DE102013004375A1 - Device for transmitting electrical signals to and / or from a mobile component of a motor vehicle, motor vehicle and method for producing such a device - Google Patents

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Erhard Brunner
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Übertragen von elektrischen Signalen an und/oder von einer beweglichen Komponente eines Kraftfahrzeugs, mit einem Flachkabel (2), welches eine Vielzahl von kabelseitigen elektrischen Kontaktelementen (3) aufweist, und mit einer Leiterplatte (6), welche eine Vielzahl von leiterplattenseitigen elektrischen Kontaktelementen (7) aufweist, welche mit den kabelseitigen Kontaktelementen (3) elektrisch kontaktierbar sind, wobei die leiterplattenseitigen Kontaktelemente (7) als oberflächenmontierte Kontaktelemente ausgebildet sind, welche auf einer Oberfläche (5) der Leiterplatte (6) angebracht sind.The invention relates to a device (1) for transmitting electrical signals to and / or from a mobile component of a motor vehicle, having a flat cable (2) which has a multiplicity of cable-side electrical contact elements (3), and to a printed circuit board (6). which has a plurality of printed circuit board-side electrical contact elements (7) which are electrically contactable with the cable-side contact elements (3), wherein the printed circuit board-side contact elements (7) are designed as surface-mounted contact elements which on a surface (5) of the printed circuit board (6) are attached.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen von elektrischen Signalen an eine bewegliche Komponente und/oder von der beweglichen Komponente eines Kraftfahrzeugs, nämlich insbesondere an und/oder von einem Lenkrad. Die Vorrichtung umfasst ein Flachkabel, welches eine Vielzahl von kabelseitigen elektrischen Kontaktelementen aufweist, sowie eine Leiterplatte, welche eine Vielzahl von leiterplattenseitigen elektrischen Kontaktelementen aufweist, welche mit den kabelseitigen Kontaktelementen elektrisch kontaktierbar sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a device for transmitting electrical signals to a movable component and / or from the movable component of a motor vehicle, namely in particular to and / or from a steering wheel. The device comprises a flat cable, which has a plurality of cable-side electrical contact elements, and a printed circuit board, which has a plurality of printed circuit board side electrical contact elements, which are electrically contacted with the cable-side contact elements. The invention also relates to a motor vehicle having such a device and to a method for producing such a device.

Das Interesse richtet sich vorliegend vorzugsweise auf eine Verbindungsvorrichtung, welche zum Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Leiterplatte einerseits und den elektrischen Leitungen eines Flachkabels, insbesondere einer Wickelfeder, andererseits ausgebildet ist, welches in ein Lenkrad eines Kraftfahrzeugs integriert ist. Solche Wickelfedern bzw. Wickelbänder werden in Lenkrädern eingesetzt, um elektrische Signale – etwa elektrische Versorgungsspannungen – zwischen Einrichtungen einerseits, die sich im Lenkrad befinden, und Geräten andererseits zu übertragen, die an ortsfesten Bauteilen im Fahrzeug angeordnet sind. Über eine derartige Wickelfeder wird z. B. eine elektrische Heizung im Lenkrad mit elektrischer Energie versorgt. Des Weiteren kann auch ein Airbag im Lenkrad über die Wickelfeder angesteuert werden. Ein weiteres Beispiel stellen in das Lenkrad integrierte Bedienelemente dar, welche über die Wickelfeder mit Steuergeräten elektrisch verbunden sind, die sich außerhalb des Lenkrads befinden. Die Wickelfeder beinhaltet dabei typischerweise mehrere elektrische Leitungen, welche als Flachleiter ausgebildet und elektrisch voneinander isoliert sind. Die Wickelfeder selbst stellt somit ein flaches, federndes Kabel dar – ein Flachkabel.The interest here is preferably directed to a connecting device, which is designed to provide an electrical connection between a printed circuit board on the one hand and the electrical lines of a flat cable, in particular a coil spring, on the other hand, which is integrated in a steering wheel of a motor vehicle. Such coil springs or winding tapes are used in steering wheels to electrical signals - such as electrical supply voltages - between devices on the one hand, which are located in the steering wheel, and devices on the other hand, which are arranged on stationary components in the vehicle. About such a coil spring z. B. an electrical heater in the steering wheel supplied with electrical energy. Furthermore, an airbag in the steering wheel can be controlled via the coil spring. Another example is in the steering wheel integrated controls, which are electrically connected via the coil spring with control units that are located outside the steering wheel. The coil spring typically includes a plurality of electrical lines, which are formed as a flat conductor and electrically isolated from each other. The coil spring itself thus represents a flat, resilient cable - a flat cable.

Ein Verbindungsstück zum Verbinden von elektrischen Leitungen einer Wickelfeder einerseits mit anderen elektrischen Leitungen andererseits ist beispielsweise aus dem Dokument US 5 561 266 A bekannt.A connector for connecting electrical lines of a coil spring on the one hand with other electrical lines on the other hand, for example, from the document US 5 561 266 A known.

