DE102023101760B3 - Flexible printed circuit board bridge, connection arrangement and method for producing a printed circuit board connection - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft die lösbar elektrisch leitende Verbindungsanordnung sowie flexible Leiterplattenbrücke zur lösbar elektrisch leitenden Kontaktierung von Leiterplatten oder Leiterplatten mit elektrischen Bauelementen, aufweisend wenigstens ein elastisches Stromleitungskabel mit wenigstens zwei Stromleitungskabelenden, wobei an den Stromleitungskabelenden jeweils wenigstens ein Kontaktelement elektrisch leitend und mechanisch festgelegt ist, wobei die Festlegung durch Crimpabschnitte der Kontaktelemente gebildet sind, wobei die Kontaktelemente korrespondierend zu den zugeordneten anschlussseitigen Kontaktelementen ausgebildet sind, wobei die wenigstens zwei Kontaktelemente durch ein Trägerband einstückig gekoppelt oder einstückig miteinander verbunden sind und sich das Trägerband quer zur Steckrichtung der Kontaktelemente erstreckt.

Figure DE102023101760B3_0000
The invention relates to the detachably electrically conductive connection arrangement and flexible circuit board bridge for detachably electrically conductive contacting of circuit boards or circuit boards with electrical components, comprising at least one elastic power line cable with at least two power line cable ends, wherein at least one contact element is electrically conductively and mechanically fixed to the power line cable ends, wherein the fixing is formed by crimp sections of the contact elements, wherein the contact elements are designed to correspond to the associated connection-side contact elements, wherein the at least two contact elements are integrally coupled or integrally connected to one another by a carrier strip and the carrier strip extends transversely to the plug-in direction of the contact elements.
Figure DE102023101760B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine lösbare elektrisch leitende Verbindungsanordnung sowie flexible Leiterplattenbrücke zur lösbar elektrisch leitenden Kontaktierung von Leiterplatten oder Leiterplatten mit elektrischen Bauelementen und ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplattenverbindung.The invention relates to a detachable electrically conductive connection arrangement and a flexible circuit board bridge for detachably electrically conductive contacting of circuit boards or circuit boards with electrical components and a method for producing a circuit board connection.

Zur Kontaktierung oder Herstellung elektrisch leitender Verbindungen von Leiterplatten untereinander oder mit anderen elektrischen, elektronischen und stromführenden Bauteilen beziehungsweise Elementen werden eine Vielzahl unterschiedlicher Lösungen eingesetzt. Je nach Kontaktierungsaufgabe, erforderlichen Zusatzfunktionen und verschiedenen Anforderungs- und Anwendungsumgebungen kommen unterschiedlich gestaltete Leiterplattensteckverbinder, Litzenverkabelungen, lösbare Buchsenkontaktstecker in unterschiedlichen geometrischen Ausgestaltungen oder kabelbasierende Stromführungskonzepte zur Anwendung.A variety of different solutions are used to contact or create electrically conductive connections between circuit boards or with other electrical, electronic and current-carrying components or elements. Depending on the contacting task, required additional functions and various requirements and application environments, differently designed circuit board connectors, stranded wiring, detachable socket contact plugs in different geometric designs or cable-based current-carrying concepts are used.

Im Stand der Technik sind verschiedene Lösungen zur elektrisch leitenden Kontaktierung von Leiterplatten mit Geräten, elektrischen Bauteilen oder anderen Leiterplatten verfügbar, beispielsweise sogenannte PCB-Header (Printed Circuit Board Header), das heißt Leiterplattenstiftleisten, Leiterplatten(steck)verbinder. In praktisch allen Fällen sind mehrere oder eine Vielzahl von elektrischen Kontakten erforderlich, um Leiterplatten elektrisch zu kontaktieren.In the state of the art, various solutions are available for electrically conductive contacting of circuit boards with devices, electrical components or other circuit boards, for example so-called PCB headers (Printed Circuit Board Headers), i.e. circuit board pin strips, circuit board (plug) connectors. In practically all cases, several or a large number of electrical contacts are required to electrically contact circuit boards.

Aus den Druckschriften DE 10 2007 008 109 A1 , DE 10 2006 025 610 A1 und der US 5 667 401 A sind unterschiedliche Lösungen von Leiterplattenanordnungen und deren Verbindung untereinander offenbart.From the printed publications EN 10 2007 008 109 A1 , EN 10 2006 025 610 A1 and the US 5 667 401 A Different solutions of printed circuit board arrangements and their connection to each other are disclosed.

Einen mehrteiligen Leiterplattensteckverbinder zeigt die DE 10 2009 058 616 B4 . Dieser zur Kontaktierung parallel angeordneter Leiterplatten konstruierte Steckverbinder besteht aus einem ersten und einem zweiten Steckverbinderteil mit zueinander fluchtenden und zu den Leiterplatten lotrecht ausgerichteten Kontaktelementen.A multi-part PCB connector is shown in the EN 10 2009 058 616 B4 This connector, designed for contacting parallel-arranged printed circuit boards, consists of a first and a second connector part with contact elements that are aligned with one another and perpendicular to the printed circuit boards.

