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Die Erfindung betrifft einen Folienleiter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Folienleiter.
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Aus der
EP 2 413 673 B1 ist bereits ein Leitungssystem mit einem flexiblen Substrat und mindestens einem Leiterpaar, welches auf dem Substrat angeordnet ist, bekannt. Jeweilige Bahnen des Leiterpaars sind derart angeordnet, dass sich diese an mehreren Kreuzungspunkten kreuzen, wobei die Leiter der Leiterpaare auf derselben Seite des Substrats angeordnet sind. Die Leiter eines Leiterpaars können auf dem Substrat in unterschiedlichen Lagen übereinander angeordnet sein, sodass die Pfade in unterschiedlichen Ebenen liegen. Die Muster der einzelnen Leiter können derart gestaltet sein, dass mehrere Eingangs- beziehungsweise Ausgangspunkte für eine Anbindung an die jeweiligen Leiterpaare bereitgestellt sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Folienleiter sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Folienleiter zu schaffen, welche eine besonders einfache elektrische Kontaktierung von Leitungselementen der Folienleiter ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Folienleiter mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Folienleiter, mit mehreren in einer Stapelrichtung gestapelten Folienelementen. Diese Folienelemente liegen insbesondere flächig aneinander an. Der Folienleiter umfasst darüber hinaus wenigstens zwei jeweils auf einem unterschiedlichen Folienelement angeordnete Leitungselemente, welche in Stapelrichtung zumindest bereichsweise übereinander angeordnet sind und welche von wenigstens einem Folienelement entlang der Stapelrichtung nach außen überdeckt sind. Die Leitungselemente können insbesondere zumindest bereichsweise parallel zueinander und übereinander verlaufen. Der Folienleiter umfasst darüber hinaus wenigstens einen Kontaktierungsbereich der jeweiligen Leitungselemente, über welchen eine elektrische Verbindung mit den jeweiligen Leitungselementen herstellbar ist. In den Kontaktierungsbereichen sind somit die jeweiligen Leitungselemente elektrisch kontaktierbar, wodurch eine elektrische Schnittstelle des Folienleiters zu einer weiteren elektrischen Komponente bereitgestellt werden kann. Um ein besonders einfaches elektrisches Kontaktieren des Folienleiters mit der weiteren elektrischen Komponente zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jeweilige die Leitungselemente nach außen überdeckende Folienelemente jeweils eine dem jeweiligen Kontaktierungsbereich zugeordnete Öffnung aufweisen, durch welche hindurch der Kontaktierungsbereich in Stapelrichtung von außen zugänglich ist. Die Öffnungen stellen somit einen Durchgang bereit, durch welchen hindurch von außerhalb des Folienleiters ein elektrischer Kontakt in den Folienleiter einführbar ist, um den elektrischen Kontakt mit dem jeweiligen Kontaktierungsbereich zu kontaktieren, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der den elektrischen Kontakt aufweisenden weiteren Komponente und dem jeweiligen Leitungselement herstellbar ist. Die jeweiligen dem Kontaktierungsbereich zugeordneten Öffnungen und die äußere Zugänglichkeit der Kontaktierungsbereiche ermöglicht eine Kontaktierung der in Stapelrichtung übereinander angeordneten Leitungselemente von derselben Seite des Folienleiters. Beispielsweise können sämtliche Leitungselemente des Folienleiters von einer Oberseite des Folienleiters her kontaktiert werden. Hierdurch kann die weitere Komponente besonders einfach und unkompliziert mit den Leitungselementen des Folienleiters elektrisch kontaktiert werden. Mittels des beschriebenen Folienleiters ist eine Hochfrequenz-Datenübertragung möglich.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Leitungselemente sich von einer ersten Kante des Folienleiters bis zu einer zweiten Kante des Folienleiters erstrecken und an den jeweiligen Kanten in die Umgebung münden. Die jeweiligen Kanten stellen somit ein jeweiliges Ende der Leitungselemente bereit. Dabei können die Leitungselemente insbesondere als längliche elektrische Leitungen ausgebildet sein. Hierbei sind die Leitungselemente an ihren jeweiligen Enden in eine Umgebung des Folienleiters mündend angeordnet. Durch Anordnung der ersten Kante des Folienleiters an einem ersten Kraftfahrzeugbauteil und der zweiten Kante des Folienleiters an einem zweiten Kraftfahrzeugbauteil können das erste Kraftfahrzeugbauteil und das zweite Kraftfahrzeugbauteil über