DE102004061425A1 - Elektrischer Verbinder, insbesondere Crimp-Verbinder - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder zum elektrischen Anschließen eines elektrischen Leiters an ein flexibles Flachkabel (1). Der elektrische Verbinder (2) weist einen Basisabschnitt (20) auf, an den eine Leiterbahn (10) des flexiblen Flachkabels (1) über einen Kontaktbereich (21) des elektrischen Verbinders (2) elektrisch anschließbar ist, wobei wenigstens ein elektrischer Kontaktbereich (21) des elektrischen Verbinders (2) bezüglich des Basisabschnitts (20) federnd gelagert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder, insbesondere einen elektrischen Durchdringungs- bzw. Crimp-Verbinder, zum elektrischen Verbinden eines flexiblen Flach- bzw. Folienflachkabels mit einem weiteren Flach- bzw. Folienflachkabel, mit einer elektrischen Leitung, einem Steckkontakt o. ä.
  • Mittels sog. Crimp-Verbindungen können schnell, rationell und zuverlässig Quetschverbindungen für elektronische und elektrische Systeme hergestellt werden, wobei das Verlöten von vorgeformten Verbindern nicht notwendig ist. Solche elektrischen Kontakt- oder Verbindungselemente werden z. B. in der Konsumelektronik als auch im Bereich der Kraftfahrzeugelektronik eingesetzt. Insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugelektronik sind aufgrund rauer Umgebungsbedingungen, insbesondere bezüglich Vibrationsfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Temperaturbeständigkeit hohe Anforderungen an die elektrischen Verbindungselemente gestellt.
  • Crimp-Verbinder sind für das elektrische Kontaktieren und Fixieren eines elektrischen Leiters meist mit sog. Crimp-Flanken ausgeführt und werden häufig für die Kontaktierung von flexiblen Flachkabeln (FFC (Flexible Flat Cable), FLC (Flat Laminated Cable), ExFC (Extruded Flat Cable)) oder für die Kontaktierung von flexiblen Leiterplatten (FPC bzw. FPCB (Flat Printed Circuit Boards)) verwendet. Crimp-Verbinder gemäß dem Stand der Technik weisen jeweils einen Basisabschnitt auf, der beispielsweise mit einem Steckkontakt oder mit einem weiteren Crimp-Abschnitt verbunden ist, wobei die am Basisabschnitt ausgebildeten Crimp-Flanken und/oder Kontaktzähne eine Leiterbahn eines Folienleiters kontaktieren. Die Crimp-Flanken weisen eine sich verjüngende schneidenartige Struktur auf, mittels welcher sie das Flachkabel bei der Montage durchschneiden oder durchstoßen. Anschließend wird das eigentliche Crimpen durchgeführt, wobei die Crimp-Flanken mithilfe eines geeigneten Crimp-Werkzeugs in Richtung auf die Folienleiterbahn niedergedrückt werden und entweder dabei nochmals mindestens die Isolierung des Flachkabels durchdringen ( DE 103 05 356 A1 ) oder das Flachkabel bezüglich des Kontaktzahns in einem Bereich um den Kontaktzahn herum fixieren ( DE 202 17 460 U1 ).
  • Solche Crimp-Verbinder sind zuverlässig, da sie auf erprobter Technik basieren, sie sind einfach und robust aufgebaut, können nach dem Einstellen des Crimp-Werkzeuges immer qualitativ gleiche Verbindungen erzielen, sie sind wirtschaftlich, da sie mit niedrigen Kosten und wenig Ausschuss herstellbar sind, weisen eine einfache Bedienbarkeit auf und sind vielseitig einsetzbar, da sie eine Vielzahl von individuellen Lösungen erlauben.