Leiterplatten als Bestandteil elektronischer Komponenten werden in unterschiedlichen Lagen, Positionen, Umgebungsbedingungen und elektrisch leitenden Anschlussbedingungen montiert. Dazu sind unterschiedliche Winkellagen der Kontaktierungspartner, das heißt Steckkontaktausrichtungen auf der Leiterplatte und Ausrichtungen der zu- oder ableitenden elektrischen Anschlüsse zueinander zu realisieren. Weiterhin ist bei der Kontaktierung wichtig, dass Toleranzen, Lagebeweglichkeit und Vibrationen der zu kontaktierenden Bauteile und Leiterplatten ausgeglichen oder durch bewegliche Elastizität unterstützt werden können.Printed circuit boards as part of electronic components are mounted in different positions, environmental conditions and electrically conductive connection conditions. For this purpose, different angular positions of the contact partners, i.e. plug contact alignments on the printed circuit board and alignments of the incoming or outgoing electrical connections to each other, must be realized. It is also important during contacting that tolerances, positional mobility and vibrations of the components and printed circuit boards to be contacted can be compensated or supported by flexible elasticity.

Die DE 10 2020 123 187 A1 offenbart einen Leiterplattensteckverbinder ausgestaltet als Anschlussleiste mit einem leistenartigen Gehäuse, das aus einer Mehrzahl von in einer Anreihrichtung aneinander gereihten und miteinander mechanisch verbundenen Anschlussgehäusen zusammengesetzt ist, wobei die Anschlussgehäuse jeweils eine Steckgesichtseite aufweisen, an welcher sie wenigstens einen ersten Steckkontakt aufweisen, der mit einem korrespondierenden Steckkontakt eines korrespondierenden Steckverbinders zusammensteckbar ist. Der Leiterplattensteckverbinder kann durch weitere Anschlussleiterelemente erweitert werden, die Lage, Orientierung und Positionierung der Kontaktelemente ist starr und unbeweglich, sodass Lagetoleranzen und Bewegungen der Steckkontaktpartner relativ zueinander nicht ausgleichbar sind.The EN 10 2020 123 187 A1 discloses a printed circuit board connector designed as a terminal block with a strip-like housing that is composed of a plurality of terminal housings that are lined up in a row and mechanically connected to one another, wherein the terminal housings each have a plug-in face on which they have at least one first plug contact that can be plugged together with a corresponding plug contact of a corresponding plug connector. The printed circuit board connector can be expanded by additional connection conductor elements, the position, orientation and positioning of the contact elements is rigid and immobile, so that position tolerances and movements of the plug contact partners relative to one another cannot be compensated.

Die im Stand der Technik verfügbaren Lösungen für Kontaktierungsaufgaben im Zusammenhang mit Leiterplatten können durch deren Eignung nur für eine Kontaktierungsaufgabe, fehlende Anpassbarkeit an verschiedene Kontaktierungsbedingungen und insbesondere hinsichtlich fehlender Flexibilität zum Ausgleich von Abstands- und Lagetoleranzen der Steckverbindungskontakte zueinander häufig nicht überzeugen und unterstützen die oft notwendige Beweglichkeit zwischen den zu kontaktierenden elektrischen Bauteilen und Leiterplatten nur unzureichend. Besonders problematisch ist auch die Positionierung der Kontaktierungselemente zueinander, da häufig eine Vielzahl der Kontaktierungselemente parallel elektrisch leitend gesteckt werden sollen. Das genaue Positionieren der Kontaktierungselemente relativ zueinander ist dabei sehr schwierig, da sowohl die Kontaktierungselemente als auch die zu kontaktierenden Leiterplatten und weiteren elektrischen Bauelemente sowohl Fertigungs- als auch Einbautoleranzen haben. Hinzu kommen Wärmeausdehnungen im gesteckten und damit elektrisch kontaktierten Zustand, die Spannungen in die beteiligten Bauteile verursachen.The solutions available in the state of the art for contacting tasks in connection with printed circuit boards are often not convincing due to their suitability for only one contacting task, lack of adaptability to different contacting conditions and, in particular, lack of flexibility to compensate for distance and position tolerances of the plug connection contacts relative to one another, and do not adequately support the often necessary mobility between the electrical components and printed circuit boards to be contacted. The positioning of the contacting elements relative to one another is also particularly problematic, as a large number of contacting elements are often to be plugged in parallel in an electrically conductive manner. The precise positioning of the contacting elements relative to one another is very difficult, as both the contacting elements and the printed circuit boards and other electrical components to be contacted have both manufacturing and installation tolerances. In addition, there is thermal expansion when plugged in and thus electrically contacted, which causes stress in the components involved.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Kontaktierung oder Herstellung elektrisch leitender Verbindungen von Leiterplatten untereinander oder mit anderen elektrischen, elektronischen und stromführenden Bauteilen beziehungsweise Elementen oder Gerätesteckverbinder in Kontaktierung mit Gehäusewänden von Geräten derart zu verbessern, dass die zuvor genannten Nachteile des Standes der Technik wenigstens teilweise reduziert und/oder eine verbesserte Anpassbarkeit an unterschiedliche Kontaktierungsanforderungen erreicht wird.It is therefore an object of the invention to improve the contacting or production of electrically conductive connections between printed circuit boards or with other electrical, electronic and current-carrying components or elements or device connectors in contact with housing walls of devices in such a way that the aforementioned disadvantages of the prior art are at least partially reduced and/or improved adaptability to different contacting requirements is achieved.

Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung eine Verbindungsanordnung in Form einer flexiblen Leiterplattenbrücke zur lösbar elektrisch leitenden Kontaktierung von Leiterplatten oder Leiterplatten mit elektrischen Bauelementen vor, welche durch ihre Flexibilität in der Lage ist, Längenveränderungen wie beispielsweise Längenausdehnungen infolge Temperaturveränderungen, Relativbewegungen der zu kontaktierenden elektrischen Bauelemente und/oder Leiterplatten oder/und Toleranzabweichungen auszugleichen. Die Erfindung erkennt, dass elastische, flexible, bewegbare Kabel, Stromleitungskabel in elastischer Weise die genannten Relativbewegungen und Lageabweichungen der Steckkontaktpartner relativ zueinander ausgleichen können. Die Erfindung nutzt darüber hinaus in besonderer wirtschaftlicher Weise Standardkomponenten zur Realisierung der elektrischen Steckverbindungselemente, das heißt der eigentlichen Kontaktelementpartner.To solve the problem, the invention proposes a connection arrangement in the form of a fle The invention proposes a flexible circuit board bridge for the detachable electrically conductive contacting of circuit boards or circuit boards with electrical components, which, due to its flexibility, is able to compensate for changes in length, such as length expansions due to temperature changes, relative movements of the electrical components and/or circuit boards to be contacted and/or tolerance deviations. The invention recognizes that elastic, flexible, movable cables, power lines can elastically compensate for the above-mentioned relative movements and positional deviations of the plug contact partners relative to one another. The invention also uses standard components in a particularly economical manner to implement the electrical plug connection elements, i.e. the actual contact element partners.

Mit der Erfindung werden sowohl geometrisch gleiche als auch unterschiedlichen Leiterplatten und/oder elektrische Bauelemente wie zum Beispiel Transformatoren in zueinander beweglicher Weise zuverlässig elektrisch leitend verbunden und sind durch die flexible Eigenschaft der Verbindungsanordnung zwischen den Kontaktelementen relativ zueinander verschiebbar. Dadurch können Relativbewegungen der elektrischen Kontaktelemente der Leiterplatten oder elektrischen Bauelemente oder Form-, Maß- und Lageabweichungen ausgeglichen werden.With the invention, both geometrically identical and different circuit boards and/or electrical components such as transformers are reliably connected in an electrically conductive manner in a manner that allows them to be moved relative to one another and can be moved relative to one another due to the flexible nature of the connection arrangement between the contact elements. This makes it possible to compensate for relative movements of the electrical contact elements of the circuit boards or electrical components or deviations in shape, size and position.

Die Verbindungsanordnung in Form einer flexiblen Leiterplattenbrücke zur elektrisch leitenden Kontaktierung von Leiterplatten oder Leiterplatten mit elektrischen Bauelementen kann insbesondere als Alternative für Kabelbrücken oder Stromschienen eingesetzt werden. Die flexiblen Leiterplattenbrücken verfügen dazu über wenigstens zwei jeweils endseitig eines Kabelabschnittes elektrisch leitenden und mechanisch festgelegte Kontaktelemente, beispielsweise Buchsensteckkontaktgehäuse oder Steckkontaktpins. Die Festlegung kann vorzugsweise durch einen in das Kontaktelement integrierten Crimpabschnitt erfolgen, der durch eine Kabelführung ergänzt sein kann. Crimpabschnitt und optionale Kabelführung können einstückig in das Kontaktelement integriert sein. Alternativ kann auch eine mehrteilige Ausgestaltung erfolgen, die in elektrisch leitender Weise zusammengelegt werden. Die Kontaktelemente sind mit einem Trägerbandabschnitt gekoppelt, welches vor der Montage der Steckverbindung durch Vereinzeln entfernt wird. Wenn Ausgleichsbewegungen nur orthogonal zu einer parallel liegenden Steckrichtung erfolgen müssen ist auch denkbar, die Kopplung der Kontaktelemente durch das Trägerband beizubehalten.The connection arrangement in the form of a flexible circuit board bridge for electrically conductive contacting of circuit boards or circuit boards with electrical components can be used in particular as an alternative to cable bridges or busbars. The flexible circuit board bridges have at least two electrically conductive and mechanically fixed contact elements, for example socket plug contact housings or plug contact pins, at each end of a cable section. The fixing can preferably be carried out by a crimp section integrated into the contact element, which can be supplemented by a cable guide. The crimp section and optional cable guide can be integrated into the contact element as one piece. Alternatively, a multi-part design can also be used, which are put together in an electrically conductive manner. The contact elements are coupled to a carrier strip section, which is removed by separating it before the plug connection is installed. If compensating movements only have to take place orthogonally to a parallel plug direction, it is also conceivable to retain the coupling of the contact elements through the carrier strip.

Eine Möglichkeit des Aufbaus des Buchsensteckkontaktgehäuses besteht in dessen hohlzylinderförmigen Gestaltung, die beispielsweise durch ein Rollverfahren eines flachen Halbzeug-Ausgangsmaterials bereitgestellt wird. Zur Unterstützung einer geschlossenen zylinderförmigen Kontur kann an der sich ergebenden Längsnaht wenigstens eine Schwalbenschwanzverbindung vorgesehen sein, die eine Formschlussverbindung an der Nahtstelle ermöglicht. Auf diese Weise sind innere, radial nach außen wirkende Kontaktierungskräfte in besonders hohem Maß aufnehmbar.One way of constructing the socket plug contact housing is to give it a hollow-cylindrical shape, which is provided, for example, by a rolling process of a flat semi-finished starting material. To support a closed cylindrical contour, at least one dovetail connection can be provided on the resulting longitudinal seam, which enables a positive connection at the seam. In this way, internal contact forces acting radially outwards can be absorbed to a particularly high degree.