Die Anbindung der Wickelfeder an eine Leiterplatte – diese ist typischerweise außerhalb des Lenkrads angeordnet – erfolgt im Stand der Technik in der Regel mit Hilfe einer Verbindungseinheit, welche in Form eines aufwendigen Steckers ausgebildet ist. Dieser Stecker wird an die Wickelfeder angeschweißt, und auf der Leiterplatte wird ein Gegenstück mit Hülsen angebracht. Der an der Wickelfeder angebrachte Stecker kann dann mit dem Gegenstück auf der Leiterplatte kontaktiert werden. Diese Art der Verbindung der Wickelfeder mit der Platine hat sich jedoch als relativ aufwendig erwiesen, weil zwei separate Bauteile bereitgestellt werden müssen, nämlich einerseits der Stecker für das Wickelband und andererseits auch das Gegenstück für die Leiterplatte. Zusätzlich nimmt auch die Herstellung dieser Verbindung relativ viel Zeit in Anspruch, weil das Gegenstück auf der Leiterplatte montiert werden muss. Diese Verbindungsart beansprucht des Weiteren relativ viel Bauraum, welcher insbesondere in Kraftfahrzeugen im Bereich des Lenkrads nur beschränkt zur Verfügung steht.The connection of the coil spring to a printed circuit board - this is typically arranged outside the steering wheel - is done in the art usually with the aid of a connection unit, which is in the form of a complicated connector. This plug is welded to the coil spring, and on the circuit board a counterpart with sleeves is attached. The attached to the coil spring connector can then be contacted with the counterpart on the circuit board. However, this type of connection of the coil spring with the board has proven to be relatively expensive, because two separate components must be provided, namely on the one hand, the plug for the winding tape and on the other hand, the counterpart for the circuit board. In addition, the production of this compound takes a relatively long time, because the counterpart must be mounted on the circuit board. This type of connection furthermore requires a relatively large amount of installation space, which is only available to a limited extent in particular in motor vehicles in the region of the steering wheel.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lösung für die Verbindung zwischen dem Flachkabel einerseits und der Leiterplatte andererseits aufzuzeigen, welche im Vergleich zum Stand der Technik weniger aufwendig ist.An object of the invention is to provide a solution for the connection between the flat cable on the one hand and the circuit board on the other hand, which is less expensive compared to the prior art.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung, durch ein Kraftfahrzeug, wie auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.This object is achieved by a device by a motor vehicle, as well as by a method with the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Übertragen von elektrischen Signalen – beispielsweise von elektrischen Spannungen – an und/oder von einer beweglichen Komponente eines Kraftfahrzeugs ausgebildet und umfasst ein Flachkabel sowie eine Leiterplatte. Das Flachkabel weist eine Vielzahl von kabelseitigen elektrischen Kontaktelementen auf, während die Leiterplatte ebenfalls eine Vielzahl von leiterplattenseitigen elektrischen Kontaktelementen aufweist, welche mit den kabelseitigen Kontaktelementen elektrisch zu kontaktieren sind. Die leiterplattenseitigen Kontaktelemente sind als oberflächenmontierte Kontaktelemente ausgebildet, welche auf der Oberfläche der Leiterplatte angebracht, insbesondere auf die Oberfläche der Leiterplatte gelötet, sind.A device according to the invention is designed for transmitting electrical signals - for example from electrical voltages - to and / or from a mobile component of a motor vehicle and comprises a flat cable and a printed circuit board. The flat cable has a plurality of cable-side electrical contact elements, while the circuit board also has a plurality of printed circuit board side electrical contact elements, which are to be electrically contacted with the cable-side contact elements. The printed circuit board-side contact elements are designed as surface-mounted contact elements which are mounted on the surface of the printed circuit board, in particular soldered to the surface of the printed circuit board.

Die leiterplattenseitigen Kontaktelemente sind somit als SMD-Bauteile (Surface-Mounted Device) ausgebildet, welche auf der Oberfläche der Leiterplatte montiert sind, nämlich insbesondere unter Verzicht auf elektrische THT-Anschlussdrähte (Through Hole Technology). Auf diesem Wege wird erreicht, dass die leiterplattenseitigen Kontaktelemente in einem einzigen Montageschritt mit anderen elektronischen SMD-Bauelementen auf der Oberfläche der Leiterplatte montiert werden können, so dass die Leiterplatte während eines einzigen Fertigungsschritts mittels der sogenannten Oberflächenmontage (SMT) sowohl mit den leiterplattenseitigen Kontaktelementen als auch mit anderen, passiven und/oder aktiven elektronischen Bauelementen bestückt werden kann. Auf der Seite der Leiterplatte entfällt somit im Vergleich zum Stand der Technik die Bereitstellung des Gegenstücks für den aufwendigen Stecker mit den damit verbundenen Nachteilen hinsichtlich der Montagezeit sowie der Kosten und des Bauraums. Es entfällt also ein zusätzlicher Montageschritt, nämlich der Schritt der Montage des Gegenstücks auf der Leiterplatte. Nicht zuletzt beansprucht die erfindungsgemäße Vorrichtung im Vergleich zu zwei separaten Steckelementen deutlich weniger Bauraum und kann somit besonders vorteilhaft beispielsweise bei Lenkrädern in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden.The circuit board-side contact elements are thus formed as SMD components (surface-mounted device), which are mounted on the surface of the circuit board, namely in particular waiving electrical THT connection wires (through hole technology). In this way it is achieved that the printed circuit board-side contact elements can be mounted in a single assembly step with other electronic SMD components on the surface of the circuit board, so that the circuit board during a single manufacturing step by means of the so-called surface mounting (SMT) both with the circuit board side contact elements can also be equipped with other, passive and / or active electronic components. On the side of the circuit board is eliminated Thus, in comparison to the prior art, the provision of the counterpart for the complex connector with the associated disadvantages in terms of assembly time and the cost and space. It thus eliminates an additional assembly step, namely the step of mounting the counterpart on the circuit board. Last but not least, the device according to the invention requires significantly less space compared to two separate plug-in elements and can thus be used particularly advantageously, for example, in steering wheels in motor vehicles.