die Leitungselemente elektrisch miteinander verbunden werden. Hierbei kann das erste Kraftfahrzeugbauteil über das der ersten Kante zugewandte offene Ende des Leitungselements elektrisch kontaktiert sein. Das zweite Kraftfahrzeugbauteil kann mit dem zu der zweiten Kante hin offenen Leitungselement elektrisch kontaktiert sein. Hierdurch kann beispielsweise eine Signalübertragung zwischen dem ersten Kraftfahrzeugbauteil und dem zweiten Kraftfahrzeugbauteil ermöglicht werden. Über den wenigstens einen Kontaktierungsbereich kann eine weitere Komponente elektrisch mit dem ersten Kraftfahrzeugbauteil und/oder dem zweiten Kraftfahrzeugbauteil verbunden werden. Der wenigstens eine Kontaktierungsbereich ist insbesondere beabstandet von der ersten Kante und der zweiten Kante des Folienleiters angeordnet und somit beabstandet von den jeweiligen Enden der Leitungselemente positioniert. Hierdurch kann über den wenigstens einen Kontaktierungsbereich eine zusätzliche Kontaktierungsmöglichkeit für das jeweilige Leitungselement zusätzlich zu den offenen Enden des Leitungselements bereitgestellt werden. Hierdurch können mittels des Folienleiters besonders einfach, komplizierte Verschaltungen von Kraftfahrzeugbauteilen beziehungsweise elektrischen Komponenten bereitgestellt werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens zwei der Leitungselemente entlang ihrer gesamten Längserstreckungsrichtung in der Stapelrichtung in Überdeckung zueinander angeordnet sind. Das bedeutet, dass sich die Leitungselemente entlang ihrer gesamten Längserstreckungsrichtung überdecken und somit in Stapelrichtung übereinander angeordnet sind. Hierdurch kann der Folienleiter besonders kompakt ausgebildet werden. Darüber hinaus kann eine besonders homogene Leitungsimpedanz, bei welcher es sich um einen Leitungswellenwiderstand handelt, erreicht werden. Überdies kann eine besonders vorteilhafte elektromagnetische Verträglichkeit erzielt werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn mindestens ein Kontaktierungsbereich als entlang einer Längserstreckungsrichtung der Leitungselemente seitliche Ausbuchtung in der Ebene des jeweiligen zugeordneten Folienelements ausgebildet ist. Der Kontaktierungsbereich wird somit in einer sich parallel zu einer Erstreckungsebene des an dem Leitungselement anliegenden Folienelements erstreckenden Ebene des jeweiligen den Kontaktierungsbereich aufweisenden Leitungselements durch die seitliche Ausbuchtung des Leitungselements bereitgestellt. Hierbei verläuft die seitliche Richtung, in welcher die Ausbuchtung relativ zur Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Leitungselements seitlich absteht, schräg, insbesondere senkrecht, zur Längserstreckungsrichtung sowie schräg, insbesondere senkrecht, zur Stapelrichtung. Das Ausgestalten des wenigstens einen Kontaktierungsbereichs als seitliche Ausbuchtung relativ zur Längserstreckungsrichtung des zugeordneten Leitungselements ermöglicht ein seitliches Vorbeiführen des Kontakts an einem das die seitliche Ausbuchtung aufweisenden Leitungselement in Stapelrichtung überdeckenden Leitungselements. Bei mehreren entlang der Stapelrichtung übereinander angeordneten Leitungselementen verläuft der durch die Öffnungen bereitgestellte Durchgang zu einem in Stapelrichtung untersten Leitungselement seitlich an den das unterste Leitungselement in Stapelrichtung nach außen überdeckenden Leitungselementen vorbei. Hierbei kann ein Verlauf des Durchgangs durch ein Einstellen jeweiliger Querschnitte der Öffnungen sowie Relativpositionen der Öffnungen zueinander und der Öffnungen zu dem zugeordneten Kontaktierungsbereich sowie einer geometrischen Ausgestaltung der seitlichen Ausbuchtung des untersten Leitungselements als Kontaktierungsbereich gewählt werden. Das Bereitstellen des Kontaktierungsbereichs durch die seitliche Ausbuchtung des untersten Leitungselements beziehungsweise eines Leitungselements, welches von wenigstens einem weiteren Leitungselement in Stapelrichtung nach oben überdeckt ist, ermöglicht ein Anordnen des Durchgangs neben dem wenigstens einen das die seitliche Ausbuchtung aufweisenden Leitungselement in Stapelrichtung nach oben überdeckenden Leitungselement. Hierdurch kann erreicht werden, dass sämtliche übereinander in Stapelrichtung gestapelte Leitungselemente von der Oberseite des Folienleiters zugänglich sind. Insbesondere sind sämtliche Durchgänge zur Oberseite des Folienleiters hin offen beziehungsweise öffenbar ausgebildet, um über die Oberseite des Folienleiters