DE102008023137A1 - Connecting arrangement for contacting of e.g. two conductive textile semi-finished products, has penetratable pressing elements provided as mechanical or electrical connection element for mechanical and electrical connections of guidelines - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsanordnung und ein Verfahren zur Kontaktierung von leitfähigen textilen Halbzeugen und zum Verbinden mit einem solchen Halbzeug untereinander oder mit einer Leiterplattenanordnung. Die Erfindung bezieht sich daher insbesondere auf die Kontaktierung zweier leitfähiger textilen Halbzeugen miteinander und/oder auf die Kontaktierung eines leitfähigen textilen Halbzeuges mit einer daran angeschlossenen Leiterplattenanordnung.The The invention relates to a connection arrangement and a method for contacting conductive semi-finished textile products and for connecting to such a semi-finished product with each other or with a printed circuit board assembly. The invention therefore relates in particular on the contacting of two conductive semi-finished textile products with each other and / or on the contacting of a conductive textile semi-finished product with a circuit board assembly connected thereto.
Leitfähiges textiles Halbzeug besteht im allgemeinen aus horizontalen in Längsrichtung verlaufenden und vertikalen in Querrichtung verlaufenden nicht leitfähigen Textilen und dehnbaren Fäden, zwischen denen elektrisch leitfähige (Leitfäden oder auch Drähte genannt) angeordnet sind, die im allgemeinen in horizontaler Richtung zwischen den textilen Fäden verlaufen und so angeordnet sind, dass das textile Halbzeug in Längs- und Querrichtung dehnbar bleibt.conductive Textile semi-finished products generally consist of horizontal in the longitudinal direction extending and vertical non-conductive in the transverse direction Textile and stretchy threads, between which electric conductive (guides or wires called), which are generally in the horizontal direction run between the textile threads and arranged so are that the semi-finished textile in the longitudinal and transverse direction stretchable remains.
Als leitfähige textile Halbzeuge werden im Folgenden insbesondere Leiterbandanordnungen aus textilen Halbzeugen bezeichnet. Ein solches Leiterband ausgebildet aus leitfähigem textilem Halbzeug der vorgenannten Art, umfasst eine flache Bauart, ähnlich einer Flachbandleitung, die allerdings aus gewebtem Textil ausgebildet ist und vorgesagte elektrisch leitfähige Fäden (Leitfäden) enthält. Durch die Struktur des textilen Halbzeugs sind die Abstände zwischen den leitenden Fäden nicht eindeutig definiert. Dem Grunde nach verlaufen jedoch eine Vielzahl von im Wesentlichen entweder gewellt angeordneten Paarweise beabstandeten Leitfaden in dem textilen Halbzeug. Die Anordnung und die Anzahl der Leitfaden kann entsprechend des Anwendungsfalles und der notwendigen Stromtragfähigkeit eines solchen textilen Halbzeuges angepasst werden.When Conductive semi-finished textile products are hereinafter specifically Ladder strip arrangements from textile semi-finished products called. Such Conductor strip formed of conductive semi-finished textile of the aforementioned type, comprises a flat type, similar a ribbon cable, which, however, formed of woven textile is and predicted electrically conductive threads (Guides) contains. Through the structure of the textile Semi-finished products are the distances between the conductive threads not clearly defined. Basically, however, one is Variety of essentially either wavy paired spaced guide in the semi-finished textile. The order and the number of guide can be according to the application case and the necessary current carrying capacity of such a textile Semifinished product to be adjusted.