Bevorzugt ist das Flachkabel eine Wickelfeder bzw. ein Wickelband, welche bzw. welches eine Vielzahl von elektrischen Leitungen umfasst, welche insbesondere als Flachleiter ausgebildet und elektrisch voneinander isoliert sind. Die Wickelfeder kann auch in einem Wickelgehäuse angeordnet sein.Preferably, the flat cable is a coil spring or a winding band, which or which comprises a plurality of electrical lines, which are in particular designed as a flat conductor and electrically isolated from each other. The clock spring may also be arranged in a winding housing.

Die kabelseitigen Kontaktelemente sind vorzugsweise jeweils durch einen Abschnitt – insbesondere einen Endabschnitt – einer elektrischen Leitung, insbesondere eines Flachleiters, gebildet. Jedes kabelseitige Kontaktelement ist somit bevorzugt in Form eines Abschnitts einer elektrischen Leitung, insbesondere eines Flachleiters, ausgebildet, so dass dieser flache Abschnitt der elektrischen Leitung mit dem zugeordneten leiterplattenseitigen Kontaktelement in elektrische Verbindung gebracht wird.The cable-side contact elements are preferably each formed by a section - in particular an end section - an electrical line, in particular a flat conductor. Each cable-side contact element is thus preferably in the form of a portion of an electrical line, in particular a flat conductor, formed so that this flat portion of the electrical line is brought into electrical connection with the associated printed circuit board-side contact element.

Die bewegliche Komponente des Kraftfahrzeugs ist bevorzugt ein Lenkrad, in welches zumindest eine Einrichtung integriert ist, welche über das Flachkabel elektrische Signale empfängt und/oder an die Leiterplatte übermittelt.The movable component of the motor vehicle is preferably a steering wheel, in which at least one device is integrated, which receives electrical signals via the flat cable and / or transmitted to the printed circuit board.

Bevorzugt weisen die leiterplattenseitigen Kontaktelemente jeweils einen federnden Kontaktabschnitt auf, der mit dem zugeordneten kabelseitigen Kontaktelement in federnde Anlage bringbar ist. Somit kann eine besonders zuverlässige und betriebssichere elektrische Verbindung zwischen den beiderseitigen Kontaktelementen geschaffen werden, weil mittels des federnden Kontaktabschnitts eine Federkraft auf das zugeordnete kabelseitige Kontaktelement aufgebracht wird.Preferably, the circuit board-side contact elements each have a resilient contact portion, which can be brought into resilient engagement with the associated cable-side contact element. Thus, a particularly reliable and reliable electrical connection between the mutual contact elements can be created because a spring force is applied to the associated cable-side contact element by means of the resilient contact portion.

Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung ein mit dem Flachkabel verbundenes eigensteifes Stützelement aufweist, welches an der Leiterplatte mechanisch befestigt werden kann und mittels welchem die kabelseitigen Kontaktelemente mit den leiterplattenseitigen Kontaktelementen in einer die elektrische Verbindung bewirkenden Stützanlage zu halten sind. Das Stützelement wird demnach mit der Leiterplatte mechanisch verbunden und drückt somit die kabelseitigen Kontaktelemente gegen die zugeordneten leiterplattenseitigen Kontaktelemente, insbesondere die federnden Abschnitte der leiterplattenseitigen Kontaktelemente, so dass insgesamt eine sehr stabile und rutschfeste elektrische Verbindung geschaffen werden kann. Das Stützelement versteift in dieser Ausführungsform einen Endbereich des biegbaren Flachkabels und somit die dort befindlichen kabelseitigen Kontaktelemente, so dass diese in stabiler Stützanlage mit den jeweiligen leiterplattenseitigen Kontaktelementen gehalten werden können.It proves to be particularly advantageous if the device has a connected to the flat cable intrinsically rigid support member which can be mechanically fixed to the circuit board and by means of which the cable-side contact elements with the circuit board side contact elements in an electrical connection causing supporting system are to be held. The support element is thus mechanically connected to the printed circuit board and thus pushes the cable-side contact elements against the associated printed circuit board side contact elements, in particular the resilient portions of the printed circuit board side contact elements, so that overall a very stable and non-slip electrical connection can be created. The support member stiffened in this embodiment, an end portion of the flexible flat cable and thus the cable-side contact elements located there, so that they can be kept in stable support system with the respective circuit board side contact elements.