die jeweiligen elektrischen Verbindungen über die Durchgänge zu den gestapelten Leitungselementen herstellen zu können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens eines der Folienelemente einen Isolierungsbereich aufweist, mittels welchem die Leitungselemente relativ zueinander und/oder relativ zu einer Umgebung des Folienleiters in einer schräg, insbesondere senkrecht, zur Längserstreckungsrichtung verlaufenden Richtung isoliert sind. Das bedeutet, dass wenigstens eines der Folienelemente einen Isolierungsbereich aufweist sowie auf wenigstens einem der Folienelemente wenigstens ein Leitungselement angeordnet ist. Insbesondere kann ein Folienelement sowohl den wenigstens einen Isolierungsbereich aufweisen, als auch das wenigstens ein Leitungselement tragen. Das jeweilige Leitungselement kann mittels des wenigstens einen Isolierungsbereichs des Folienelements, auf welchem das Leitungselement angeordnet ist, zur Seite hin isoliert werden. Mittels des wenigstens einen Isolierungsbereichs eines Folienelements, welches das Folienelement auf welchem das Leitungselement angeordnet ist in Stapelrichtung nach oben oder unten überdeckt, kann das zugeordnete Leitungselement in Stapelrichtung nach oben oder unten isoliert werden. Insbesondere ist der wenigstens eine Isolierungsbereich dazu eingerichtet, die Leitungselemente elektrisch und/oder thermisch zu isolieren. Mittels des isolierenden Bereichs können die Leitungselemente relativ zueinander oder gemeinsam zu einer Umgebung hin und somit nach außen isoliert werden. Hierdurch kann eine jeweilige Übertragung eines elektrischen Signals in den jeweiligen Leitungselementen besonders unabhängig von äußeren Einflüssen erfolgen.Über ein Einstellen einer jeweiligen Dicke der Isolationsschicht kann eine Impedanzanpassung des Folienleiters erfolgen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn mehrere Leitergruppen aus wenigstens zwei Leitungselementen schräg zur Stapelrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei die Leitungselemente der jeweiligen Leitergruppen an in der Stapelrichtung übereinander angeordneten Folienelementen angeordnet sind. Mit anderen Worten umfasst jede Leitergruppe wenigstens zwei Leitungselemente, welche in der Stapelrichtung übereinander angeordnet sind. Um die mehreren Leitungselemente in der Stapelrichtung übereinander anzuordnen, können diese Leitungselemente auf in Stapelrichtung übereinander angeordneten Folienelementen aufgebracht sein. Die Leitergruppen können in einer Richtung, welche schräg, insbesondere senkrecht, zur Stapelrichtung sowie zur Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Leitungselemente verläuft, nebeneinander angeordnet sein. Die jeweiligen Leitergruppen können relativ zueinander mittels jeweiliger Isolierungsbereiche der Folienelemente isoliert sein. Das nebeneinander Anordnen der Leitergruppen ermöglicht besonders geringe gegenseitige Beeinflussungen der Leitergruppen beispielsweise aufgrund von elektromagnetischer Strahlung.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens eines der Folienelemente einen Schirmungsbereich aufweist, mittels welchem die Leitungselemente relativ zueinander und/oder relativ zu einer Umgebung des Folienleiters in einer schräg, insbesondere senkrecht, zu einer Längserstreckungsrichtung der Leitungselemente verlaufenden Richtung und/oder die jeweiligen Leitergruppen relativ zueinander elektromagnetisch abgeschirmt sind. Die Schirmungsbereiche ermöglichen eine besonders effiziente elektromagnetische Abschirmung der Leitungselemente, wobei über eine jeweilige geometrische Ausgestaltung der Schirmungsbereiche eines jeweiligen Folienelements, beziehungsweise aneinander anliegender Folienelemente, wie die Leitungselemente relativ zueinander abzuschirmen sind. Die elektromagnetische Abschirmung ermöglicht eine besonders effiziente Übertragung elektrischer Signale entlang der Leitungselemente.