  • Nachteilig bei Crimp-Verbindern gemäß dem Stand der Technik ist aber, dass bei einer mechanischen Beanspruchung der Crimp-Verbindung, insbesondere bei schwellender Beanspruchung, elektrische Kontaktprobleme auftauchen, sodass der Crimp-Verbinder wenigstens teilweise keine elektrische Kontaktierung mehr herstellt. Solche elektrischen Kontaktprobleme treten auch bei Crimp-Verbindungen auf, die unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sind, was z. B. im Kraftfahrzeugbereich oft der Fall ist. Hinzu kommt im letzteren Fall, dass solche Crimp-Verbindungen teilweise auch mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, sodass diese Probleme zugleich auftreten können und sich überlagern.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Verbinder, insbesondere einem Crimp-Verbinder zur Verfügung zu stellen, der bei mechanischen und/oder thermischen Belastungen eine dauerhafte Kontaktierung einer Leiterbahn insbesondere in einem flexiblen Flachkabel garantiert. Darüber hinaus soll der elektrische Verbinder kostengünstig, einfach herstellbar und in seiner Handhabung einfach sein.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird mittels eines elektrischen Verbinders bzw. mittels eines elektrischen Durchdringungs- oder Crimp-Verbinders gelöst, wobei ein an den elektrischen Verbinder angeschlossenes Kabel, insbesondere ein flexibles Flachkabel, bezüglich des elektrischen Verbinders in einem gewissen Bereich verschieblich gelagert ist. Bevorzugt ist hierbei ein elektrischer Kontakt verschieblich gelagert, wobei der elektrische Verbinder wenigstens einen elektrischen Kontakt zu einer Leiterbahn des Kabels herstellt. Insbesondere ist hierbei ein Kontaktbereich bzw. eine Kontaktstelle des elektrischen Verbinders mit der Leiterbahn des Kabels bezüglich eines Basisabschnitts des elektrischen Verbinders, an den sich ein Anschlussabschnitt für z. B. einen weiteren elektrischen Verbinder, einen Stecker oder ähnliches anschließt, elastisch aufgehängt. Eine solche, z. B. federnd nachgebende, Aufhängung erlaubt eine Relativbewegung des Kontaktbereichs bezüglich des Basisabschnitts des elektrischen Verbinders, wobei die Relativbewegung je nach Materialwahl und Auslegung der Aufhängung mehr oder weniger gedämpft abläuft.
  • Dadurch, dass sich die Kontaktstelle bezüglich des elektrischen Verbinders bzw. bezüglich des Basisabschnitts des elektrischen Verbinders zumindest in einem kleinen Bereich um die Kontaktstelle herum bewegen kann, muss bei einer Bewegung der Kontaktstelle nicht die gesamte träge Masse des elektrischen Verbinders mit in Bewegung gesetzt werden, was vorteilhaft für die elektrischen Kontaktstellen des elektrischen Verbinders mit der Leiterbahn des Flachkabels ist, da deren mechanische Belastung reduziert ist. Ist die Bewegung der Kontaktstelle größer als ein freier Weg innerhalb des elektrischen Verbinders, so geschieht ein Impulsübertrag von der Kontaktstelle am Flachkabel über z. B. federnd aufgehängte elektrische Kontaktelemente an den elektrischen Verbinder und nicht direkt auf ihn. Hierbei puffert die Federaufhängung unstetige Bewegungsabläufe ab und verstetigt diese, was wiederum die mechanische Belastung reduziert, da ein zeitlich kurzer mechanischer Impuls über eine vergleichsweise längere Zeit an den elektrischen Verbinder weitergegeben wird.
  • Da der elektrische Verbinder in seinem elektrischen Kontaktbereich nicht steif sondern elastisch bzw. federnd ausgeführt ist, können Temperaturdehnungen kompensiert werden. Diese können eine Längung oder Kürzung des Leitermaterials hervorrufen und/oder eine Bewegung verursachen, die aufgrund von Veränderungen in der Umgebung des elektrischen Verbinders passieren, wobei die entsprechenden federnden Abschnitte des elektrischen Verbinders, welche die elektrische Kontaktierung zur Leiterbahn herstellen, sich bezüglich der Leiterbahn mitbewegen können.
  • Da die Kontaktstellen der Kontaktelemente meist nur formschlüssig ohne Hinterschneidungen ausgestaltet sind, ist es möglich, dass sich z. B. bei fallender Temperatur der metallische Kontakt zwischen Kontaktelement und Leiterbahn löst und so einen mikroskopischen, aber elektrisch isolierenden Spalt freilässt, der zusätzlich noch anfällig für Korrosion ist. Solche mikroskopischen Spalte sind auch bei dynamischen Beanspruchungen aufgrund von plastischer Verformung im Kontaktbereich möglich. Mit dem erfindungsgemäßen federnden bzw. nachgehenden Kontaktelement ist dieses Problem behoben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im elektrischen Verbinder wenigstens ein flexibler Kontaktzahn vorgesehen, der die Leiterbahn durch dessen elektrische Isolierung hindurch elektrisch kontaktiert. Bevorzugt ist hierbei der Kontaktzahn als Blattfederanordnung ausgebildet, die mit dem Basisabschnitt des elektrischen Verbinders stofflich einstückig verbunden ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Kontaktbereich des elektrischen Verbinders von zwei Kontaktzähnen gebildet, die die Leiterbahn in zwei Punkten in einem eng umgrenzten Bereich (Kontaktbereich) elektrisch kontaktieren. Bevorzugt kontaktiert hierbei ein Kontaktzahn die Leiterbahn von einer, wohingegen der andere Kontaktzahn die Leiterbahn im Kontaktbereich von einer anderen Seite kontaktiert. Die resultierenden Kräfte, die die Kontaktzähne auf die Leiterbahn ausüben, stehen bevorzugt im Wesentlichen senkrecht auf der Oberfläche der Leiterbahn, und liegen bevorzugt im Wesentlichen parallel zueinander und sind gegeneinander gerichtet, sodass die Leiterbahn zwischen diesen beiden Kontaktzähnen eingeklemmt ist.