Das Stützelement hat auch den Vorteil, dass auf einen aufwendigen, separaten Stecker verzichtet werden kann, der im Stand der Technik eingesetzt und mit den einzelnen kabelseitigen Kontaktelementen verschweißt wird. Somit kann insgesamt eine kostenreduzierte und bauteilreduzierte Vorrichtung geschaffen und die Anzahl der elektrischen Schnittstellen reduziert werden.The support member also has the advantage that it can dispense with a complex, separate plug, which is used in the prior art and welded to the individual cable-side contact elements. Thus, a total of a cost-reduced and component-reduced device can be created and the number of electrical interfaces can be reduced.

Bevorzugt ist das Stützelement als Rahmen mit einer durchgängigen Aussparung für das Flachkabel ausgebildet. In dieser Aussparung kann eine Führung für das Flachkabel bereitgestellt sein, in welche das Flachkabel eingeführt und somit durch das Stützelement rutschfest gehalten ist. Im Vergleich zum Stand der Technik entfällt somit der Schweißprozess des Kabels mit einem speziellen Stecker, was zusätzlich noch den Aufwand bei der Montage der Vorrichtung reduziert.Preferably, the support element is designed as a frame with a continuous recess for the flat cable. In this recess may be provided a guide for the flat cable, in which the flat cable is inserted and thus held non-slip by the support member. Compared to the prior art thus eliminates the welding process of the cable with a special connector, which additionally reduces the effort during assembly of the device.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Flachkabel in einem Wickelgehäuse angeordnet ist und das Stützelement als Teil des Wickelgehäuses bzw. einstückig und somit integral mit dem Wickelgehäuse ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die Anzahl der benötigten Komponenten auf ein Minimum reduziert.In one embodiment, it is provided that the flat cable is arranged in a winding housing and the support element is formed as part of the winding housing or in one piece and thus integrally with the winding housing. In this way, the number of required components is reduced to a minimum.

Um eine betriebssichere mechanische Verbindung zwischen dem Stützelement und der Leiterplatte zu ermöglichen, kann das Stützelement zumindest einen Stift und/oder einen Rasthaken aufweisen, der zur Befestigung des Stützelements auf der Leiterplatte in eine korrespondierende Aussparung der Leiterplatte aufgenommen werden kann. Das Verbinden des Stützelements mit der Leiterplatte erfolgt somit durch Einstecken des Stifts und/oder Rasthakens in die korrespondierende Aussparung der Leiterplatte. Diese Aussparung kann auch eine Durchgangsöffnung sein.In order to enable a reliable mechanical connection between the support member and the circuit board, the support member may comprise at least one pin and / or a latching hook, which can be accommodated for mounting the support member on the circuit board in a corresponding recess of the circuit board. The connection of the support member to the circuit board is thus carried out by inserting the pin and / or latching hook in the corresponding recess of the circuit board. This recess may also be a through opening.

Bevorzugt weisen die leiterplattenseitigen Kontaktelemente jeweils einen Kontaktabschnitt, insbesondere den federnden Kontaktabschnitt, auf, der mit dem zugeordneten kabelseitigen Kontaktelement in Anlage gebracht wird. Die Kontaktabschnitte der leiterplattenseitigen Kontaktelemente sind bevorzugt unter einem Winkel größer 0° zu der Oberfläche der ebenen Leiterplatte angeordnet. Somit wird eine Anordnung des Flachkabels in einem Winkel größer 0°, insbesondere in einem rechten Winkel, zur Leiterplatte ermöglicht.Preferably, the circuit board-side contact elements each have a contact portion, in particular the resilient contact portion, which is brought into abutment with the associated cable-side contact element. The contact portions of the printed circuit board-side contact elements are preferably arranged at an angle greater than 0 ° to the surface of the planar printed circuit board. Thus, an arrangement of the flat cable at an angle greater than 0 °, especially at a right angle to the circuit board allows.

Es kann auch vorgesehen sein, dass das Flachkabel beidseitig jeweils mit einer Vielzahl von kabelseitigen Kontaktelementen versehen ist und auf der Oberfläche der Leiterplatte zwei Reihen von leiterplattenseitigen Kontaktelementen angebracht sind, so dass ein die kabelseitigen Kontaktelemente aufweisender Endbereich des Flachkabels zwischen die zwei Reihen einführbar ist. Somit kann unter Beibehaltung der Breite des Flachkabels die Anzahl von Kontaktelementen und somit von separaten elektrischen Leitungen verdoppelt werden, weil beide Seiten des Flachkabels genutzt werden.It can also be provided that the flat cable is provided on both sides with a plurality of cable-side contact elements and on the surface of the circuit board two rows of printed circuit board-side contact elements are mounted so that a cable-side contact elements exhibiting end portion of the flat cable between the two rows can be inserted. Thus, while maintaining the width of the flat cable, the number of contact elements and thus of separate electrical lines can be doubled because both sides of the flat cable are used.