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn ein äußerstes Folienelement entlang einer Längserstreckungsrichtung der Leitungselemente mehrere Anschlussbereiche aufweist, wobei in jedem Anschlussbereich für jedes Leitungselement eine Öffnung angeordnet ist, durch welche hindurch der der Öffnung zugeordnete Kontaktierungsbereich des jeweiligen Leitungselements elektrisch kontaktierbar ist. Das bedeutet, dass in jedem Anschlussbereich für jedes den Anschlussbereich durchlaufende Leitungselement ein Durchgang vorgesehen ist, über welchen das jeweilige Leitungselement elektrisch kontaktierbar ist. Somit ist in jedem Anschlussbereich für jedes Leitungselement, welches in Stapelrichtung nach außen von wenigstens einem Leitungselement überdeckt ist, ein Kontaktierungsbereich vorgesehen, über welchen das jeweilige Leitungselement in dem Anschlussbereich kontaktierbar ist. Die mehreren Anschlussbereiche entlang der Längserstreckungsrichtung des Folienleiters ermöglichen das Bereitstellen des Folienleiters als Rollenware. Somit kann der Folienleiter je nach Bedarf zugeschnitten werden und die jeweiligen Leitungselemente können in den jeweiligen Anschlussbereichen elektrisch kontaktiert werden. Dies hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Anschlussbereiche in gleichmäßigen Abständen regelmäßig entlang der Längserstreckungsrichtung des Folienleiters beziehungsweise der Leitungselemente angeordnet sind. Hierdurch wird ermöglicht, dass der Folienleiter auf eine beliebige Länge gekürzt werden kann, wodurch die jeweiligen Anschlussbereiche das elektrische Kontaktieren der Leitungselemente ermöglichen.
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Es hat sich in dem Zusammenhang als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn in dem jeweiligen Anschlussbereich die Öffnungen in einer Linie nebeneinander angeordnet sind. Hierbei verläuft die Linie insbesondere in der Ebene des äußersten Folienelements. Hierbei kann diese Linie darüber hinaus schräg, insbesondere senkrecht, zur Längserstreckungsrichtung der Leitungselemente verlaufen. Das in der Linie nebeneinander Anordnen der Öffnungen ermöglicht ein besonders einfaches Herstellen einer elektrischen Verbindung sämtlicher den Anschlussbereich durchlaufender Leitungselemente in einem einzigen Anschlussbereich. Darüber hinaus kann der Folienleiter aufgrund der Anordnung der Öffnungen in einer Linie in dem jeweiligen Anschlussbereich besonders einfach auf eine gewünschte Länge eingestellt, insbesondere gekürzt werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Folienleiter, wie er bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Folienleiter beschrieben worden ist. Mittels des Folienleiters sind elektrische Komponenten in dem Kraftfahrzeug besonders einfach und unkompliziert miteinander verbindbar beziehungsweise verschaltbar. Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Folienleiters sind als Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die 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 in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Schnittansicht eines Folienleiters, welcher mehrere in einer Stapelrichtung aufeinander gestapelte Folienelemente umfasst, mit mehreren nebeneinander angeordneten Leitergruppen, welche jeweils genau zwei übereinander angeordnete Leitungselemente umfassen, wobei jedes der Leitungselemente umfangsseitig von einer Isolierung umgeben ist;
- 2 eine Explosionsdarstellung eines Folienleiters mit drei nebeneinander angeordneten Leitergruppen, welche jeweils genau zwei Leitungselemente umfassen, wobei die jeweiligen untersten Leitungselemente der Leitergruppen mehrere durch seitliche Ausbuchtungen dargestellte Kontaktierungsbereiche aufweisen, welchen jeweilige durch Öffnungen in übereinander angeordneten Folienelementen bereitgestellte Durchgänge zugeordnet sind, durch welche hindurch die Kontaktierungsbereiche zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zugänglich sind;
- 3 eine schematische Schnittansicht des Folienleiters mit den mehreren nebeneinander angeordneten Leitergruppen, wobei die jeweiligen Leitergruppen von einer Schirmung umfangsseitig umgeben sind, mittels welcher die Leitergruppen relativ zueinander und relativ zu einer Umgebung des Folienleiters elektromagnetisch abgeschirmt sind, wobei eine elektromagnetische Abschirmung jeweiliger Leitungselemente in einer Leitergruppe relativ zueinander unterbleibt; und
- 4 eine schematische Explosionsdarstellung des Folienleiters mit drei nebeneinander angeordneten Leitergruppen, deren jeweilige unterste Leitungselemente mehrere durch seitliche Ausbuchtungen dargestellte Kontaktierungsbereiche aufweisen, welche über jeweilige Öffnungen in entlang der Stapelrichtung über den Kontaktierungsbereichen angeordnete Folienelemente zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zugänglich sind, wobei mehrere der Folienelemente wenigstens einen Schirmungsbereich aufweisen, mittels welchen die Leitergruppen relativ zueinander und relativ zu einer Umgebung des Folienleiters elektromagnetisch abschirmbar sind.