  • Eine solche federnd aufgehängte Klemmanordnung der Leiterbahn stellt sicher, dass bei einer Bewegung der Leiterbahn in eine Richtung, die Leiterbahn von dem einen Kontaktzahn in ihrer Bewegung federnd abgefangen wird, dessen Federkraft entgegen dieser Bewegungsrichtung gerichtet ist; wohingegen bei einer Bewegung der Leiterbahn in eine entgegengesetzte Richtung dazu, die Leiterbahn federnd von dem anderen Kontaktzahn abgefangen wird, der in eine Gegenrichtung dazu (also der aktuellen Bewegungsrichtung der Leiterbahn) seine Federkraft bereit hält. Bevorzugt sind hierbei die beiden federnden Kontaktzähne derart ausgestaltet, dass bei einer maximalen Stauchung des einen federnden Kontaktzahns der jeweils andere diese Bewegung mitmachen kann und bevorzugt darüber hinaus noch zusätzliches Federpotenzial besitzt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Verbinders sind eine Mehrzahl solcher Kontaktbereiche (also Bereiche, in welchen die Leiterbahn von zwei gegenüberliegenden Seiten geklemmt wird) an einem einzelnen elektrischen Verbinder vorgesehen. Bevorzugt sind hierbei die einzelnen Kontaktbereiche nicht auf einer Geraden angeordnet, sondern jeweils mit einem seitlichen Versatz zueinander, sodass die Leiterbahn des Flachkabels flächig federnd bezüglich des elektri schen Steckverbinders angeordnet ist. Dies garantiert eine sichere elektrische Verbindung zwischen Flachkabel und elektrischen Verbinder auch bei extremen Umgebungsbedingungen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Kontaktzahn an einem freien Längsende einer Crimp-Flanke vorgesehen, welche das Flachkabel im Bereich dessen Isolierung oder auch in einem Seitenbereich dessen Leiterbahn durchdringt, wobei letzterer bevorzugter Fall, eine zusätzliche elektrische Kontaktierung der Leiterbahn mit dem elektrischen Verbinder mit sich bringt. Die Crimp-Flanke befindet sich bevorzugt an einem Endbereich der Längsseite des Basisabschnitts des elektrischen Verbinders. Der Kontaktzahn ist federnd gegenüber der Crimp-Flanke vorgesehen, wobei das spitze Längsende des Kontaktzahns auf das Flachkabel zugebogen ist und dessen Isolierung im Bereich der Leiterbahn durchdringt und diese elektrisch kontaktiert. Hierbei haben (im Crimpzustand) die Crimp-Flanke und der Kontaktzahn zusammen im Querschnitt im Wesentlichen die Form eines „U mit abgeschnittenem Schenkel", wobei der verbleibende Schenkel mit dem Basisabschnitt des elektrischen Verbinders bevorzugt einstückig ausgebildet ist und dieser Schenkel, bevorzugt in der Nähe eines Krümmungsabschnitts des Schenkels, das Flachkabel durchdringt, und der Krümmungsabschnitt den eigentlichen federnden Kontaktzahn bildet und die Leiterbahn elektrisch kontaktiert. Im Nicht-Crimpzustand (vorgefertigter Zustand) des elektrischen Verbinders stehen die Crimp-Flanke und der Kontaktzahn über deren gesamte Höhe hinweg bevorzugt im Wesentlichen in einem rechten Winkel vom Basisabschnitt ab.
  • Ein dazu im Kontaktbereich korrespondierender Kontaktzahn ist in einem Querrichtungsmittelbereich des Basisabschnitts, von diesem in Richtung Kontaktpunkt des anderen Kontaktzahns mit der Leiterbahn vorgesehen. Dieser korrespondierende Kontaktzahn kontaktiert die Leiterbahn des Flachkabels von einer anderen Seite als der Kontaktzahn an der Crimp-Flanke und sieht die Kontaktstelle federnd bezüglich des elektrischen Verbin ders vor. Dieser korrespondierende Kontaktzahn kann z. B. ein vom Basisabschnitt des elektrischen Verbinders abstehender Federarm sein.