Alternativ kann auf jeder Seite des Flachkabels nur jedes zweite kabelseitige Kontaktelement kontaktiert werden.Alternatively, only every second cable-side contact element can be contacted on each side of the flat cable.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer beweglichen Komponente, insbesondere einem Lenkrad, sowie mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.The invention further relates to a motor vehicle with a movable component, in particular a steering wheel, and with a device according to the invention.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Herstellen einer Vorrichtung zum Übertragen von elektrischen Signalen an und/oder von einer beweglichen Komponente eines Kraftfahrzeugs, durch Bereitstellen eines Flachkabels mit einer Vielzahl von kabelseitigen elektrischen Kontaktelementen sowie Bereitstellen einer Leiterplatte mit einer Vielzahl von leiterplattenseitigen elektrischen Kontaktelementen, welche mit den kabelseitigen Kontaktelementen elektrisch kontaktiert werden, wobei die leiterplattenseitigen Kontaktelemente als oberflächenmontierte Kontaktelemente (SMD) auf der Oberfläche der Leiterplatte angebracht, insbesondere auf die Oberfläche gelötet, werden.An inventive method is used to produce a device for transmitting electrical signals to and / or from a movable component of a motor vehicle, by providing a flat cable with a plurality of cable-side electrical contact elements and providing a printed circuit board with a plurality of printed circuit board-side electrical contact elements, which with the cable-side contact elements are electrically contacted, wherein the circuit board-side contact elements mounted as surface-mounted contact elements (SMD) on the surface of the circuit board, in particular soldered to the surface, are.

Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile geltend entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sowie für das erfindungsgemäße Verfahren.The preferred embodiments presented with reference to the device according to the invention and their advantages apply correspondingly to the motor vehicle according to the invention and to the method according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. All the features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be described with reference to a preferred embodiment and with reference to the accompanying drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 in schematischer und perspektivischer Darstellung eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 a schematic and perspective view of a device according to an embodiment of the invention;

2 in vergrößerter Darstellung einen Verbindungsbereich der Vorrichtung gemäß 1; 2 in an enlarged view a connection region of the device according to 1 ;

3 in schematischer und perspektivischer Darstellung eine Leiterplatte mit daran angebrachten Kontaktelementen; 3 in a schematic and perspective view of a circuit board with contact elements attached thereto;

4 in schematischer und perspektivischer Darstellung einen Endbereich eines Flachkabels mit einem eigensteifen Stützelement, welches mit der Leiterplatte mechanisch verbunden wird; 4 in a schematic and perspective view of an end portion of a flat cable with a self-rigid support member which is mechanically connected to the circuit board;

5 in schematischer und perspektivischer Darstellung eine obere Seite des Stützelements, welche von der Leiterplatte abgewandt ist; und 5 in a schematic and perspective view of an upper side of the support member, which faces away from the circuit board; and

6 in schematischer Darstellung eine Seiten- bzw. Schnittansicht durch die Vorrichtung. 6 in a schematic representation of a side or sectional view through the device.

Eine in 1 dargestellte Vorrichtung 1 ist zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, vorgesehen und dient zur Übertragung von elektrischen Signalen zwischen Einrichtungen, die in das Lenkrad integriert sind, und beispielsweise einem Steuergerät, das an einem ortsfesten Bauteil des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die Vorrichtung 1 umfasst ein als Wickelfeder ausgebildetes Flachkabel 2, welches in an sich bekannter Weise in Form eines federnden und flachen Wickelbandes ausgeführt ist und in einem Wickelgehäuse (nicht dargestellt) untergebracht werden kann. Über das Flachkabel 2 werden die elektrischen Signale an lenkradseitige Komponenten übertragen. Das Flachkabel 2 beinhaltet mehrere separate elektrische Leitungen, welche elektrisch voneinander isoliert sind. Diese flachen Leitungen sind in das Flachkabel 2 in bekannter Weise integriert.An in 1 illustrated device 1 is intended for use in a motor vehicle, in particular a passenger car, and serves for the transmission of electrical signals between devices which are integrated in the steering wheel, and for example a control device which is arranged on a stationary component of the motor vehicle. The device 1 comprises a flat cable designed as a clock spring 2 which is designed in a manner known per se in the form of a resilient and flat winding tape and in a winding housing (not shown) can be accommodated. About the flat cable 2 The electrical signals are transmitted to steering wheel-side components. The flat cable 2 includes several separate electrical leads which are electrically isolated from each other. These flat wires are in the flat cable 2 integrated in a known manner.

Am Ende der genannten Leitungen sind kabelseitige Kontaktelemente 3 ausgebildet, die an einem freien Ende 4 des Flachkabels 2 angeordnet sind. Diese kabelseitigen Kontaktelemente 3 stellen also flache metallische Flächen dar, welche in Breitenrichtung des Flachkabels 2 nebeneinander und beabstandet zueinander verteilt angeordnet sind. Um diese kabelseitigen Kontaktelemente 3 mit elektronischen Komponenten elektrisch zu verbinden, sind auf einer Oberfläche 5 einer Leiterplatte 6 eine Vielzahl von leiterplattenseitigen Kontaktelementen 7 bereitgestellt, welche jeweils ein kabelseitiges Kontaktelement 3 kontaktieren.At the end of said lines are cable-side contact elements 3 trained at a free end 4 of the flat cable 2 are arranged. These cable-side contact elements 3 So represent flat metallic surfaces, which in the width direction of the flat cable 2 arranged side by side and spaced from each other. To these cable-side contact elements 3 To electrically connect with electronic components are on a surface 5 a circuit board 6 a plurality of printed circuit board-side contact elements 7 provided, which each have a cable-side contact element 3 to contact.