In dem Buchsensteckkontaktgehäuse kann eine Lamellenbuchse aufgenommen sein, welche mit einem Steckkontaktpin jeweils auf der Leiterplattenseite oder auf Seiten des zu kontaktierenden elektrischen Bauelementes elektrisch leitend korrespondiert. Die auch als RADSOK-Kontakt bekannte Lamellenbuchse ist hohlzylinderförmig ausgestaltet und verfügt über einen inneren Aufnahmeraum zum Einstecken eines Kontaktstiftes, Steckkontaktpins derart, dass die Kontaktstiftoberfläche mit wenigstens einer sehnenförmig nach innen gebogenen Kontaktlamelle eine elektrisch leitende Verbindung durch zumindest partiellen Flächenkontakt eingeht. Außenseitig der hohlzylinderförmigen Lamellenkontaktbuchse ist die wenigstens eine nach außen gebogene sehnenförmige Kontaktlamelle derart ausgebildet, sodass eine elektrisch leitende Kontaktierung mit dem Buchsensteckkontaktgehäuses herstellbar ist. Eine bevorzugte Gestaltungsvariante der Lamellenkontaktbuchse besteht darin, dass die sehnen- oder bogenförmigen Lamellenformen alternierend, das heißt über dem Buchsenumfang wechselweise nach innen und nach außen gerichtet sind, sodass eine Abfolge von konvex und konkav ausgebildeten Kontaktlamellen vorliegt.A lamella socket can be accommodated in the socket plug contact housing, which corresponds in an electrically conductive manner to a plug contact pin on the circuit board side or on the side of the electrical component to be contacted. The lamella socket, also known as a RADSOK contact, is designed in the shape of a hollow cylinder and has an inner receiving space for inserting a contact pin, plug contact pins such that the contact pin surface forms an electrically conductive connection with at least one chord-shaped contact lamella bent inwards by at least partial surface contact. On the outside of the hollow cylinder-shaped lamella contact socket, the at least one chord-shaped contact lamella bent outwards is designed such that an electrically conductive contact can be made with the socket plug contact housing. A preferred design variant of the lamella contact socket consists in the chord-shaped or arched lamella shapes being directed alternately, i.e. alternately inwards and outwards over the socket circumference, so that there is a sequence of convex and concave contact lamellas.

Alternativ sieht die Erfindung vor, dass statt des endseitig des Kabelabschnittes elektrisch leitenden und mechanisch festgelegten Buchsensteckkontaktgehäuses ein Steckkontaktpin festgelegt wird, ebenfalls vorzugsweise durch einen einstückig in den Steckkontaktpin integrierten Crimpabschnitt erfolgen, der durch eine Kabelführung ergänzt sein kann. Alternativ kann auch eine mehrteilige Ausgestaltung erfolgen, die in elektrisch leitender Weise zusammengelegt werden.Alternatively, the invention provides that instead of the electrically conductive and mechanically fixed socket plug contact housing at the end of the cable section, a plug contact pin is fixed, also preferably by a crimp section that is integrated in one piece into the plug contact pin and can be supplemented by a cable guide. Alternatively, a multi-part design can also be used, which are put together in an electrically conductive manner.

Der im Regelfall hohlzylinderförmige Steckkontaktpin kann - analog zu dem Buchsensteckkontaktgehäuse - beispielsweise durch ein Rollverfahren eines flachen Halbzeug-Ausgangsmaterials aufgebaut sein. Ebenfalls möglich ist, dass für eine geschlossene zylinderförmige Kontur an der sich ergebenden Längsnaht wenigstens eine Schwalbenschwanzverbindung vorgesehen ist, die eine Formschlussverbindung an der Nahtstelle ermöglicht.The plug contact pin, which is usually hollow-cylindrical in shape, can be constructed - analogously to the socket plug contact housing - for example by a rolling process of a flat semi-finished starting material. It is also possible that at least one dovetail connection is provided on the resulting longitudinal seam for a closed cylindrical contour, which enables a positive connection at the seam.

Durch die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung in Form der flexiblen Leiterplattenbrücke zur lösbar elektrisch leitenden Kontaktierung von Leiterplatten oder Leiterplatten mit elektrischen Bauelementen werden eine Reihe von Vorteilen erzielt. Durch die infolge der Flexibilität bereitgestellten Relativbewegungsfähigkeit der Kontaktelemente zueinander in gleichen oder beliebig voneinander abweichenden Raumrichtungen durch das elastische Stromleitungskabel können Längenänderungen und Positionsbewegungen infolge von Temperatureinflüssen ausgeglichen werden. Weiterhin ergibt sich eine Positionsflexibilisierung der zu kontaktierenden anschlussseitigen Kontaktelemente, sodass die Steckverbindungsbewegung immer und sehr sicher erfolgen kann. Auch ermöglicht die flexible Leiterplattenbrücke Verbindungen von anschlussseitigen Kontaktelementen mit parallelen Steckrichtungsmittellinien und beliebigen Lagen zueinander, sodass sowohl 90 Grad, 180 Grad als auch beliebig andere Winkellagen der Steckverbindungspartner zueinander zuverlässig und mit dem Vorteil von Ausgleichsbewegungen lösbar elektrisch kontaktiert werden können. Durch die Verwendung von mehr- oder vieladrigen Stromleitungskabeln oder durch Spleißen können auch mehrere Kontaktelemente endseitig des Stromleitungskabels vorgesehen werden, sodass eine Mehrfachkontaktierung realisierbar ist. Durch die Skalierbarkeit und beliebige Dimensionsanpassung der flexiblen Leiterplattenbrücke werden unterschiedliche Anwendungsbereiche unterstützt.The connection arrangement according to the invention in the form of the flexible circuit board bridge for the detachable electrically conductive contacting of circuit boards or circuit boards with electrical components, a number of advantages are achieved. Due to the flexibility provided by the elastic power cable, the ability of the contact elements to move relative to one another in the same or any different spatial directions, length changes and position movements due to temperature influences can be compensated. Furthermore, the position of the connection-side contact elements to be contacted is made more flexible, so that the plug connection movement can always take place very safely. The flexible circuit board bridge also enables connections of connection-side contact elements with parallel plug direction center lines and any position to one another, so that 90 degrees, 180 degrees and any other angular positions of the plug connection partners to one another can be reliably and detachably electrically contacted with the advantage of compensating movements. By using multi- or multi-core power cables or by splicing, several contact elements can also be provided at the end of the power cable, so that multiple contacts can be made. The scalability and arbitrary dimensional adjustment of the flexible circuit board bridge supports different application areas.