Es ist bereits bekannt, die leitfähigen Fäden an einem Ende des textilen Halbzeuges manuell offen zu legen, um an den Enden der freigelegten leitfähigen Fäden ein Anschlusselement anzulöten. Dieses Verfahren ist jedoch aufwendig und führt nicht zu einer präzisen Ausrichtung mit den Leiterbahnen, die üblicherweise auf einem Anschlusselement vorgesehen sind. Soll ein solches leitfähiges textiles Leitungsband mit einem zweiten leitfähigen textilen Leitungsband verbunden werden oder aber das manuell freigelegte Ende auf einer Leiterplatte elektrisch verbunden werden, so führt vorgenannte Verbindungstechnik insbesondere das Anlöten zu Schwierigkeiten und Problemen. Einerseits ist die undefinierte Lage der leitfähigen Fäden eine Ursache für unpräzises Löten und andererseits bestehen nach dem Lötprozess Probleme mit der Haltbarkeit der elektrischen Verbindung. Es ist bei solchen Verbindungen bekannt, dass entweder die elektrische Leitfähigkeit mehrerer vergleichbarer Verbindungsanordnungen völlig unterschiedlich ausgestaltet sind. Es besteht also im Fertigungsprozess eine Nichtkonstanz gewünschter elektrischer Kennwerte, die es zu überwinden gilt. Weiterhin ist in der praktischen Handhabung einer solchen Verbindungsanordnung bekannt, dass sich teilweise die leitfähigen Fäden lösen oder an der Lötstelle brechen, so dass die Verbindung entweder teilweise oder komplett versagt und eine elektrische Übertragung nicht mehr stattfinden kann.It is already known, the conductive threads to manually open one end of the textile semi-finished product in order to the ends of the exposed conductive threads Solder connection element. This procedure is however consuming and does not lead to a precise alignment with the tracks, usually on a connection element are provided. Should such a conductive textile Conduction band with a second conductive textile conduction band be connected or the manually uncovered end on one PCB are electrically connected, so performs the aforementioned Connection technology in particular the soldering to difficulties and problems. On the one hand, the undefined position of the conductive Threads a cause of imprecise soldering and on the other hand, there are problems after the soldering process with the durability of the electrical connection. It is with such Compounds known to either the electrical conductivity of several comparable connection arrangements completely different are designed. So there is a non-constancy in the manufacturing process desired electrical characteristics that overcome it applies. Furthermore, in the practical handling of such Connection arrangement known that partially conductive Loosen threads or break at the soldering point, so that the connection fails either partially or completely and an electrical transmission no longer take place can.
Es
sei ferner auf die
Bei einer anderen Ausführungsform wird ein elektronisches Bauelement nicht unmittelbar an die elektrischen Leiter angeschlossen, sondern beispielsweise über eine flexible Leiterplatte auf der Kupferbahnen angebracht sind. Dabei können in einem Bereich, in welchem die Leiter über die Leiterbahnen verlaufen, die nicht leitenden Schussfäden vorerst entfernt werden, um dann die elektrisch leitfähigen Kettfäden besser zugänglich zu machen, um so einen besseren elektrischen Kontakt für die Verbindung zu erreichen.at In another embodiment, an electronic component not directly connected to the electrical conductors, but for example via a flexible printed circuit board on the copper tracks are attached. It can in an area in which the conductors run over the tracks, the non-conductive ones Weft threads are removed first, then the electric conductive warp threads more accessible to make better electrical contact for to reach the connection.
Die vorliegende Erfindung will die zuvor genannten Nachteile im Stand der Technik überwinden und beabsichtigt daher ein Verfahren anzugeben, mit dem leitfähiges textiles Flachbandkabel, vorzugsweise in seiner Längsrichtung als elastisch ausgebildetes Halbzeug, präzise und mit geringem Aufwand kontaktiert werden kann.The The present invention seeks to obviate the aforementioned disadvantages overcome the technique and therefore intends a method with the conductive textile ribbon cable, preferably in its longitudinal direction as elastically trained Semifinished, precisely and with little effort contacted can be.
Die vorliegende Erfindung soll darüber hinaus ein Verfahren angeben, mit dem auch zwei solcher textilen Halbzeugen miteinander verbunden werden können. Die Kontaktierung soll vorzugsweise an einer beliebigen Anschlussstelle des textilen Halbzeuges möglich sein, so dass verschiedene Anordnungen entlang der längsgestreckten textilen Leitungsbandanordnung möglich ist. Dadurch wird eine unterschiedliche Anzahl von Abgriffen denkbar und gleichzeitig auch möglich, zwei textile Leiterbahnanordnungen an mehreren paarweise beabstandeten Punkten zu verbinden, um damit die Leitfähigkeit und auch die Verbindung selbst sicher zu stellen.The present invention is also intended to specify a method with which two sol cher textile semi-finished products can be interconnected. The contacting should preferably be possible at an arbitrary connection point of the textile semifinished product, so that different arrangements along the elongate textile conductor strip arrangement is possible. As a result, a different number of taps is conceivable and at the same time also possible to connect two textile conductor track arrangements at a plurality of points spaced apart from one another in order to thereby ensure the conductivity and also the connection itself.
Die Erfindung sieht ferner vor, ein Verbindungselement, insbesondere für leitfähige Halbzeuge, sowie eine Verbindungsanordnung für solche.The The invention further provides a connecting element, in particular for conductive semi-finished products, as well as a connection arrangement for such.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, die Anzahl der Verfahrensschritte zu reduzieren und das aufwendige Freilegen der elektrischen Fäden vor dem Kontaktieren innerhalb des Textiles zu vermeiden.task It is also the number of process steps of the present invention to reduce and the costly exposure of the electrical threads to avoid before contacting within the textile.