Bezug nehmend auf 3 sind die leiterplattenseitigen Kontaktelemente 7 als metallische SMD-Kontakte ausgebildet, welche auf die Oberfläche 5 der Leiterplatte 6 gelötet sind, wobei die zugeordneten Leiterbahnen hier nicht dargestellt sind. Dies bedeutet, dass die leiterplattenseitigen Kontaktelemente 7 ausschließlich oberflächenmontiert werden und somit nicht durch die Leiterplatte 6 hindurch gesteckt werden müssen. Diese Kontaktelemente 7 werden in einem Fertigungsschritt mit den anderen SMD-Bauelementen auf die Leiterplatte 6 gelötet.Referring to 3 are the printed circuit board-side contact elements 7 as metallic SMD Contacts formed on the surface 5 the circuit board 6 are soldered, the associated conductor tracks are not shown here. This means that the printed circuit board-side contact elements 7 are only surface mounted and thus not by the circuit board 6 have to be put through. These contact elements 7 be in one production step with the other SMD components on the circuit board 6 soldered.

Jedes Kontaktelement 7 ist einstückig ausgebildet und weist einen streifenförmigen Befestigungsbereich bzw. Befestigungsabschnitt 8 sowie einen Kontaktabschnitt 9 auf. Die Befestigungsabschnitte 8 liegen direkt auf der Oberfläche 5 der Leiterplatte 6 auf und sind mit korrespondierenden Metallisierungsflächen auf der Leiterplatte 6 verlötet, während die Kontaktabschnitte 9 von der Leiterplatte 6 abstehen und sich somit unter einem Winkel zur Oberfläche 5 erstrecken. Diese Kontaktabschnitte 9 sind außerdem bogenförmig und somit federnd ausgeführt und weisen jeweils eine Anlagefläche 10 auf, welche in federnde Anlage mit dem korrespondierenden kabelseitigen Kontaktelement 3 gebracht werden kann.Each contact element 7 is formed in one piece and has a strip-shaped attachment area or attachment portion 8th and a contact section 9 on. The attachment sections 8th lie directly on the surface 5 the circuit board 6 on and are with corresponding Metallisierungsflächen on the circuit board 6 soldered while the contact sections 9 from the circuit board 6 stand out and thus at an angle to the surface 5 extend. These contact sections 9 are also arcuate and thus resilient and each have a contact surface 10 on, which in resilient contact with the corresponding cable-side contact element 3 can be brought.

Um eine zuverlässige elektrische Kontaktierung und eine betriebssichere Anlage zwischen den leiterplattenseitigen Kontaktelementen 7 und den kabelseitigen Kontaktelementen 3 zu ermöglichen, wird ein eigensteifes, beispielsweise aus Kunststoff gebildetes Stützelement 11 eingesetzt, welches mit der Leiterplatte 6 mechanisch verbunden wird. Zu diesem Zwecke sind in der Leiterplatte 6 Aussparungen 12 ausgebildet, welche als Durchgangsöffnungen bereitgestellt sind. In diese Aussparungen 12 können korrespondierende Stifte 13 eingesteckt werden, welche an dem Stützelement 11 ausgebildet sind.To a reliable electrical contact and a reliable system between the board-side contact elements 7 and the cable-side contact elements 3 to allow, is an intrinsically stiff, for example made of plastic support member 11 used, which with the circuit board 6 is mechanically connected. For this purpose are in the circuit board 6 recesses 12 formed, which are provided as passage openings. In these recesses 12 can be corresponding pins 13 are inserted, which on the support element 11 are formed.

Das einstückige Stützelement 11 ist zusammen mit dem Flachkabel 2 in 4 dargestellt. Wie aus 4 hervorgeht, ist das Stützelement 11 in Form eines Rahmens bereitgestellt, welcher zum Versteifen des freien Endes 4 des Flachkabels 2 und somit der kabelseitigen Kontaktelemente 3 dient. Es weist eine durchgängige Aussparung 14 auf, in welche das freie Ende 4 bzw. der Endbereich des Flachkabels 2 eingeführt ist. Innerhalb der Aussparung 14 ist eine Führung 15 (siehe 5) für das Flachkabel 2 bereitgestellt, welche zum Halten bzw. zur Lagerung des Flachkabels 2 ausgebildet ist.The one-piece support element 11 is together with the flat cable 2 in 4 shown. How out 4 shows, is the support element 11 provided in the form of a frame, which for stiffening the free end 4 of the flat cable 2 and thus the cable-side contact elements 3 serves. It has a continuous recess 14 on, in which the free end 4 or the end region of the flat cable 2 is introduced. Inside the recess 14 is a guide 15 (please refer 5 ) for the flat cable 2 provided, which for holding or storage of the flat cable 2 is trained.