Ein weiterer Aspekt betrifft das Verfahren zum Herstellen einer Leiterplattenverbindung zwischen zwei Leiterplatten, aufweisend je einen elektrischen Kontaktstift mit einer, wie zuvor beschriebenen, flexiblen Leiterplattenbrücke, wobei erst nach dem Verbinden der beiden Kontaktelemente mit dem Stromleitungskabel das die beiden Kontaktelemente verbindende Trägerband durchtrennt wird. Hierzu kann auch vorgesehen sein, dass das Verbinden der Leiterplatte zunächst erfolgt, indem die beiden Kontaktelemente auf die leiterplattenseitigen Kontaktstifte aufgesteckt werden und erst danach das Trägerband getrennt wird. Diese Maßnahmen erleichtern erheblich das automatisierte Verbinden der Kontaktelemente.A further aspect relates to the method for producing a circuit board connection between two circuit boards, each having an electrical contact pin with a flexible circuit board bridge as described above, wherein the carrier tape connecting the two contact elements is only severed after the two contact elements have been connected to the power cable. For this purpose, it can also be provided that the circuit board is first connected by plugging the two contact elements onto the contact pins on the circuit board and only then is the carrier tape severed. These measures make the automated connection of the contact elements much easier.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

  • 1 die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung in Form einer flexiblen Leiterplattenbrücke zur elektrisch leitenden Kontaktierung von Leiterplatten oder Leiterplatten mit elektrischen Bauelementen;
  • 2 die perspektivische Explosionsansicht der flexiblen Leiterplattenbrücke zur lösbaren, elektrisch leitenden Kontaktierung;
  • 3 die dreidimensionale Ansicht eines anschlussseitigen Kontaktelementes mit einem quaderförmigen Lötsockel;
  • 4 die räumliche Ansicht eines anschlussseitigen Kontaktelementes mit einem kragenförmigen Lötsockel;
  • 5 die dreidimensionale Ansicht eines anschlussseitigen Kontaktelementes festgelegt an einem Busbar.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment in conjunction with the figures.
  • 1 the connection arrangement according to the invention in the form of a flexible circuit board bridge for electrically conductive contacting of circuit boards or circuit boards with electrical components;
  • 2 the perspective exploded view of the flexible circuit board bridge for detachable, electrically conductive contacting;
  • 3 the three-dimensional view of a connection-side contact element with a cuboid-shaped solder base;
  • 4 the spatial view of a connection-side contact element with a collar-shaped solder base;
  • 5 the three-dimensional view of a connection-side contact element fixed to a busbar.

1 illustriert die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung in Form einer flexiblen Leiterplattenbrücke 1 zur elektrisch leitenden Kontaktierung von Leiterplatten LP oder Leiterplatten LP mit elektrischen Bauelementen EB. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel realisiert die flexible Leiterplattenbrücke 1 die elektrisch leitende, lösbare Kontaktierung einer Leiterplatte LP mit einem elektrischen Bauelement EB, welches hier durch einen Transformator mit Gehäuse repräsentiert ist. 1 illustrates the connection arrangement according to the invention in the form of a flexible printed circuit board bridge 1 for electrically conductive contacting of printed circuit boards LP or printed circuit boards LP with electrical components EB. In the embodiment shown here, the flexible printed circuit board bridge 1 realizes the electrically conductive, detachable contacting of a printed circuit board LP with an electrical component EB, which is represented here by a transformer with a housing.

Das exemplarisch gewählte Ausführungsbeispiel in 1 zeigt die Kontaktierungssituation mit gleichgerichteten, parallelen Steckbewegungsmittellinien der Kontaktelemente 20 mit den anschlussseitigen Kontaktelementen 30. Davon abweichende Lagen und Ausrichtungen der Steckbewegungsmittellinien sind aufgrund der Beweglichkeit des elastischen Stromleitungskabels 10 gleichfalls möglich.The exemplary embodiment chosen in 1 shows the contacting situation with aligned, parallel plug-in movement center lines of the contact elements 20 with the connection-side contact elements 30. Different positions and alignments of the plug-in movement center lines are also possible due to the mobility of the elastic power cable 10.

Die gezeigte Situation umfasst an je einem Ende des elastischen Stromleitungskabels 10 jeweils ein Kontaktelement 20. Alternativ kann das elastische Stromleitungskabel 10 endseitig auch gespleißt oder mehradrig sein und dadurch mit mehr als einem endseitigen Kontaktelement 20 bestückt werden.The situation shown comprises a contact element 20 at each end of the elastic power cable 10. Alternatively, the elastic power cable 10 can also be spliced or multi-core at the end and thus be equipped with more than one end contact element 20.