  • Bevorzugt ist auch die Crimp-Flanke als Federarm bezüglich des Basisabschnitts ausgebildet, wobei dessen Federkonstante allerdings höher als die der Kontaktzähne sein sollte. Da die Crimp-Flanke das Flachkabel durchdringt bzw. durchschneidet und somit das Flachkabel an der Crimp-Flanke geklemmt ist, bewegt sich die Crimp-Flanke bei einer Bewegung des Flachkabels mit diesem mit, wobei der Basisabschnitt dieser Bewegung nicht sofort sondern erst mit etwas Verzögerung folgt. Daraus resultiert auch eine Bewegung des Kontaktbereichs, der wiederum die beiden Kontaktzähne folgen, wobei bei einer Schwenkbewegung des Flachkabels bezüglich seiner Längsachse immer einer der beiden Kontaktzähne entgegen seiner Federkraft belastet wird und der jeweils andere Kontaktzahn mit seiner Federkraftrichtung dem Kontaktpunkt folgt. Dies garantiert bei einer dynamischen Beanspruchung des Flachkabels immer eine gute Kontaktierung der Leiterbahn, wobei dieses Federnsystem einen gedämpften Feder-Masse-Schwinger darstellt.
  • Das elektrische Kontaktieren der Kontaktzähne wird dadurch unterstützt, dass die Crimp-Flanke innerhalb ihrer Durchdringungsebene in Durchdringungsrichtung des Flachkabels breiter werdend ausgebildet ist, sodass das Flachkabel nicht dazu tendiert, weiter entlang der breiter werdenden Crimp-Flanke zu rutschen, gegen welche z. B. der korrespondierende Kontaktzahn federt. Auch an einer Bewegung in die andere Richtung ist das Flachkabel aufgrund der Crimpung gehindert, sodass immer nur ein kurzer Weg mittels der federnden Kontaktzähne überbrückt werden muss.
  • Bevorzugt ist der korrespondierende Kontaktzahn im Wesentlichen im Querschnitt U-förmig ausgebildet, wobei ein Schenkel am Basisabschnitt ansitzt und der andere Schenkel den eigentlichen Kontaktzahn bildet. Bevorzugt ist hierbei der den Kon taktzahn ausbildende Schenkel an seinem Ende von der Schenkelebene abstehend ausgebildet, wobei dieses Schenkelende die Leiterbahn des Flachkabels kontaktiert. Bevorzugt ist das andere Ende des U-förmigen Kontaktzahns nur an seinem Endabschnitt gelagert, sodass sich der gesamte U-förmige Kontaktzahn um eine Schwenkachse, die in der Nähe des Endabschnitts des unteren Schenkels liegt, bewegen kann. Bevorzugt wird dies dadurch erreicht, dass dieser Schenkel auf einem am Basisabschnitt ausgebildeten Vorsprung ansitzt. Hierbei kann der Vorsprung selbst bezüglich des Basisabschnitts federnd ausgebildet sein. Eine solche Blattfederanordnung ermöglicht eine beweglich abgefederte Lagerung des Kontaktbereichs bezüglich des korrespondierenden Kontaktzahns.
  • Mittels einer solchen erfindungsgemäßen Anordnung, also eines Federarms an einer Seite der Leiterbahn sowie einer Blattfederanordnung an der gegenüberliegenden Seite der Leiterbahn, ist es möglich, den Kontaktbereich der durch die beiden Kontaktzähne gebildet wird, in einem Bereich gegenüber des Basisabschnitts des elektrischen Verbinders zu bewegen. Hierbei ist eine dauerhafte elektrische Kontaktierung gewährleistet.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen elektrischen Verbinder mit einem daran elektrisch angeschlossenen und gecrimpten flexiblen Flachkabel;
  • 2 eine Draufsicht einer Abwicklung des elektrischen Verbinders;
  • 3a eine Draufsicht des elektrischen Verbinders in einem vorgefertigten Zustand;
  • 3b einen Längsschnitt entlang der Linie A-A aus 3a;
  • 4a eine Seitenlängsansicht des elektrischen Verbinders im vorgefertigten Zustand;
  • 4b einen Querschnitt entlang der Linie B-B aus 4a;
  • 5a eine Seitenlängsansicht des elektrischen Verbinders im Crimpzustand;
  • 5b eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C aus 5a;
  • 6a eine Perspektivansicht des elektrischen Verbinders im vorgefertigten Zustand von unten; und
  • 6b eine Perspektivansicht des elektrischen Verbinders im vorgefertigten Zustand von oben.