Werden nun die in 4 gezeigten Stifte 13 in die korrespondierenden Aussparungen 12 gemäß 3 eingesteckt, so liegt die Stirnseite des freien Endes 4 des Flachkabels 2 auf der Oberfläche 5 der Leiterplatte 6 derart auf, dass sich der Endbereich des Flachkabels 2 unter einem rechten Winkel zur Leiterplatte 6 erstreckt. Somit erstrecken sich auch die kabelseitigen Kontaktelemente 3 senkrecht zur Leiterplatte 6 und werden seitlich mittels der leiterplattenseitigen Kontaktelemente 7 kontaktiert. Das Stützelement 11 und die Auslegung der Stifte 13 bzw. der Aussparungen 12 sorgen dafür, dass die kabelseitigen Kontaktelemente 3 in federnde Stützanlage mit den korrespondierenden Kontaktabschnitten 9 bzw. Anlageflächen 10 der leiterplattenseitigen Kontaktelemente 7 gebracht werden, so dass insgesamt eine elektrische Verbindung entsteht. Aufgrund der Federkraft der Kontaktabschnitte 9 entsteht ein gegenseitiger Druck bzw. eine Vorspannung zwischen den Kontaktabschnitten 9 einerseits und den kabelseitigen Kontaktelementen 3 andererseits. Dies sorgt für eine zuverlässige elektrische Verbindung.Will now be in 4 shown pins 13 in the corresponding recesses 12 according to 3 plugged in, so is the front of the free end 4 of the flat cable 2 on the surface 5 the circuit board 6 such that the end region of the flat cable 2 at a right angle to the circuit board 6 extends. Thus, the cable-side contact elements extend 3 perpendicular to the PCB 6 and are laterally by means of the printed circuit board-side contact elements 7 contacted. The support element 11 and the design of the pins 13 or the recesses 12 ensure that the cable-side contact elements 3 in resilient support system with the corresponding contact sections 9 or contact surfaces 10 the circuit board side contact elements 7 be brought, so that an overall electrical connection is created. Due to the spring force of the contact sections 9 creates a mutual pressure or a bias between the contact sections 9 on the one hand and the cable-side contact elements 3 on the other hand. This ensures a reliable electrical connection.

Die gegenseitige Stützanlage zwischen den federnden und bogenförmigen Kontaktabschnitten 9 einerseits und den kabelseitigen Kontaktelementen 3 andererseits ist des Weiteren in 6 anhand einer partiellen Schnittdarstellung und Seitenansicht gezeigt. Um die Stabilität dieser Stützanlage zu erhöhen, kann vorgesehen sein, dass auf der von den leiterplattenseitigen Kontaktelementen 7 abgewandten Rückseite des Flachkabels 2 das Stützelement 11 eine sich über die gesamte Breite des Flachkabels 2 erstreckende Wandung aufweist, an welcher das Flachkabel 2 abgestützt werden kann. Alternativ kann jedoch vorgesehen sein, dass an beiden Seiten des Flachkabels 2 jeweils eine Vielzahl von Kontaktelementen 3 vorgesehen sind, welche jeweils einer separaten elektrischen Leitung zugeordnet sind. Neben der in 3 dargestellten Reihe von leiterplattenseitigen Kontaktelementen 7 kann dann parallel dazu eine zweite solche Reihe von Kontaktelementen 7 vorgesehen sein, welche spiegelsymmetrisch zu den in 3 dargestellten Kontaktelementen 7 angeordnet sind. Das Flachkabel 2 bzw. sein freies Ende 4 kann dann zwischen die beiden Reihen von Kontaktelementen 7 eingesteckt werden.The mutual support system between the resilient and arcuate contact sections 9 on the one hand and the cable-side contact elements 3 on the other hand, further in 6 shown by a partial sectional view and side view. To increase the stability of this support system, it can be provided that on the of the circuit board side contact elements 7 remote rear side of the flat cable 2 the support element 11 extending over the entire width of the flat cable 2 having extending wall, on which the flat cable 2 can be supported. Alternatively, however, it may be provided that on both sides of the flat cable 2 in each case a plurality of contact elements 3 are provided, which are each assigned to a separate electrical line. In addition to the in 3 shown series of printed circuit board-side contact elements 7 can then parallel to a second such series of contact elements 7 be provided, which mirror symmetry to the in 3 illustrated contact elements 7 are arranged. The flat cable 2 or his free end 4 can then between the two rows of contact elements 7 be plugged in.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5561266 A [0003] US 5561266 A [0003]

Claims (10)