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Funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In den 1 und 3 sind jeweilige Folienleiter 1 in einer Schnittdarstellung gezeigt. In den 2 und 4 sind jeweilige Folienleiter 1 explodiert dargestellt. Mittels des Folienleiters 1 sind vorliegend elektrische beziehungsweise elektronische Kraftfahrzeugkomponenten eines Kraftfahrzeugs miteinander elektrisch verbindbar. Hierbei können mittels des Folienleiters 1 insbesondere über elektrische Signale Daten übertragen werden.
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Wie in den Explosionsdarstellungen in 2 und 4 erkannt werden kann, umfasst hierbei der Folienleiter 1 mehrere Folienelemente 2, welche in einer Stapelrichtung 3 aufeinandergestapelt werden beziehungsweise sind. Zum Herstellen des Folienleiters 1 werden somit die Folienelemente 2 in der Stapelrichtung 3 übereinander angeordnet. In den 1 und 3 sind die einzelnen Folienelemente 2 des Folienleiters 1 in Stapelrichtung 3 aufeinandergestapelt, wobei der Übersichtlichkeit halber die einzelnen Folienelemente 2 in den 1 und 3 nicht einzeln dargestellt sind.
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Um mittels des Folienleiters 1 die elektrischen Signale übertragen zu können, ist auf wenigstens einem der Folienelemente 2 ein elektrisches Leitungselement 4 angeordnet. Vorliegend sind auf mehreren Folienelementen 2 jeweils mehrere Leitungselemente 4 angeordnet. Hierbei sind - wie in 1 erkannt werden kann - jeweils zwei Leitungselemente 4 bei der gestapelten Anordnung der Folienelemente 2 in Stapelrichtung 3 übereinander angeordnet. Die übereinander angeordneten Leitungselemente 4 überdecken sich über ihre gesamte Längserstreckungsrichtung. In der Stapelrichtung 3 überdecken sich die übereinander angeordneten Leitungselemente 4 zumindest bereichsweise. Jeweilige übereinander angeordnete Leitungselemente 4 bilden eine Leitergruppe 5. Vorliegend sind, wie im Querschnitt in 1 erkannt werden kann, mehrere Leitergruppen 5 in einer senkrecht zur Stapelrichtung 3 verlaufenden Querrichtung des Folienleiters 1 nebeneinander angeordnet. Eine Leitungsimpedanz und somit ein Wellenwiderstand zwischen den Leitungselementen 4 kann über das Wählen einer Breite a beziehungsweise einer Dicke b des jeweiligen Leitungselements 4 beziehungsweise eines Abstands d zwischen jeweiligen Leitungselementen 4, insbesondere übereinander angeordneten Leitungselementen 4, eingestellt werden. Vorliegend weisen die Leitungselemente 4 einen rechteckigen Querschnitt auf und sind länglich ausgebildet. Hierbei erstrecken sich die jeweiligen Leitungselemente 4 von einer ersten Kante 6 bis zu einer zweiten Kante 7 des jeweiligen Folienelements 2, auf welchem diejenigen Leitungselemente 4 angeordnet sind. Vorliegend sind die Leitungselemente 4 zu den jeweiligen Kanten 6, 7 hin offen ausgebildet, wodurch über die jeweiligen Kanten 6, 7 eine elektrische