  • Die folgenden Ausführungen beziehen sich hauptsächlich auf die 1 und 2 der Zeichnung, wobei sich Lageangaben auf die 1 beziehen, in der unten ein Basisabschnitt 20 zu sehen ist, bezüglich welchem ein elektrischer Kontaktbereich 21 oben federnd über zwei Kontaktzähne 23, 24 angeordnet ist, wobei ein äußerer Kontaktzahn 23, welcher an einer Crimp-Flanke 22 vorgesehen ist in der Figur links im Schnitt dargestellt ist.
  • 1 zeigt einen elektrischen Verbinder 2 bzw. elektrischen Crimp-Verbinder 2, an welchen ein flexibles Flachkabel 1 bzw. Folienflachkabel 1 elektrisch über den Kontaktbereich 21 bzw. Kontaktstellen 21 angeschlossen ist. Der elektrische Strom fließt von einer Leiterbahn 10 des Flachkabels 1 über den Kontaktbereich 21 und einen inneren Kontaktzahn 24 und/oder den äußeren Kontaktzahn 23 zum Basisabschnitt 20 des elektrischen Verbinders 2, welcher den elektrischen Strom zu einem Anschlussabschnitt 29 (2) des elektrischen Verbinders 2 leitet. An diesen Anschlussabschnitt 29 lassen sich z. B. ein Stecker, eine Buchse, ein weiterer Crimp-Verbinder 2, ein elektrischer Verbinder anderer Bauart oder ein weiteres Flachkabel 1 elektrisch anschließen.
  • Der bzw. die Kontaktbereiche 21 des elektrischen Verbinders 2 mit dem Flachkabel 1 sind bezüglich des elektrischen Verbin ders 2 bzw. dessen Basisabschnitt 20 federnd angelenkt. Diese Federung findet über wenigstens einen Kontaktzahn 23 oder 24 statt. Bevorzugt sind jedoch zwei Kontaktzähne 23, 24 vorgesehen, wobei der äußere Kontaktzahn 23 das Flachkabel 1 in einem oberen Bereich elektrisch kontaktiert und der innere Kontaktzahn 24 das Flachkabel von unten kommend elektrisch kontaktiert. Bevorzugt sind diese beiden elektrischen Kontaktstellen 21 so nah wie möglich beieinander vorgesehen. Bevorzugt liegen diese Kontaktbereiche 21 bzw. -stellen 21 in einer Querschnittsebene des Flachkabels 1.
  • Der äußere Kontaktzahn 23 (s. auch 2 bis 6b) ist bevorzugt einstückig an einem freien Längsende der Crimp-Flanke 22 vorgesehen, die einstückig mit dem Basisabschnitt 20 des elektrischen Verbinders 2 ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Crimp-Flanke 22 an einem Querendabschnitt des Basisabschnitts 20 in dessen Längsrichtung ausgebildet. Die Crimp-Flanke 22 durchdringt das Flachkabel 1 von unten kommend, wobei der äußere Kontaktzahn 23 nach innen und unten gebogen ist und die Leiterbahn 10 des Flachkabels 1 durch die Isolierung 11 des Flachkabels 1 hindurch elektrisch kontaktiert. Hierbei kann die Crimp-Flanke 22 das Flachkabel 1 im Bereich der Isolierung 11 oder auch schon in einem Bereich der Leiterbahn 10 durchdringen.
  • Eine Abwicklung des erfindungsgemäßen elektrischen Verbinders 2 mit am Basisabschnitt 20 stofflich einstückig ausgebildeten Crimp-Flanken 22 ist in 2 zu erkennen. In 2 ist zu sehen, dass bei dem elektrischen Verbinder 2 sechs Crimp-Flanken 22 mit jeweils daran ausgebildetem äußeren Kontaktzahn 23 vorgesehen sind. Es können jedoch auch mehr oder weniger Crimp-Flanken 22 vorgesehen sein. Die Crimp-Flanke 22 und der daran ausgebildete äußere Kontaktzahn 23 besitzen in der Abwicklung im Wesentlichen eine Dreiecksform, wobei die Basis des Dreiecks am Basisabschnitt 20 des elektrischen Verbinders 2 vorgesehen ist und das spitze Ende des Dreiecks (äußerer Kontaktzahn 23) vom Basisabschnitt 20 wegstehend vorgesehen ist.