Vorrichtung (1) zum Übertragen von elektrischen Signalen an und/oder von einer beweglichen Komponente eines Kraftfahrzeugs, mit einem Flachkabel (2), welches eine Vielzahl von kabelseitigen elektrischen Kontaktelementen (3) aufweist, und mit einer Leiterplatte (6), welche eine Vielzahl von leiterplattenseitigen elektrischen Kontaktelementen (7) aufweist, welche mit den kabelseitigen Kontaktelementen (3) elektrisch kontaktierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die leiterplattenseitigen Kontaktelemente (7) als oberflächenmontierte Kontaktelemente ausgebildet sind, welche auf einer Oberfläche (5) der Leiterplatte (6) angebracht sind.Contraption ( 1 ) for transmitting electrical signals to and / or from a mobile component of a motor vehicle, with a flat cable ( 2 ), which has a multiplicity of cable-side electrical contact elements ( 3 ), and with a printed circuit board ( 6 ), which a plurality of printed circuit board-side electrical contact elements ( 7 ), which with the cable-side contact elements ( 3 ) are electrically contactable, characterized in that the circuit board-side contact elements ( 7 ) are formed as surface-mounted contact elements, which on a surface ( 5 ) of the printed circuit board ( 6 ) are mounted. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die leiterplattenseitigen Kontaktelemente (7) jeweils einen federnden Kontaktabschnitt (9) aufweisen, der mit dem zugeordneten kabelseitigen Kontaktelement (3) in federnde Anlage bringbar ist.Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the printed circuit board-side contact elements ( 7 ) each have a resilient contact section ( 9 ) associated with the associated cable-side contact element ( 3 ) can be brought into resilient system. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein mit dem Flachkabel (2) verbundenes eigensteifes Stützelement (11) aufweist, welches an der Leiterplatte (6) befestigbar ist und mittels welchem die kabelseitigen Kontaktelemente (3) mit den leiterplattenseitigen Kontaktelementen (7) in einer die elektrische Verbindung bewirkenden Stützanlage zu halten sind.Contraption ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the device ( 1 ) with the flat cable ( 2 ) connected inherently rigid support element ( 11 ), which on the circuit board ( 6 ) is fastened and by means of which the cable-side contact elements ( 3 ) with the printed circuit board-side contact elements ( 7 ) are to be kept in a support system causing the electrical connection. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (11) als Rahmen mit einer durchgängigen Aussparung (14) für das Flachkabel (2) ausgebildet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the supporting element ( 11 ) as a frame with a continuous recess ( 14 ) for the flat cable ( 2 ) is trained. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachkabel (2) in einem Wickelgehäuse angeordnet ist und das Stützelement (11) als Teil des Wickelgehäuses ausgebildet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the flat cable ( 2 ) is arranged in a winding housing and the support element ( 11 ) is formed as part of the winding housing. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (11) zumindest einen Stift (13) und/oder einen Rasthaken aufweist, der zur Befestigung des Stützelements (11) an der Leiterplatte (6) in eine korrespondierende Aussparung (12) der Leiterplatte (6) aufnehmbar ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 3 to 5, characterized in that the support element ( 11 ) at least one pen ( 13 ) and / or has a latching hook, which for fastening the support element ( 11 ) on the printed circuit board ( 6 ) in a corresponding recess ( 12 ) of the printed circuit board ( 6 ) is receivable. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die leiterplattenseitigen Kontaktelemente (7) jeweils einen Kontaktabschnitt (9) aufweisen, der mit dem zugeordneten kabelseitigen Kontaktelement (3) in Anlage bringbar ist, wobei die Kontaktabschnitte (9) der leiterplattenseitigen Kontaktelemente (7) unter einem Winkel größer 0° zu der Oberfläche (5) der Leiterplatte (6) angeordnet sind.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board-side contact elements ( 7 ) each have a contact section ( 9 ) associated with the associated cable-side contact element ( 3 ), the contact sections ( 9 ) of the printed circuit board-side contact elements ( 7 ) at an angle greater than 0 ° to the surface ( 5 ) of the printed circuit board ( 6 ) are arranged. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachkabel (2) beidseitig jeweils mit einer Vielzahl von kabelseitigen Kontaktelementen (3) versehen ist und auf der Oberfläche (5) der Leiterplatte (6) zwei Reihen von leiterplattenseitigen Kontaktelementen (7) angebracht sind, sodass ein die kabelseitigen Kontaktelemente (3) aufweisender Endbereich (4) des Flachkabels (2) zwischen die zwei Reihen einführbar ist.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the flat cable ( 2 ) on both sides each with a plurality of cable-side contact elements ( 3 ) and on the surface ( 5 ) of the printed circuit board ( 6 ) two rows of printed circuit board-side contact elements ( 7 ) are mounted so that the cable-side contact elements ( 3 ) end region ( 4 ) of the flat cable ( 2 ) is insertable between the two rows. Kraftfahrzeug mit einer beweglichen Komponente, insbesondere einem Lenkrad, und mit einer Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle with a movable component, in particular a steering wheel, and with a device ( 1 ) according to any one of the preceding claims. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung (1) zum Übertragen von elektrischen Signalen an und/oder von einer beweglichen Komponente eines Kraftfahrzeugs, durch Bereitstellen eines Flachkabels (2) mit einer Vielzahl von kabelseitigen elektrischen Kontaktelementen (3), und Bereitstellen einer Leiterplatte (6) mit einer Vielzahl von leiterplattenseitigen elektrischen Kontaktelementen (7), welche mit den kabelseitigen Kontaktelementen (3) elektrisch kontaktiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die leiterplattenseitigen Kontaktelemente (7) als oberflächenmontierte Kontaktelemente auf einer Oberfläche (5) der Leiterplatte (6) angebracht, insbesondere auf die Oberfläche (5) gelötet, werden.Method for producing a device ( 1 ) for transmitting electrical signals to and / or from a mobile component of a motor vehicle, by providing a flat cable ( 2 ) with a plurality of cable-side electrical contact elements ( 3 ), and providing a printed circuit board ( 6 ) with a plurality of printed circuit board-side electrical contact elements ( 7 ), which with the cable-side contact elements ( 3 ) are electrically contacted, characterized in that the circuit board side contact elements ( 7 ) as surface-mounted contact elements on a surface ( 5 ) of the printed circuit board ( 6 ), in particular on the surface ( 5 ) are soldered.
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