Verbindung mit den Leitungselementen 4 hergestellt werden kann. Um zusätzliche Anbindungsmöglichkeiten zu den offenen Enden der Leitungselemente 4 für die Leitungselemente 4 bereitstellen zu können, ist es vorgesehen, dass ein in Stapelrichtung 3 oberstes Folienelement 2 wenigstens einen Anschlussbereich 8 aufweist, in welchem für jedes Leitungselement 4 des Folienleiters 1 eine Öffnung 9 vorgesehen ist. Die Öffnungen 9 können in direkter Überdeckung mit den Leitungselementen 4 angeordnet sein. Jeweilige Leitungselemente 4, welche von wenigstens einem weiteren Leitungselement 4 in Stapelrichtung 3 nach oben überdeckt werden, weisen für jeden Anschlussbereich 8 wenigstens einen durch eine seitliche Ausbuchtung des Leitungselements 4 dargestellten Kontaktierungsbereich 10 auf. Korrespondierend zu dem Kontaktierungsbereich 10 der Leitungselemente 4 weisen in Stapelrichtung 3 sämtliche darüber angeordnete Folienelemente 2 Öffnungen 11 auf, welche einen Durchgang bereitstellen, durch welchen hindurch die jeweiligen Kontaktierungsbereiche 10 elektrisch kontaktierbar sind. Mittels der Öffnungen 11 ist der jeweilige Durchgang zu dem jeweiligen Kontaktierungsbereich 10 somit beabstandet zu Leitungselementen 4, welche das den Kontaktierungsbereich 10 aufweisenden Leitungselement 4 in Stapelrichtung 3 nach oben überdecken, vorbeiführbar, um einen elektrischen Kontakt zwischen den übereinander angeordneten Leitungselementen 4 zu verhindern. Die Durchgänge ermöglichen, dass sämtliche übereinander angeordnete Leitungselemente 4 über das in der Stapelrichtung 3 oberste Folienelement 2 beziehungsweise über die Öffnungen 9 in diesem obersten Folienelement 2 für eine elektrische Kontaktierung zugänglich sind.
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In den jeweiligen Anschlussbereichen 8 sind die jeweiligen Öffnungen 9 vorliegend entlang einer Linie angeordnet. In jedem Anschlussbereich 8 ist vorliegend für jedes Leitungselement 4 des Folienleiters 1 wenigstens eine Öffnung 9 vorgesehen, über welche das jeweilige Leitungselement 4 kontaktierbar ist. Vorliegend weist der Folienleiter 1 mehrere in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnete Anschlussbereiche 8 entlang der Längserstreckung der Leitungselemente 4 auf.
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Um ein Überhitzen und/oder ein elektrisches Überkoppeln der Leitungselemente 4 zu vermeiden, weist wenigstens eines der Folienelemente 2, vorliegend bei der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform jedes der Folienelemente 2, einen eine elektrische Isolierung bereitstellenden Isolierungsbereich 12 auf. In der gestapelten Ausführung des Folienleiters 1 bilden die Isolierungsbereiche 12 mehrerer Folienelemente 2 gemeinsam eine Isolierung für die Leitungselemente 4. Mittels der Isolierung sind die Leitungselemente 4 relativ zueinander sowie relativ zu einer Umgebung des Folienleiters 1 isoliert.