  • Eine dem Basisabschnitt 20 mit daran ausgebildeten Crimp-Flanken 22 ähnliche Anordnung weist in der Abwicklung der 2 auch ein Verbindungsabschnitt 26 auf, an dem die inneren Kontaktzähne 24 angeordnet sind. Diese Kontaktzahnrohlinge 24 sind dreieckig ausgebildet, wobei deren Basis einstückig mit dem Verbindungsabschnitt 26 ausgebildet ist und deren spitzes Ende vom Verbindungsabschnitt 26 wegsteht. In der Abwicklung des erfindungsgemäßen elektrischen Verbinders 2 sind zwei einander korrespondierende Kontaktzähne (äußerer Kontaktzahn 23 und zugeordneter innerer Kontaktzahn 24) derart orientiert vorgesehen, dass sie in eine gleiche Richtung von ihrem jeweiligen Befestigungsabschnitt abstehen (Basisabschnitt 20 für die Crimp-Flanken 22 mit daran ausgebildeten äußeren Kontaktzähnen 23, Verbindungsabschnitt 26 mit daran ausgebildeten inneren Kontaktzähnen 24). Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei weitere in der Abwicklung dreieckige Blattfedern 28 vorgesehen, deren Funktion weiter unten erläutert wird. In dieser Ausführungsform haben sie eine den inneren Kontaktzahnrohlingen 24 ähnliche Form, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein sollen.
  • Der Verbindungsabschnitt 26 weist an seinen beiden Längsenden einen bevorzugt mit dem Verbindungsabschnitt 26 stofflich einstückig ausgebildeten Verbindungssteg 27 auf, mittels welchem der Verbindungsabschnitt 26 am Basisabschnitt 20 festgelegt ist. Die Verbindung zwischen Basisabschnitt 20 und Verbindungsstegen 27 ist wiederum bevorzugt stofflich einstückig ausgebildet.
  • Die 2 stellt ein Stanzmuster für den erfindungsgemäßen elektrischen Verbinder 2 dar, der mit dieser Form aus einem Blech, z. B. einem Federblech, gestanzt wird und anschließend in seinen vorgefertigten Zustand (3a, 3b, 4a, 4b, 6a, 6b) gebogen wird. Für den vorgefertigten Zustand des erfindungs gemäßen elektrischen Verbinders 2 wird der Verbindungsabschnitt 26 in seiner Längsachse L sich um 180° drehend auf den Basisabschnitt 20 geklappt, wobei jeweils Symmetrielängsachsen L des Verbindungsabschnitts 26 und des Basisabschnitts 20 in einer Draufsicht auf die 2 zur Deckung kommen (3a). Anschließend werden die Zackenabschnitte des Verbindungsabschnitts 26 zu den U-förmigen Kontaktzähnen 24 gebogen, was in der 4b gut zu erkennen ist. Ferner werden die Crimp-Flanken 22 bezüglich des Basisabschnitts 20 senkrecht ausgereichtet. Darüber hinaus können vorher (falls notwendig) die Kontaktzähne 23 und/oder die Kontaktzähne 24 für das Durchtrennen bzw. Aufschneiden der Isolierung 11 des Flachkabels 1 mittels Schneiden versehen werden
  • Der innere Kontaktzahn 24 liegt mit seinem unteren Schenkel 241 auf dem Basisabschnitt 20 auf, wobei sich an diesen ein Krümmungsabschnitt 244 anschließt, der in einen oberen Schenkel 242 des inneren Kontaktzahns 24 übergeht. Ein freier Endabschnitt 243 des oberen Schenkels 242 ist aus seiner Schenkelebene nach oben vom Basisabschnitt 20 weggebogen und bildet den elektrischen Kontaktierungsabschnitt des inneren Kontaktzahns 24. Hierbei nehmen der freie Endabschnitt 243 und der obere Schenkel 242 bevorzugt einen stumpfen Winkel zueinander ein. Der untere Schenkel 241 des inneren Kontaktzahns 24 geht in der Ebene des Verbindungsabschnitts 26 in einen benachbarten unteren Schenkel 241 eines benachbarten inneren Kontaktzahns 24 über.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sitzt der untere Schenkel 241 des inneren Kontaktzahns 24 an einem Vorsprung 25 an und kann sich mit seinem Rest des Kontaktzahns 24 (Krümmungsabschnitt 244, oberer Schenkel 242 und damit integraler freier Endabschnitt 243) bezüglich des Basisabschnitts 20 abgefedert schwenkend bewegen. Hierbei kann der Vorsprung 25 beispielsweise als Sicke 25 in den Basisabschnitt 20 von unten eingestanzt sein, wobei bei geeigneter Materialwahl diese Sicke 25 selber höhenveränderlich und so mit federnd ausgestaltet ist. Der Verlauf der Sicken 25 ist in der 6a gut zu erkennen, wobei drei Sicken 25 in einem spitzen Winkel zur Längsachse L des Basisabschnitts 20 in den Rücken des Basisabschnittes 20 eingeprägt sind. Mittels der schrägen Anordnung ist es möglich, pro Sicke zwei untere Schenkel 241 schwenkbar zu lagern, wobei die Rückfederkraft aus einem inneren Spannungszustand des Verbindungsabschnitts 26 zur Verfügung gestellt wird. Ferner erhöhen die Sicken 25 die Steifigkeit des Basisabschnitts 20.