Die Kontaktelemente 20 können, wie dargestellt, eine gleiche Bauart aufweisen, beispielsweise Buchsensteckkontaktgehäuse. Zur Realisierung der Kontaktierungsaufgabe ist vorgesehen, dass innerhalb des Buchsensteckkontaktgehäuses eine Lamellenbuchse (nicht dargestellt) aufgenommen ist. Alternativ ist es möglich, die Kontaktelemente 20 als Steckkontaktpins auszugestalten. Neben der gleichartigen Ausbildung der Kontaktelemente 20 als Buchsensteckkontaktgehäuse oder Steckkontaktpins ist gleichfalls von der Erfindung unterstützt, dass unterschiedliche Bauformen von Kontaktelementen 20 eingesetzt werden können, dies in Abhängigkeit oder entsprechend korrespondierender Ausführung der jeweils anschlussseitigen Kontaktelemente 30.The contact elements 20 can, as shown, have the same design, for example socket plug contact housings. To implement the contacting task, it is provided that a lamellar socket (not shown) is accommodated within the socket plug contact housing. Alternatively, it is possible to design the contact elements 20 as plug contact pins. In addition to the similar design of the contact elements 20 as socket plug contact housings or plug contact pins, the invention also supports the fact that different designs of contact elements 20 can be used, depending on or corresponding to the design of the respective connection-side contact elements 30.

2 umfasst die perspektivische Explosionsansicht der flexiblen Leiterplattenbrücke 1 zur lösbaren, elektrisch leitenden Kontaktierung in einer Verbindungsanordnung vor der Fertigmontage. Endseitig des elastischen Stromleitungskabels 10 sind die Kontaktelemente 20 durch jeweils einem dem Kontaktelement 20 zugeordneten Crimpabschnitt 21 elektrisch leitend und mechanisch kontaktiert. Ergänzt werden kann die Anordnung durch jeweils eine Kabelführung 22, die insbesondere dann wichtig ist, wenn erhebliche dynamische oder betragsmäßig hohe Ausgleichsbewegungsstecken durch die flexible Leiterplattenbrücke verwirklicht werden müssen. Unter diesen Einsatzbedingungen reduziert die Kabelführung 22 die Gefahr eines Kabelbruches oder/und das Versagen der Crimpverbindung im Crimpabschnitt 21. 2 includes the perspective exploded view of the flexible printed circuit board bridge 1 for detachable, electrically conductive contacting in a connection arrangement before final assembly. At the end of the elastic power cable 10 are the contact elements 20 are electrically and mechanically contacted by a crimp section 21 assigned to the contact element 20. The arrangement can be supplemented by a cable guide 22, which is particularly important when significant dynamic or high-value compensating movement distances have to be implemented by the flexible circuit board bridge. Under these operating conditions, the cable guide 22 reduces the risk of a cable break and/or the failure of the crimp connection in the crimp section 21.

Das oder die Kontaktelemente 20, ausgebildet als Buchsensteckkontaktgehäuse, sind vorzugsweise hohlzylinderförmig ausgebildet, um in ihrem Innern eine Lamellenkontaktbuchse aufzunehmen. Besonders wirtschaftlich ist es, die Kontaktelemente 20 durch ein Rollverfahren eines flachen Halbzeug-Ausgangsmaterials herzustellen. Zur Unterstützung einer geschlossenen zylinderförmigen Kontur kann an der sich ergebenden Längsnaht wenigstens eine Schwalbenschwanzverbindung vorgesehen sein, die eine Formschlussverbindung an der Nahtstelle ermöglicht. Auf diese Weise sind innere, radial nach außen wirkende Kontaktierungskräfte in besonders hohem Maß aufnehmbar.The contact element(s) 20, designed as a socket plug contact housing, are preferably hollow-cylindrical in shape in order to accommodate a lamellar contact socket inside them. It is particularly economical to produce the contact elements 20 by rolling a flat semi-finished starting material. To support a closed cylindrical contour, at least one dovetail connection can be provided on the resulting longitudinal seam, which enables a positive connection at the seam. In this way, internal contact forces acting radially outwards can be absorbed to a particularly high degree.

Die Kontaktelemente 20 können optional beispielsweise mit einem Trägerbandabschnitt 23 gekoppelt sein, welches vor oder nach der Fertigmontage beziehungsweise nach der Herstellung der lösbaren, elektrisch leitenden Kontaktierung der Kontaktelemente 20, 30 durch Vereinzeln entfernt wird. Wenn Ausgleichsbewegungen nur orthogonal zu einer parallel liegenden Steckrichtung (hier dargestellt) erfolgen müssen ist auch denkbar, die Kopplung der Kontaktelemente 20, 30 durch das Trägerband 23 beizubehalten. In diesem Fall wirkt die Kopplung der Kontaktelemente 20 durch das Trägerband 23 stabilisierend auf den Bewegungsfreiheitsgrad der Kontaktelemente 20 in ihrer Längsrichtung und entlastet in dieser Bewegungsrichtung das elastische Stromleitungskabel 10 und/oder die Crimpabschnitte 21 sowie Kabelführungen 22.The contact elements 20 can optionally be coupled, for example, to a carrier tape section 23, which is removed by separating before or after final assembly or after the production of the detachable, electrically conductive contact of the contact elements 20, 30. If compensating movements only have to take place orthogonally to a parallel plug-in direction (shown here), it is also conceivable to retain the coupling of the contact elements 20, 30 by the carrier tape 23. In this case, the coupling of the contact elements 20 by the carrier tape 23 has a stabilizing effect on the degree of freedom of movement of the contact elements 20 in their longitudinal direction and relieves the elastic power cable 10 and/or the crimp sections 21 and cable guides 22 in this direction of movement.

