweise Rauten eingeprägt sind, versehen, welche so ausgebildet sind, daß sie sich unter Druck durch eine vorhandene Leiterfolienisola­ tion arbeiten. Distal vor der Wölbung ist eine Auflagefläche 2g für einen Pressnocken vorgesehen.

Auf der Unterseite ist gegenüberliegend dem zur Unterseite hin gewölbten Bereich ein auf die Oberseite hin zugewölbter Bereich 2f vorgesehen, so daß zwischen diesen Bereichen 2e, 2f der Bereich engster Annäherung der jeweiligen distalen Auslegerarme vorgesehen ist, wie insbesondere in Fig. 1 er­ kennbar.

Die Leiterfolie 3 umfaßt eine Trägerfolie 3a mit einer Metal­ lisierung und einer darüber liegenden Isolierung 3b.

Das Gehäuse 4 besteht aus einem Unterteil 4a, in welchem Rastnasen 4a', 4a" vorgesehen sind, um einen Deckel 4b (ver­ gleiche Fig. 5) an entsprechenden Rastösen 4b', 4b" einhaken zu können. Der Deckel ist mit an Filmscharniergelenken 4b''' beweglichen Klappelementen 4b"" versehen, die wiederum Zu­ gentlastungs- und Rückhalteblätter 4c umfassen, die dazu an­ geordnet sind, durch respektive Ausstanzungen 3c der Leiter­ folie 3 einzudringen, vergleiche Fig. 6. Weiter trägt der Deckel einen Pressnocken 4e in seinem Inneren (vergleiche Fig. 1), welcher bei geschlossenem Klappdeckel über einer Auflagefläche 2g (vergleiche Fig. 2) des Auslegerarmes noch distal vor der Wölbung 2e zu liegen kommt.

Nach Fig. 4 sind eine Vielzahl von Kontaktelementen 2 in ei­ nem Basiselement 4a angeordnet und durch entsprechende Trenn­ wände 4a''', 4a"" voneinander mechanisch und elektrisch isoliert und in ihrer Position fixiert.

Die Erfindung wird montiert und angewendet wie folgt:
Zunächst werden für die Kontaktelemente 2 geeignete Mengen flacher Grundbleche aus Metall gestanzt und in die Fig. 2 dargestellte Form gebogen. Dann werden die fertig gebogenen Kontaktelemente in die vorgesehenen Positionen im Basisteil 4a des Gehäuses 4 eingesetzt (vergleiche Fig. 4).

Nun wird der Deckel 4b mit seinen Rastöffnungen 4b' über die Rastnasen 4a' am Basisteil 4a gedrückt.

Die Leiterfolien werden vorbereitet, d. h. auf eine entspre­ chende Länge abgeschnitten und mit den Ausstanzungen für die Rückhalteblätter 4c vorbereitet. Nun wird der schwenkbare Be­ reich, d. h. der Klappdeckel um das Filmscharnier 4b''' weit nach oben geschwenkt, so daß die Rückhalteblätter sich weit oben befinden und der Einschubbereich völlig frei ist. Dann wird die erste Leiterbahnfolie in die zangenartige Öffnung des ersten Kontaktelementbereiches eingeschoben. Anschließend kann um das Filmgelenk 4b' die Drehung des Klappdeckels nach unten erfolgen. Der Pressnocken 4e kommt damit in Auflage auf die Auflagefläche.

Dabei wird die Spitze des Auflegerarmes 2a heruntergedrückt und der Fixationszahn 2d dringt in die Leiterfolie ein und durchsticht diese schließlich. Der zunehmende Druck führt dann dazu, daß sich die aufgerauhten Bereiche der Wölbung 2a durch die Isolierung der Leiterfolie graben und diese schließlich kontaktieren. Die Leiterfolie ist dabei gegen ein seitliches Verschieben und/oder Herausziehen durch den Fixa­ tionszahn gesichert. Zugleich bewirken jetzt auch die Rück­ halteblätter eine Zugentlastung der Flexfolie. Nun kann die zweite Leiterbahnfolie in gleicher Weise am diametral entge­ gengesetzten Ende eingeschoben werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß im Bodenbereich des Gehäuses oder anderer geeigneter Stelle Öffnungen vorgesehen sein kön­ nen, um das Einführen von elektrischen und/oder mechanischen Prüfinstrumenten zur Kontrolle des Übergangs zu erlauben. Dies ist durch die Löcher 5 im Boden des in Fig. 7 gezeigten Gehäuses dargestellt. Die Prüflöcher sind auch für andere Ge­ häuse sinnvoll anwendbar.

