DE10065972A1 - Flexfoliensteckerzugentlastung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flexfolienkontaktanordnung für Automobilanwendungen oder dergleichen, mit einem Gehäuse und zumindest einem darin bei einem Kontaktelement vorgesehenen Flexfolienkontaktbereich. Hierbei ist vorgesehen, daß zwischen Gehäuseeintritt und Flexfolienkontaktbereich eine Entlastungsanordnung vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flexfolienkontak­ tanordnung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches und ist eine Zusatzanmeldung zum Patent/Patentanmeldung 100 26 406.9-34.

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. Weiter ist es wünschenswert, Über­ gänge von einem Flexfolienleiter zum nächsten zu ermöglichen, etwa zum Austausch beschädigter Abschnitte für Reparaturzwec­ ke.

Aus der Stammanmeldung ist bekannt eine Flexfolienkontak­ tanordnung für Automobilanwendungen oder dergl. mit zumindest einem Kontaktelement, das eine Kontaktstiftaufnahmekammer und einen Flexfolienkontaktbereich aufweist, dadurch gekennzeich­ net, daß der Flexfolienkontaktbereich durch einen mit der Kontaktstiftaufnahmekammerwand einstückig verbundenen Ausle­ gerarm gebildet ist, der einen von der Kammer beabstandeten Auflagebereich zum Kontaktieren der Leiterfolienbahn umfaßt.

In der Stammanmeldung war es besonders bevorzugt, wenn der Auslegerarm eine zur festen Verbindung mit der Leiterbahn ausgebildete Kontaktfläche aufweist. Die feste Verbindung konnte dabei durch Auflöten der Kontaktfläche auf die Leiter­ bahn geschehen oder bevorzugt unter Verwendung einer aufge­ rauht ausgebildeten Kontaktfläche, die durch ihre Aufrauhung so die Leiterbahnisolierung durchdringt und/oder sich in die Leiterbahn eingräbt. Dazu kann die Aufrauhung eine Höhe von zumindest 0,1 mm besitzen. Hierbei wurde es als besonders vor­ teilhaft angegeben, daß die Kontaktfläche am Auslegerarmende angeordnet ist. Dies ermöglicht es, das gesamte Kontaktelement aus einem einzigen Stanz-Prägeteil einstückig herzustel­ len, wobei lediglich im Bereich der Kontaktfläche eine unter­ schiedliche Ausbildung für die Präge- oder Lötversion erfor­ derlich ist. Auf diese Weise wurde bereits ein besonders ein­ facher und kostengünstiger Werkzeugbau möglich, einfach, in­ dem Wechselteile zur Gesamtprägeform bereitgestellt werden.

Es wurde auch schon in einer älteren Anmeldung des vorliegen­ den Anmelders vorgeschlagen, einen Fixationszahn seitlich vom Auslegerarm vorzusehen, der durch die Flexfolie hindurch dringt und diese so fixiert.

Weiter wurde auch schon in einer älteren Anmeldung des vor­ liegenden Anmelders vorgeschlagen, daß ein Schlaufenbogen vor der Kontaktzone zwischen Auslegerarm und Leiterbahnfolie vor­ gesehen wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen. Insbe­ sondere sollen bekannte Anordnungen so weitergebildet werden, daß eine Reparatur von Flexfolienleitern und/oder eine Ergän­ zung problemfrei möglich wird.

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 einem Gehäuse und zumindest einem darin bei einem Kontaktele­ ment vorgesehenen Flexfolienkontaktbereich vorgesehen ist, daß zwischen Gehäuseeintritt und Flexfolienkontaktbereich ei­ ne Entlastunganordnung vorgesehen ist.

Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung kann damit bei Repa­ ratur oder dergl. eine besonders sichere Verbindung erhalten werden, weil so sichergestellt ist, daß im eigentlichen Flex­ folienkontaktbereich keine übermäßige Belastung auftritt. Dies gestattet es auch dann, wenn die Verbindung, wie bevor­ zugt, lösbar gestaltet ist, hohe Ströme über die Kontakte zu führen.

In einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Ent­ lastunganordnung durch einen Schlaufenbogen gebildet sein, der insbesondere durch einen Nocken, insbesondere einem von einem bevorzugt herunterklappbaren - insbesondere an einem Filmgelenk schwenkbar angebrachten - Gehäusedeckel herabhän­ genden Nocken realisiert ist, welcher bis zu einer und bevor­ zugt in eine Ausnehmung im Gehäuseboden hinein tritt und um welchen die Leiterbahnfolie herumgezogen werden kann. Durch diese Umlenkung erfährt die Leiterbahnfolie eine reibschlüs­ sige Zurückhaltung.

Während die Variante mit Schlaufenbogen ohne weitere Maßnah­ men realisierbar ist, kann in einem weiteren bevorzugten Aus­ führungsbeispiel vorgesehen sein, daß Rückhalteblätter vorge­ sehen sind, die durch entsprechende Öffnungen in der Leiter­ bahnfolie treten und diese somit formschlüssig zurückhalten. Die Rückhalteblätter können wiederum am Gehäusedeckel vorge­ sehen sein, der seinerseits bevorzugt klappbar angeordnet sein kann, insbesondere an einem Filmscharnier.

Die Zugentlastung der vorliegenden Erfindung ist sowohl für den Übergang von Leiterbahnfolien zu Verbrauchern oder ande­ ren Steckern als auch für die Verbindung von - Leiterbahnfoli­ en miteinander einsetzbar.