  • Die 5a und 5b zeigen den erfindungsgemäßen elektrischen Verbinder 2 im Crimpzustand, wobei das Flachkabel 1 nicht mit dargestellt ist. In den beiden Figuren ist zu sehen, wie der äußere Kontaktzahn 23 in Richtung Basisabschnitt 20 nach unten gebogen ist und der U-förmige innere Kontaktzahn 24 unter Federspannung steht, da einerseits die beiden Schenkel 241, 242 in der Nähe des Krümmungsabschnitts 244 nahezu parallel liegen (was sie in 4b nicht der Fall ist) und andererseits ist der freie Endabschnitt 243 im Vergleich mit der 4b näher in Richtung Basisabschnitt 20 gebogen.
  • In den 2, 3a, 3b, 4a, 5a und 6b sind die Blattfedern 28 zu erkennen, die das Flachkabel 1 bezüglich des elektrischen Verbinders 2 an den Längsenden des Basisabschnitts 20 federnd lagern. Diese Blattfedern 28 sind bevorzugt aus nicht zur U-Form gebogenen inneren Kontaktzähnen 24 gebildet, wobei die Oberseite der Blattfeder 28 vom Basisabschnitt 20 mindestens genauso weit beabstandet ist, wie der höchste Punkt des nun zur Schlaufe gebogenen Verbindungsstegs 27.
  • Der erfindungsgemäße elektrische Verbinder 2 sieht eine Vielzahl von Federn für das Flachkabel 1 bzw. für dessen Leiterbahn 10 vor. So federt der äußere Kontaktzahn 23 bezüglich seiner Crimp-Flanke 22, wobei diese wiederum bezüglich des Basisabschnitts 20 federt. Ferner federt der freie Endabschnitt 243 des inneren Kontaktzahns 24 bezüglich des oberen Schenkels 242 dieser wiederum federt bezüglich des unteren Schenkels 241 wobei das gesamte System des inneren Kontaktzahns 24 wiederum bezüglich einer Schwenkachse federnd angelenkt ist, die durch den Berührabschnitt geht, der vom unteren Schenkel 241 und der Sicke 25 gebildet ist. Ferner kann das Material des Basisabschnitts 20 bzw. eine Dicke der Sickenbegrenzung derart gewählt sein, dass die Sicke 25 bezüglich des Basisabschnitts 20 nachgebbar ausgestaltet ist, sodass diese auch wiederum Federkraft für den inneren Kontaktzahn 24 zur Verfügung stellen kann. Dieser blattfederartige Aufbau von Basisabschnitt 20, Sicke 25, Verbindungsabschnitt 26 mit daran integral ausgebildeten U-förmigen inneren Kontaktzähnen 24 ist in 3b gut zu erkennen.
  • Ferner ist es durch eine geeignete Anordnung der Sicken (senkrecht zur Längsrichtung L des Basisabschnitts 20) bzw. anderer die Sicken 25 ersetzende Vorsprünge, die an der Oberseite des Basisabschnitts 20, z. B. als Noppen ausgebildet sein können, möglich, den Basisabschnitt 20 des erfindungsgemäßen elektrischen Verbinders 2 in seiner Längsrichtung flexibel bzw. federnd auszulegen.
  • 1
    Flachkabel, Folienflachkabel (FFC, FPC, FLC, ExFC, FPCB)
    10
    Leiterbahn, Metallisierungsschicht
    11
    elektrische Isolierung
    2
    elektrischer Verbinder, elektrischer Crimp-Verbinder,
    elektrischer Durchdringungsverbinder
    20
    Basisabschnitt
    21
    (elektrischer) Kontaktbereich/Kontaktpunkt
    22
    Crimp-Flanke
    23
    äußerer Kontaktzahn, Kontaktelement, Kontaktzahn
    24
    innerer Kontaktzahn (U-förmig), Kontaktelement, korres
    pondierender Kontaktzahn
    241
    unterer Schenkel des inneren Kontaktzahns 24
    242
    oberer Schenkel des inneren Kontaktzahns 24
    243
    freier Endabschnitt des oberen Schenkels 242
    244
    Krümmungsabschnitt des inneren Kontaktzahns 24
    25
    Vorsprung, Sicke
    26
    Verbindungsabschnitt
    27
    Verbindungssteg
    28
    Blattfeder
    29
    Anschlussabschnitt
    D
    Dicke der Leiterbahn
    L
    Längsachse, Symmetrielängsachse von Basisabschnitt 20
    und Verbindungsabschnitt 26

Claims (12)

  1. Elektrischer Verbinder zum elektrischen Anschließen eines elektrischen Leiters an ein flexibles Flachkabel (1), mit einem Basisabschnitt (20), an den eine Leiterbahn (10) des flexiblen Flachkabels (1) über einen Kontaktbereich (21) des elektrischen Verbinders (2) elektrisch anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrischer Kontaktbereich (21) des elektrischen Verbinders (2) bezüglich des Basisabschnitts (20) federnd gelagert ist.