Zur Kontaktierung von leitfähigem textilem Halbzeug wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Halbzeug benachbart an einer gewünschten Anschlussstelle entweder einzuspannen und zu straffen oder in entspanntem Zustand direkt mit einem korrespondierenden Halbzeug zu verbinden, derart, dass die Verbindung mittels einer kombinierten Durchdring- und Anpressverbindung hergestellt wird. Vorzugsweise kann hierzu eine Nietverbindung verwendet werden, deren Nietkragen so ausgebildet sind, dass einerseits die Niete als Durchdringelement dient und nach dem Zusammenpressen der Niete die Nietkrägen auch im Auflagebereich des elektrisch textilen Halbzeuges zur elektrischen Anlage kommen.to Contacting of conductive semi-finished textile is therefore proposed according to the invention, the semifinished product adjacent either to clamp at a desired junction and tighten or in relaxed state directly with a corresponding one To connect semi-finished, such that the connection by means of a combined penetration and Anpressverbindung is produced. Preferably, this can be used a riveted joint whose Nietkragen are formed so that on the one hand, the rivet serves as a penetrating element and after compressing the rivet the rivet collars also in the contact area of the electrically semi-finished textile for electrical Plant come.
Es wird vorzugsweise eine feste drehsichere Verbindung erreicht, dadurch, dass die Nietung in ihrer Ausprägung und ihrer Form und Beschaffenheit an die Verbindungsanforderungen angepasst werden kann. Es kann allerdings jede andere geeignete Durchdring- und Anpressverbindung verwendet werden, um eine mechanische und gleichzeitig elektrische Verbindung zu erzielen.It Preferably, a solid rotationally secure connection is achieved, characterized that the riveting in their manifestation and their form and Texture can be adapted to the connection requirements. However, it can be any other suitable penetration and Anpressverbindung used to be a mechanical and at the same time electrical To connect.
Erfindungsgemäß wird dabei der elektrische Kontakt über die metallische Niete erzeugt, die gleichzeitig durch ihre spezielle Form auch eine mechanische Verbindung darstellt. Alternativ kann eine Durchdringklammerverbindung verwendet werden, die erfindungsgemäß ebenfalls die Funktion einer elektrischen und mechanischen Verbindung in ein und derselben Klammeranordnung vereint. Eine solche Klammer wird im Verfahren durch eine oder mehrere der textilen Halbzeuge hindurch gedrungen und dann mittels eines Umformwerkzeuges in die gewünschte Endform gepresst.According to the invention while the electrical contact via the metallic rivet produced at the same time by their special form also a mechanical Represents connection. Alternatively, a penetration clip connection are used, according to the invention also the function of an electrical and mechanical connection in and united the same clip assembly. Such a clip will be in Method through one or more of the textile semi-finished products squat and then by means of a forming tool in the desired Final shape pressed.
Erfindungsgemäß kann auf die gleiche Art und Weise ein textiles flexibles Leiterband mit einer festen oder flexiblen Leiterplatte verbunden werden. Hierzu werden vorzugsweise an den Kontaktstellen korrespondierend Leiterpads/Kontaktfelder einerseits auf der festen oder flexiblen Leiterplatte vorgesehen und korrespondierend dazu an dem textilen Halbzeug in der Position der auszuwählenden Verbindung. Dadurch liegen sich zwei paarweise zueinander orientierte Kontaktfelder gegenüber, welche vorzugsweise über eine Bohrung oder Öffnung verfügen, durch die eine Durchdring- und Anpressverbindung einführbar ist. Nach dem Endringen der Durchdring- und Anpressverbindung durch das flexible Textilband hindurch, kommt es zur Kontaktierung und Berührung mit einer Vielzahl der elektrischen Leitfäden innerhalb des textilen Halbzeuges beim Durchdringen desselben. Die Durchdring und Anpressverbindung wird vollständig durch die Leiterbahn des textilen Halbzeuges hindurch geführt und verdrängt dabei einige der Leitfäden, so dass es zu einer radialen Anlage mit dem Durchdringanpresselement kommt. Zur Erhöhung der Leitfähigkeit kann partiell an der vorgesehenen Kontaktierstelle das textile Material des textilen Halbzeuges soweit entweder thermisch oder mechanisch entfernt werden, dass eine Vielzahl der Leitfäden zugänglich wird. Diese kann man so depositionieren, dass entweder keine der Leitfäden oder nur eine geringe Anzahl durch die Durchdringanpresselemente oder durch das Durchdringanpresselement beschädigt werden beim Durchdringen durch das textile Halbzeug.According to the invention in the same way a textile flexible ladder tape be connected to a fixed or flexible circuit board. For this are preferably at the contact points corresponding conductor pads / contact fields provided on the one hand on the fixed or flexible circuit board and corresponding thereto on the semi-finished textile in the position the compound to be selected. There are two in pairs facing each other opposite contact fields, which preferably via a bore or opening by which a penetration and Anpressverbindung is insertable. After the penetration of the penetrating and Anpressverbindung by the flexible textile tape through comes it for contacting and touching with a variety of electrical guidelines within the textile semifinished product while penetrating the same. The penetrating and pressing connection becomes completely through the trace of the textile semifinished product passed through and displaces some of the Guides, making it a radial contact with the Durchdringanpresselement comes. To increase the conductivity can partially at the intended contacting the textile material of the textile semifinished product as far as either thermally or mechanically be removed that a variety of guides accessible becomes. These can be deposited so that either none of the guides or only a small number through the Durchdringanpresselemente or be damaged by the piercing when penetrating through the textile semifinished product.