Die Erfindung wird im folgenden 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.

Fig. 8 eine Variante der erfindungsgemäßen Zugentlastung

Fig. 9 eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Zugentla­ stung

Fig. 10 eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Zugentla­ stung

Fig. 11 und 12 Details zu dem in der Variante von Fig. 10 verwendeten Kontaktelement.

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 Zugentlastungs­ elemte 4c in Form von Rückhalteblättern 4c aufweist.

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 erstrec­ kende 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 hih 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 somit Rückhalteblätter 4c umfassen, die dazu angeordnet sind, durch respektive Ausstanzungen 3c in der Leiterfolie 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.

Wird dies maschinell durchgeführt, so lassen sich durch die einfache und doch gute Verbindung sehr hohe Taktgeschwindig­ keiten mit herkömmlicher Maschinentechnik erzielen, was die Fertigung verbilligt. Im Handmontagebereich etwa zu Wartungs­ zwecken ist das Verfahren durch seine einfache Handhabung problemfrei und leicht einsetzbar.

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. Insbesondere 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.

Eine weitere Variante einer Zugentlastung ist mit Bezug auf Fig. 8 gezeigt, wonach Rückhaltenocken wiederum durch die Leiterbahn dringen. Im Unterschied zu der vorher beschriebe­ nen Variante dient die in Fig. 8 dargestellte Kontaktanord­ nung nicht der Verbindung zweier Leiterbahnen, sondern der Bereitstellung eines zugentlasteten Kontaktbereiches 6, an welchem die Leiterbahfolie etwa mit einem Stecker oder einem Bauelement kontaktiert werden kann. Es stellt wiederum dar 4a den Gehäuseboden, 4b den hier mit Fenster 6' über dem zugent­ lasteten Kontaktbereich 6 realisierten Gehäusedeckel und 4c die durch Ausnehmungen 4d im Gehäuseboden dringenden Rückhal­ teblätter.

Eine nächste Variante einer erfindungsgemäßen Zugentlastung ist mit Bezug auf Fig. 9 gezeigt, wonach der Nocken 4c' als Schlaufenbildenocken ausgebildet ist, der nicht durch Aus­ stanzöffnungen in der Leiterbahnfolie tritt; vielmehr wird die Leiterbahn um diesen Schlaufenbildenocken herumgeführt, was eine reibschlüssige Zugentlastung bewirkt.

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.

Fig. 10 zeigt eine weitere Zugentlastung, wobei hier eine Flexfolie in einer Kontaktanordnung zugentlastet wird, die eine Verbindung zwischen einer Leiterbahnfolie und Stecker­ stiften ermöglicht. Dargestellt ist hier eine Variante mit Schlaufenbildenocken, eine Rückhalteblattvariante zum Durch­ dringen einer Leiterbahnfolie ist aber gleichfalls realisier­ bar. Es sei darauf hingewiesen, daß die eigentlichen Kontak­ telemente ausgebildet sein können wie in Fig. 11 in verschie­ denen Ansichten dargestellt. Das Kontaktelement 8 ist auf der einen Seite mit einem Auslegerarm 8a wie vorbeschrieben ver­ sehen, auf der gegenüberliegenden Seite mit einer Einführöff­ nung für einen Steckerstift und im übrigen einstückig her­ stellbar wie aus Fig. 12 erkennbar, die ein geprägtes und ge­ stanztes Metallblech zeigt, aus welchem das Kontaktelement 8 von Fig. 11 auffaltbar ist.

Es sei erwähnt, daß dort, wo eine Zugentlastung mittels lei­ terfoliendurchdringender Rückhalteblätter für manuelle Anwe­ dungen gewünscht ist, etwa aufgrund sehr breiter Leiterfoli­ en, für Reparaturzwecke eine manuelle Stanzvorrichtung ent­ sprechend etwa einem Aktenlocher angewendet werden kann, um Leiterfolien für die Zugentlastung vorzubereiten.

Claims (10)

1. Flexfolienkontaktanordnung für Automobilanwendungen oder dergl. mit einem Gehäuse und zumindest einem darin bei ei­ nem Kontaktelement vorgesehenen Flexfolienkontaktbereich, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gehäuseeintritt und Flexfolienkontaktbereich eine Entlastunganordnung vorgese­ hen ist.

2. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastunganord­ nung für reibschlüssige Zurückhaltung ausgebildet ist.

3. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastunganord­ nung zumindest einen Nocken aufweist, um welchen herum der Schlaufenbogen gebildet ist.

4. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken von einem Gehäusedeckel bzw. einem Gehäusedeckelteil herabhängt.

5. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel her­ unterklappbar ist.

6. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel an einem Filmgelenk schwenkbar angebracht ist.

7. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken sich vom Gehäusedeckel wenigstens bis zum Gehäuseboden erstreckt und insbesondere durch eine Ausnehmung in diesem hindurch tritt.

8. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastun­ ganordnung für formschlüssige Zurückhaltung ausgebildet ist.

9. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß Rückhalteblätter vor­ gesehen sind, die zum Durchtritt durch entsprechende Öff­ nungen in der Leiterbahnfolie ausgebildet sind.

10. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhalteblätter am Gehäusedeckel bzw. einem Gehäusedeckelteil vorgesehen sind, der bevorzugt klappbar insbesondere an einem Film­ scharnier angebracht ist.