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Die in den 3 und 4 gezeigten Folienleiter 1 weisen ebenfalls mehrere in Stapelrichtung 3 übereinander angeordnete Folienelemente 2 auf. Die jeweiligen Folienelemente 2, insbesondere sämtliche Folienelemente 2 der Folienleiter 1, welche in den 3 und 4 dargestellt sind, weisen wenigstens einen Isolierungsbereich 12 auf. Mittels der Isolierungsbereiche 12 sind die Leitungselemente 4 relativ zueinander sowie relativ zu einer Umgebung der Folienleiter 1 isolierbar. Die in den 3 und 4 gezeigten Folienleiter 1 umfassen mehrere nebeneinander angeordnete Leitergruppen 5, welche vorliegend jeweils zwei in Stapelrichtung 3 übereinander angeordnete Leitungselemente 4 umfassen. Der Folienleiter 1 in 3 weist mehrere in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnete Anschlussbereiche 8 auf, welche analog zu den Anschlussbereichen 8 des Folienleiters 1 in 1 aufgebaut sind. Hierbei weisen die untersten Leitungselemente 4 die durch die seitliche Ausbuchtung der Leitungselemente 4 dargestellten Kontaktierungsbereiche 10 auf, welche über die Öffnungen 11 der in Stapelrichtung 3 darüber liegend angeordneten Folienelemente 2 zugänglich sind. Vorliegend weisen die obersten Leitungselemente 4 Kontaktierungsbereiche 14 auf, welche seitlich nicht über das zugeordneten Leitungselement 4 abstehen. Bei den Kontaktierungsbereichen 14 der obersten Leitungselemente 4 handelt es sich um jeweilige Längenabschnitte der obersten Leitungselemente 4. Jeweilige oberhalb des obersten Leitungselements 4 in der Stapelrichtung 3 angeordnete Folienelemente 2 weisen mit den Kontaktierungsbereichen 14 der obersten Leitungselemente 4 korrespondierende Öffnungen 13 auf, über welche die obersten Leitungselemente 4 für eine elektrische Kontaktierung zugänglich sind.
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Wenigstens eines der Folienelemente 2 der in 3 und 4 gezeigten Folienleiter 1 umfasst wenigstens einen Schirmungsbereich 15. Insbesondere umfassen mehrere der Folienelemente 2 wenigstens einen, insbesondere mehrere, Schirmungsbereiche 15, mittels welchen eine Schirmung für die Leitungselemente 4 bereitstellbar ist. Mittels der Schirmung können jeweilige Leitungselemente 4 einer gemeinsamen Leitergruppe 5 gemeinsam relativ zu weiteren Leitergruppen 5 elektromagnetisch abgeschirmt werden. Darüber hinaus können die einzelnen Leitergruppen 5 relativ zu einer Umgebung des Folienleiters 1 elektromagnetisch abgeschirmt werden.
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Den beschriebenen Folienleitern 1 liegt die Erkenntnis zugrunde, dass einschichtige Flachbandkabel, welche auch als flexible Flexkabel bezeichnet werden können, und verdrillte Leiter, welche auch als Twisted Ribbon Cables bezeichnet werden können, als Datenleitungen zwischen Bauteilen beim Stand der Technik zum Einsatz kommen. Im Falle von Flachbandkabeln werden die Bauteile jeweils am Ende des Flachbandkabels verbunden. Bei verdrillten Leitern können Schnellklemmverbindungen genutzt werden, um Zwischenabgriffe zu ermöglichen. Bei Flachbandkabeln sind Zwischenabgriffe kaum möglich. Darüber hinaus sind bei Flachbandkabeln die Leiter einlagig nebeneinander angeordnet, wodurch vermehrt Störungen durch elektromagnetische Interferenz eingetragen werden können. Eine Leitungsimpedanz ist hierbei nur im geringen Maße beeinflussbar. Bei verdrillten Leitern weisen einzelne Leiter einen größeren Durchmesser auf als bei den einschichtigen Flachbandkabeln, wodurch eine im Vergleich zu einem Flachbandkabel geringere Anzahl an Leitern pro Querschnitt vorhanden ist. Bei verdrillten Leitern ist eine Montage von Schneidklemmen nicht beziehungsweise nur unter hohen Einbußen einer Robustheit einer elektromagnetischen Interferenz automatisierbar.
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Die Folienleiter 1 ermöglichen ein Anpassen einer Leitungsimpedanz, eine besonders hohe Bandbreite sowie Leiterdichte und Robustheit gegenüber elektromagnetischen Einstrahlungen. Die Folienleiter 1 sind automatisierbar mit Zwischenabgriffen bestückbar.
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Bei dem Folienleiter 1 handelt es sich um eine Leiterkonstruktion auf Basis von doppellagigen Flachbandkabeln, welche in gegebenen Abständen Anschlussbereiche 8 für Zwischenabgriffe aufweist. Eine Impedanz übereinanderliegender differenzieller Signale kann über eine Wahl des Abstands d zwischen den Leitungselementen 4 sowie über eine Wahl der Abmessungen des jeweiligen Leitungselements 4, insbesondere dessen Breite a sowie dessen Dicke b eingestellt werden. Die jeweiligen Folienelemente 2 können im Ätzverfahren mit flexiblen Leiterplatten und/oder aus vergossenen Einzelleitern ähnlich zu einer Fertigung von Flachbandkabeln bereitgestellt werden.