Vorzugsweise und ideal werden alle Leitfäden so depositioniert, dass diese an der Außenkontur des Durchdringanpresselementes zur Anlage kommen.Preferably and ideally all the guides are so deposited that this on the outer contour of Durchdringanpresselementes come to the plant.
Der Kragen oder die angebrachte Geometrie am Durchdringanpresselement, welches sich flächig auf dem textilen Halbzeug abstützt, sorgt für einen zusätzlichen mechanischen und elektrischen Halt und Verbindung mit derselben. Auf der Kontaktierseite des flexiblen leitfähigen Halbzeuges lässt sich zusätzlich an der partiell freigelegten Stelle ein elektrisch leitfähiges Pad aufbringen. Diese Pads oder allgemein als Kontaktfeld bezeichnete Elemente werden dann beim anfolgenden Zusammenpressen der Durchdringanpressverbindung in eine flächige Anpresskontaktlage gebracht und erzeugen insofern eine elektrische Verbindung. Die Auswahl der Materialien der Kontaktfelder richtet sich nach dem speziellen Anwendungsfall und kann wahlweise erfolgen. Vorzugsweise wird eine galvanische Beschichtung aufgebracht, die Umwelteinflüssen gerecht wird und möglicherweise beim Einsatz solcher textilen Halbzeugen in technischer Funktionskleidung auch einer Waschbarkeit widersteht.Of the Collar or the attached geometry on Durchdringanpresselement, which is supported flat on the semi-finished textile, ensures an additional mechanical and electrical hold and connection with the same. On the contacting side of the flexible conductive semifinished product can be in addition to the partially exposed place an electric apply conductive pad. These pads or generally as Contact panel labeled elements are then pressed together the Durchdringanpressverbindung in a flat Anpresskontaktlage brought and thus produce an electrical connection. The Selection of the materials of the contact fields depends on the special application and can be done optionally. Preferably a galvanic coating is applied, the environmental influences and possibly in the use of such textiles Semi-finished products in technical clothing also a washability resists.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; die Zeichnung zeigt:Other benefits, goals and details of Invention will become apparent from the description of embodiments with reference to the drawing; the drawing shows:
Die
In
In
dem textilen leitfähigen Flachbandkabel verlaufen eine
Vielzahl von in Wellen angeordneten Leitfäden, die so angebracht
sind, dass das Textilband in seiner Längserstreckung flexibel
und dehnbar ausgebildet ist. Die Leitfäden
In
In
In
- 11
- Verbindungsanordnungjoint assembly
- 22
- flexibles leitfähiges Halbzeug/Textilbandflexible Conductive semi-finished / textile tape
- 33
- Leitfädenguides
- 4a, 4b4a, 4b
- DurchdringanpresselementDurchdringanpresselement
- 5a, 5b5a, 5b
- KontaktfeldContact field
- 6a, 6b6a, 6b
- zweites Kontaktfeldsecond Contact field
- 77
- PCB-LeiterplattePCB circuit board
- 88th
- drittes Kontaktfeldthird Contact field
- 9, 109 10
- Kragencollar
- 1111
- Stegweb
- 1212
- Halbstegehalf-fins
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20140219 |