In der Regel wird das Trägerband 23 zumindest dann entfernt, wenn die Steckbewegungsrichtungen der wenigstens zwei Kontaktelemente 20 voneinander abweichende Richtungen, Orientierungen im Raum aufweisen. Die Entfernung des Trägerbandes 23 erhöht den Bewegungsfreiheitsgrad der Kontaktelemente 20 sowohl relativ zueinander als auch hinsichtlich der möglichen Ausgleichsbewegungskinematik durch die flexible Leiterplattenbrücke 1 infolge der Relativbewegungen der anschlussseitigen Kontaktelemente 30 von Leiterplatte LP und/oder elektrischem Bauelement EB.As a rule, the carrier tape 23 is removed at least when the plug-in movement directions of the at least two contact elements 20 have different directions and orientations in space. The removal of the carrier tape 23 increases the degree of freedom of movement of the contact elements 20 both relative to one another and with regard to the possible compensating movement kinematics through the flexible circuit board bridge 1 as a result of the relative movements of the connection-side contact elements 30 of the circuit board LP and/or electrical component EB.

3 zeigt die dreidimensionale Ansicht eines anschlussseitigen Kontaktelementes 30 mit einem quaderförmigen Lötsockel 32. Insbesondere auf der Anschlussseite einer Leiterplatte LP ist ein quaderförmiger Lötsockel 32 ausgebildet zur Aufnahme in einer Leiterplattenkontaktöffnung gut zur Abbildung der anschlussseitigen Kontaktierungsaufgabe geeignet. Das in 3 gezeigt Ausführungsbeispiel eines anschlussseitigen Kontaktelementes 30 ist exemplarisch als Steckkontaktpin ausgebildet und basiert auf einem Rollverfahren ausgehend von einem Halbzeugflach, sodass eine Längsstoßnaht gebildet wird, welche elastisch federnde Durchmesseränderungen des Steckkontaktpins ermöglicht und so die Kontaktierungs-Kontaktkräfte verbessert. 3 shows the three-dimensional view of a connection-side contact element 30 with a cuboid solder base 32. In particular on the connection side of a printed circuit board LP, a cuboid solder base 32 is designed to be accommodated in a printed circuit board contact opening and is well suited to depicting the connection-side contacting task. The 3 The embodiment of a connection-side contact element 30 shown is designed as an example as a plug contact pin and is based on a rolling process starting from a semi-finished flat, so that a longitudinal butt seam is formed, which enables elastically resilient diameter changes of the plug contact pin and thus improves the contacting contact forces.

4 bildet die räumliche Ansicht eines anschlussseitigen Kontaktelementes 30 mit einem kragenförmigen Lötsockel 33 ab, welcher auf einer Leiterplatte LP eine besonders bewährte Kontaktierungs- und Festlegungsvariante bietet. Neben der Darstellung des anschlussseitigen Kontaktelementes 30 als Steckkontaktpin (obere Darstellung) kann der kragenförmige Lötsockel 33 in besonders geeigneter Weise auch kombiniert sein mit einer Ausgestaltung des anschlussseitigen Kontaktelementes 30 in Form einer Lamellenbuchse in einem Buchsengehäuse (untere Darstellung). 4 shows the spatial view of a connection-side contact element 30 with a collar-shaped solder base 33, which offers a particularly proven contacting and fixing variant on a printed circuit board LP. In addition to the representation of the connection-side contact element 30 as a plug contact pin (upper representation), the collar-shaped solder base 33 can also be combined in a particularly suitable manner with a design of the connection-side contact element 30 in the form of a lamella socket in a socket housing (lower representation).

5 zeigt die dreidimensionale Ansicht eines anschlussseitigen Kontaktelementes 30 mit einem Busbar 31. Insbesondere auf der Anschlussseite eines elektrischen Bauelementes EB ein Busbar 31 ausgebildet zur Festlegung an einem Gehäuse zur Abbildung der anschlussseitigen Kontaktierungsaufgabe geeignet. Das in 5 gezeigt Ausführungsbeispiel eines anschlussseitigen Kontaktelementes 30 analog zu 3 ist exemplarisch als Steckkontaktpin ausgebildet. 5 shows the three-dimensional view of a connection-side contact element 30 with a busbar 31. In particular on the connection side of an electrical component EB, a busbar 31 is designed for attachment to a housing to represent the connection-side contacting task. The 5 shown embodiment of a connection-side contact element 30 analogous to 3 is designed as a plug contact pin.

BezugszeichenReference symbols

11
Flexible LeiterplattenbrückeFlexible PCB bridge
1010
Elastisches StromleitungskabelElastic power cable
2020
Kontaktelement (der Leiterplattenbrücke)Contact element (of the circuit board bridge)
2121
CrimpabschnittCrimp section
2222
KabelführungCable routing
2323
TrägerbandCarrier tape
3030
Anschlussseitiges KontaktelementConnection-side contact element
3131
BusbarBusbar
3232
Quaderförmiger LötsockelCuboid solder base
3333
Kragenförmiger LötsockelCollar-shaped solder base
EBEB
Elektrisches BauelementElectrical component
LPLP
LeiterplatteCircuit board

Claims (10)