Im Betrieb wird durch die beidflächige Aufrauhung eine gute Vorfixierung und Kontaktierung der Leiterfolie erreicht, wo­ bei der Fixationszahn die Fixierung weiter unterstützt. Ins­ besondere wird eine Klammerung der Leiterplattenfolie er­ zielt. Der übergangswiderstandverringernde Anpreßdruck durch den Pressnocken 4e und die thermische Isolation vom Gehäuse an der übergangswiderstandbehafteten Kontaktstelle durch die Wölbungen erlaubt den Fluß größer Ströme bei zur geringer Er­ wärmung. Über die metallischen Kontaktelemente und den sehr guten elektrischen Kontakt zwischen Kontaktelement und Lei­ terfolie auf beiden Seiten ist dabei ein sehr geringer Über­ gangswiderstand zwischen den Leiterfolien sichergestellt und es können hohe Ströme mit nur geringer Erwärmung transpor­ tiert werden.

Es sei erwähnt, daß eine Ausbildung mit Kontaktelementfort­ satz auch ohne Fixationszahn Vorteile bietet.

Es sei weiter erwähnt, daß die Ausbildung des Deckels mit Leiterfolienausstanzungen durchdringenden Rückhalteblättern die Verwendung sehr breiter Folien erlaubt, ohne daß übermä­ ßige Kräfte am Deckel wirken müssen, daß jedoch auch eine die Leiterfolie nur schlaufenartig umlenkende Zugentlastung rea­ lisierbar ist.

Claims (23)

1. Flexfolienkontaktanordnung für Automobilanwendung oder dergleichen zur Verbindung von Flexfolienleitern mit zu­ mindest einem Kontaktelement, das Flexfolienkontaktberei­ che zum Kontaktieren einer Flexfolie umfaßt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an gegenüberliegenden Enden des Kontak­ telementes Auslegerarme vorgesehen sind, die zum Auflie­ gen auf einer jeweiligen Flexfolie ausgebildet sind.

2. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnfolie/n zwischen zwei gegeneinander beweglichen Kontaktelementar­ men zangenartig gehalten ist/sind.

3. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden miteinan­ der zu verbindenden Leiterbahnfolien an diametral vonein­ ander beabstandeten Enden fixiert sind.

4. Flexfolienkontaktanordnung für Automibilanwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kontaktbereich sich von einem zentralen Mit­ telteil, über welches das obere und das untere Zangenele­ ment miteinander verbunden ist, distal erstreckt.

5. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Auflagebe­ reich am Auslegerarm zumindest eine Zahnspitze zum Ein­ stechen in die Flexfolie vorgesehen ist.

6. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnspitze ein­ stückig mit dem Auslegerarm ist.

7. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnspitze zum Durchstoßen der Flexfolie gebildet ist.

8. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnspitze zum Einstechen in einen leiterfreien Flexfolienbereich ausge­ bildet ist.

9. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnspitze un­ mittelbar seitlich neben dem Auflagebereich gebildet ist.

10. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslegerarm am Auflagebereich eine Krümmung zur Flexfolie hin aufweist und die Zahnspitze distal vom Auflagebereich vorgesehen ist.

11. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnspitze allge­ mein parallel zum Auslegerarm eine größere Breite als allgemein quer zu diesem besitzt.

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 die Kontaktfläche zum Durchdringen einer Leiterbahnisolierung und/oder Ein­ graben in die Leiterbahn aufgerauht und/oder mit Querrip­ pen versehen ist.

14. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrauhung oder Querrippe zumindest 0,1 mm Höhe besitzt.

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

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

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

18. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Flexfo­ lienkontaktbereich ein Kontaktelementfortsatz gebildet ist, der dem Auslegerarm gegenüberliegt, um die Flexfolie von beiden Seiten her zangenartig zu fixieren.

19. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fixationszahn seitlich neben dem Kontaktelementfortsatz angeordnet ist.

20. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Kontaktelementen nebeneinander in einem Gehäuse angeord­ net sind.

21. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Zugentlastung zumindest einer vorzugsweise beider mitein­ ander zu verbindender Flexfolien bewirkt.

22. Flexfolienkontaktanordnung nach der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf die Kon­ taktelemente beweglicher, insbesondere in einem Film­ scharnier angelenkter Kontaktdeckel vorgesehen ist.

23. Flexfolienkontaktanordnung mit einem Gehäuse, welches na­ he der oder eines Kontaktelementes Flexfolienkontakt- Prüfnummern aufweist.