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In 1 ist ein Querschnitt einer Leiterkonstruktion des Folienleiters 1 dargestellt. Der Folienleiter 1 umfasst mehrere Paare übereinanderliegender Leitungselemente 4, welche untereinander mit der Isolierung umgeben sind. Über ein Einstellen des Abstands d zwischen den Leitungselementen 4 einer jeweiligen Leitergruppe 5 kann die Leitungsimpedanz, welche insbesondere in einem Bereich von 1 Ohm bis 300 Ohm, insbesondere 10 Ohm bis 150 Ohm liegt, angepasst werden. Eine weitere Einstellmöglichkeit für die Leitungsimpedanz bieten die Abmessungen a, b der einzelnen Leitungselemente 4.
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Durch das Übereinanderlegen der beiden Leitungselemente 4 eines differenziellen Busses, wie eines CAN-Busses oder eines Ethernetbusses, kann ein Einfluss von externen elektromagnetischen Feldern besonders gering gehalten werden. Hierdurch kann sich das jeweilige Leiterpaar ähnlich wie eine verdrillte Leitung mit zwei Leitern verhalten.
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In 2 sind die verschiedenen Schichten des Folienleiters 1 explodiert dargestellt. Hierbei weisen die jeweiligen unteren Leitungselemente 4 die Ausbuchtungen auf. Das in Stapelrichtung 3 darüberliegende isolierende Material weist in jeweiligen in Stapelrichtung 3 über den jeweiligen Ausbuchtungen angeordneten Bereichen eine Aussparung, vorliegend die Öffnung 11, auf. Hierdurch können handelsübliche Steckkontakte im Rahmen einer Oberflächenmontage, welche auch als Surface Mounted Technology bezeichnet wird, auf die Leitungselemente 4 montiert werden. Eine Dicke des jeweiligen Isolierbereichs 12 der jeweiligen Folienelemente 2 kann inhomogen sein, um eine Leitungsimpedanz einzustellen, wodurch die Leitungsimpedanz an Anforderungen der Bussysteme anpassbar ist.
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Bei dem in 3 gezeigten Folienleiter 1 sind die jeweiligen Leitungselemente 4 eines Leiterpaares mit der Schirmung umgeben, welche einen zusätzlichen Schutz vor elektromagnetischen Interferenzen bietet. Hierdurch kann eine Gefahr eines Übersprechens zwischen jeweiligen Leitergruppen 5 besonders gering gehalten werden.
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Vorteilhaft an dem Folienleiter 1 ist, dass dieser ermöglicht, dass die Leitungsimpedanz differenzieller Signale individuell angepasst werden kann. Darüber hinaus ist die Leitungsimpedanz über die Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Leitungselemente 4 nahezu homogen. Die beschriebene Anordnung der Leitungselemente 4 relativ zueinander erzeugt besonders wenige Reflexionen. Mittels der Schirmung kann ein Übersprechen zwischen Leitergruppen 5 minimiert werden. Der Folienleiter 1 ermöglicht eine besonders hohe Datenbandbreite. Darüber hinaus ist der Folienleiter 1 besonders robust gegenüber elektromagnetischen Feldern. Der Folienleiter 1 ermöglicht darüber hinaus eine besonders hohe Anzahl an Leitergruppen 5 pro Breite beziehungsweise Volumen des Folienleiters 1. Der Folienleiter 1 ist vorteilhafterweise darüber hinaus automatisierbar fertigbar. Des Weiteren ermöglicht der Folienleiter 1 eine automatisierte Montage von Zwischenabgriffen in den Anschlussbereichen 8.
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Insgesamt zeigt die Erfindung, wie eine differenzielle Datenleitung mit Folienleitern 1 bereitgestellt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Folienleiter
- 2
- Folienelement
- 3
- Stapelrichtung
- 4
- Leitungselement
- 5
- Leitergruppe
- 6
- erste Kante
- 7
- zweite Kante
- 8
- Anschlussbereich
- 9
- Öffnung
- 10
- Kontaktierungsbereich
- 11
- Öffnung
- 12
- Isolierungsbereich
- 13
- Öffnung
- 14
- Kontaktierungsbereich
- 15
- Schirmungsbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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