Flexible Leiterplattenbrücke (1) zur lösbar elektrisch leitenden Kontaktierung von Leiterplatten (LP) oder Leiterplatten (LP) mit elektrischen Bauelementen (EB), aufweisend wenigstens ein elastisches, gebogenes Stromleitungskabel (10) mit wenigstens zwei Stromleitungskabelenden, wobei an den Stromleitungskabelenden jeweils wenigstens ein Kontaktelement (20) elektrisch leitend und mechanisch festgelegt ist, wobei die Festlegung durch Crimpabschnitte (21) der Kontaktelemente (20) gebildet sind, wobei die Kontaktelemente (20) korrespondierend zu den zugeordneten anschlussseitigen Kontaktelementen (30) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Kontaktelemente (20) durch ein Trägerband (23) einstückig gekoppelt oder einstückig miteinander verbunden sind und sich das Trägerband quer zur Steckrichtung der Kontaktelemente (20) erstreckt.Flexible circuit board bridge (1) for the detachable electrically conductive contacting of circuit boards (LP) or circuit boards (LP) with electrical components (EB), comprising at least one elastic, bent power line cable (10) with at least two power line cable ends, wherein at least one contact element (20) is electrically conductively and mechanically fixed to each of the power line cable ends, wherein the fixing is formed by crimp sections (21) of the contact elements (20), wherein the contact elements (20) are designed to correspond to the associated connection-side contact elements (30), characterized in that the at least two contact elements (20) are integrally coupled or integrally connected to one another by a carrier strip (23) and the carrier strip extends transversely to the plug-in direction of the contact elements (20). Flexible Leiterplattenbrücke (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kontaktelement (20) und deren Crimpabschnitte (21) jeweils einstückig ausgebildet sind.Flexible printed circuit board bridge (1) according to Claim 1 , characterized in that the at least one contact element (20) and its crimping sections (21) are each formed in one piece. Flexible Leiterplattenbrücke (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Crimpabschnitt (21) durch eine Kabelführung oder Kabelzugentlastung (22) ergänzt ist.Flexible printed circuit board bridge (1) according to Claim 2 , characterized in that a crimping section (21) is supplemented by a cable guide or cable strain relief (22). Flexible Leiterplattenbrücke (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kontaktelement (20) hohlzylinderförmig ist, insbesondere ausgebildet als ein aus einem Blech gerolltes hohlzylinderförmiges Kontaktelement.Flexible printed circuit board bridge (1) according to Claim 1 , characterized in that the at least one contact element (20) is hollow-cylindrical, in particular designed as a hollow-cylindrical contact element rolled from a sheet metal. Flexible Leiterplattenbrücke (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kontaktelement (20) ein Buchsensteckkontaktelement ist.Flexible printed circuit board bridge (1) according to Claim 1 , characterized in that at least one contact element (20) is a socket plug contact element. Flexible Leiterplattenbrücke (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen Buchsensteckkontaktelement eine Lamellenbuchse angeordnet ist.Flexible printed circuit board bridge (1) according to Claim 5 , characterized in that a lamellar socket is arranged in the at least one socket plug contact element. Flexible Leiterplattenbrücke (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Stromleitungskabel (10) mehradrig ist, sodass mehr als zwei Stromleitungskabelenden gebildet sind und an der Mehrzahl der Stromleitungskabeladern jeweils ein Kontaktelement (20) elektrisch leitend und mechanisch festgelegt ist.Flexible printed circuit board bridge (1) according to Claim 1 , characterized in that the elastic power line cable (10) is multi-core, so that more than two power line cable ends are formed and a contact element (20) is electrically conductively and mechanically fixed to the majority of the power line cable cores. Flexible Leiterplattenbrücke (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Stromleitungskabel (10) gespleißt ist, sodass mehr als zwei Stromleitungskabelenden gebildet sind und an der Mehrzahl der gespleißten Stromleitungskabelenden jeweils ein Kontaktelement (20) elektrisch leitend und mechanisch festgelegt ist.Flexible printed circuit board bridge (1) according to Claim 1 , characterized in that the elastic power line cable (10) is spliced so that more than two power line cable ends are formed and a contact element (20) is electrically conductively and mechanically fixed to the majority of the spliced power line cable ends. Lösbare elektrisch leitende Verbindungsanordnung zwischen Leiterplatten (LP) oder Leiterplatten (LP) mit elektrischen Bauelementen (EB), aufweisend anschlussseitige Kontaktelemente (30) und wenigstens eine flexible Leiterplattenbrücke (1) gemäß einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die flexible Leiterplattenbrücke (1) die anschlussseitigen Kontaktelemente (30) mittels korrespondierender Kontaktelemente (20) lösbar elektrisch leitend kontaktiert, sodass in elastischer Weise Relativbewegungen und Lageabweichungen der gesteckten Kontaktelemente (20, 30) relativ zueinander ausgleichbar sind.Detachable electrically conductive connection arrangement between printed circuit boards (LP) or printed circuit boards (LP) with electrical components (EB), comprising connection-side contact elements (30) and at least one flexible printed circuit board bridge (1) according to one of the preceding claims, wherein the flexible printed circuit board bridge (1) detachably electrically conductively contacts the connection-side contact elements (30) by means of corresponding contact elements (20), so that relative movements and positional deviations of the plugged contact elements (20, 30) relative to one another can be compensated for in an elastic manner. Verfahren zum Herstellen einer Leiterplattenverbindung zwischen zwei Leiterplatten, ausweisend je ein anschlussseitiges Kontaktelement (30) mit einer flexiblen Leiterplattenbrücke (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbinden der beiden Kontaktelemente (20) mit dem Stromleitungskabel (10) das die beiden Kontaktelemente (20) verbindende Trägerband (23) durchtrennt wird.Method for producing a circuit board connection between two circuit boards, each having a connection-side contact element (30) with a flexible circuit board bridge (1) according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that after connecting the two contact elements (20) to the power cable (10), the carrier tape (23) connecting the two contact elements (20) is severed.
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