  2. Elektrischer Verbinder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierung der Leiterbahn (10) im Kontaktbereich (21) mittels wenigstens eines federnden Kontaktzahns (23, 24) hergestellt ist, der mit dem Basisabschnitt (20) bevorzugt einstückig verbunden ist.
  3. Elektrischer Verbinder gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktzahn (23, 24) über eine Federanordnung, bevorzugt über eine Blattfederanordnung, mit dem Basisabschnitt (20) bevorzugt einstückig verbunden ist.
  4. Elektrischer Verbinder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierung der Leiterbahn (10) im Kontaktbereich (21) mittels wenigstens eines U-förmigen inneren Kontaktzahns (23) hergestellt ist, wobei dessen unterer Schenkel (241) am Basisabschnitt (20) ansitzt, und dessen oberer Schenkel (242) mit seinem freien Ende (243) aus seiner Schenkelebene nach oben vom Basisabschnitt (20) weggebogen ist und die Leiterbahn (10) durch die Isolierung (11) des Flachkabels (1) hindurch kontaktiert.
  5. Elektrischer Verbinder gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Schenkel (241) des inneren Kontakt zahns (23) mit einem Längsendabschnitt an einem am Basisabschnitt (20) nach oben ausgebildeten Vorsprung (25) angelenkt ist und der Vorsprung (25) bevorzugt federnd ausgelegt ist.
  6. Elektrischer Verbinder gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander direkt benachbarte innere Kontaktzähne (24) an einem gemeinsamen Verbindungsabschnitt (26), bevorzugt einander schräg gegenüberliegend, ausgebildet sind.
  7. Elektrischer Verbinder gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (26) mit daran einstückig ausgebildeten inneren Kontaktzähnen (24) einstückig über Verbindungsstege (27) mit dem Basisabschnitt (20) ausgebildet ist und bei der Herstellung des elektrischen Verbinders (2) der Verbindungsabschnitt (26) auf den Basisabschnitt (20) biegbar ist.
  8. Elektrischer Verbinder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierung der Leiterbahn (10) im Kontaktbereich (21) mittels wenigstens eines äußeren Kontaktzahns (23) hergestellt ist, wobei der äußere Kontaktzahn (23) eine federnde Übergreifung aufweist, mit der er die Leiterbahn (10) durch die Isolierung (11) des Flachkabels (1) hindurch kontaktiert.
  9. Elektrischer Verbinder gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Kontaktzahn (23) an einem freien Ende einer Crimp-Flanke (22) des elektrischen Verbinders (2) ausgebildet ist, die das Flachkabel (1) durchstößt.
  10. Elektrischer Verbinder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bevorzugt drei, jedoch wenigstens ein zusammenwirkendes Kontaktierungspaar (23, 24) aus einem inneren Kontaktzahn (23) und einem äußeren Kontaktzahn (24) vorgesehen ist, die beide die Leiterbahn (10) des Flachkabels (1) von zwei einander gegenüberliegenden Seiten kommend, durch die Isolierung des Flachkabels (1) hindurch, im Kontaktbereich (21) kontaktieren, wobei die Kontaktkräfte des inneren (24) und des äußeren Kontaktzahns (23) gegeneinander gerichtet sind und innerhalb eines spitzen Kegels, bevorzugt im Wesentlichen auf einer Geraden, liegen.
  11. Elektrischer Verbinder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Kontaktbereichs (21) nicht größer als ein würfelförmiges Volumenelement ist, dessen Seitenkante eine Länge aufweist, die der dreifachen, bevorzugt der zweifachen, insbesondere bevorzugt der einfachen Dicke (D) der Leiterbahn (10) entspricht.
  12. Elektrischer Verbinder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an einem längsseitigen Ende des Basisabschnitts (20) eine Blattfeder (28) vorgesehen ist, die das Flachkabel (1) bezüglich des Basisabschnitts (20) federnd lagert, wobei die Blattfeder (28) bevorzugt aus einem inneren Kontaktzahnrohling (28) gebildet ist, der bei der Herstellung des elektrischen Verbinders (2) nicht zur U-Form gebogen ist.
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