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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum elektrischen Kontaktieren von zwei flexiblen Flachleitungen,
die in einem vorgesehenen Kontaktbereich isolationsfreie Leiterbahnen
aufweisen, wobei die beiden Kontaktbereiche zur Überdeckung gebracht und anschließend miteinander
elektrisch kontaktiert werden.
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Unter Flachleitung wird hierbei ein
sogenanntes FFC-Kabel (Fiat Flexible Cables) verstanden, das auch
als Folienleitung bezeichnet wird. Die Folienleitung besteht dabei
allgemein aus einem folienartigen Träger, auf dem flache Leiterbahnen
nebeneinander verlaufend aufgebracht sind. Die Leiterbahnen sind
dabei üblicherweise
vollständig
von einer Isolierung umgeben. Der Folienleiter wird beispielsweise
in einem Laminier- oder einem Extrusionsprozess hergestellt. Er
zeichnet sich durch seine sehr hohe Flexibilität und seine äußerst geringe
Höhe im
Vergleich zu herkömmlichen
Leitungen aus. Folienleitungen werden aufgrund dieser Vorteile zusehends
im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt.
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Bei der Ausbildung eines komplexeren
Bordnetzes ist dabei in der Regel die Kontaktierung zwischen zwei
Folienleitungen erforderlich. Beispielsweise wird über eine
erste Folienleitung ein Bus bereitgestellt, an dem die zweite Folienleitung
nach Art eines Abzweigs oder Abgriffs angeschlossen wird. Die Kontaktierung
der ersten Folienleitung erfolgt daher an einer beliebigen Stelle
und nicht zwangsläufig in
einem Endbereich. Im vorgesehenen Kontaktbereich der beiden Folienleitungen
werden die einzelnen zu kontaktierenden Leiterbahnen in einem vorbereitendem
Schritt üblicherweise
abisoliert, so dass im Kontaktbereich die Leiterbahnen isolationsfrei sind.
Zur Kontaktierung müssen
dann die beiden Folienleitungen übereinander
gelegt werden, bis ihre Kontaktbereiche, also die abisolierten Kontaktstellen der
einzelnen Leiterbahnen, sich innerhalb eines Toleranzbereiches überdecken.
Dieses Positionieren der beiden Folienleitungen zueinander ist jedoch schwierig,
da der Kontaktbereich der unteren Folienleitung nicht mehr einsehbar
ist, sobald die obere Folienleitung über die erste Folienleitung
gelegt wird. Dies kann zu mangelhaften Kontakten zwischen den einzelnen
Leiterbahnen führen.
Eine genaue Positionierung der beiden Leitungen anhand ihrer Außenkanten
ist ebenfalls nicht möglich,
da die Außenkanten
der Flachleitungen herstellungsbedingt keine ausreichende Genauigkeit
aufweisen.
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Aus der
EP 1 107 374 A2 ist zur
Kontaktierung zweier Leiterplatten vorgesehen, dass zueinander korrespondierende
Kontaktbereiche dreidimensional strukturiert sind und dass zwischen
den beiden Leiterplatten im Kontaktbereich eine Maske mit Ausnehmungen
angeordnet ist, durch die die einzelnen Kontaktelemente hindurchgreifen.
Die Positionierung erfolgt hierbei also durch das Leiterbahnmuster
und ist unabhängig
von den Außenabmessungen
der Leiterplatten oder einem Gehäuse.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
sicheres und zuverlässiges
Kontaktieren zweier flexibler Flach- oder Folienleitungen zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen,
dass die erste Folien- oder Flachleitung ortsfest gehalten und ein
Referenzbild von ihrem Kontaktbereich aufgenommen wird. Die zweite
Folien- oder Flachleitung wird nun relativ zur ersten Flachleitung
verschoben, wobei von deren Kontaktbereich fortlaufend Bilder aufgenommen
werden. Mit Hilfe eines Vergleichs der jeweiligen Bilder mit dem
Referenzbild werden die beiden Kontaktbereiche zur Überdeckung
gebracht.
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Bei diesem Verfahren wird also durch
die Aufnahme des Referenzbildes und der ortsfesten Positionierung
der ersten Flachleitung die Position und Lage des ersten Kontaktbereichs
quasi gespeichert. Dadurch lässt
sich die zweite Flachleitung sicher und lagegenau innerhalb eines
Toleranzbereichs über
der ersten Flachleitung positionieren. Anschließend werden die einzelnen abisolierten
Leiterbahnen der beiden Flachleitungen durch Löten oder Schweißen miteinander
sicher kontaktiert.
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Für
eine einfache Bedienung ist in einer zweckdienlichen Weiterbildung
vorgesehen, dass das Referenzbild auf einer Anzeige, wie beispielsweise
ein Bildschirm oder Monitor, dargestellt wird und das aktuell aufgenommene
Bild dem Referenzbild überlagert
wird.
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Bevorzugt sind die Flachleitungen
dabei jeweils auf einem Träger
angeordnet, wobei der Träger der
zweiten Flachleitung verfahrbar ist. Durch diese Maßnahme ist
eine einfache Bedienung sowie eine sichere und zuverlässige Kontaktierung
ermöglicht, da
lediglich die einzelnen Träger
relativ zueinander verschoben werden müssen. Zum Verschieben oder Verfahren
der zweiten Flachleitung muss also nicht unmittelbar an dieser angegriffen
werden, was aufgrund der hohen Flexibilität und Elastizität der Leitung
zu Problemen führen
würde.
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Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung weist
der zweite Träger
einen Anschlag für
die Flachleitung auf. Dieser Anschlag ist insbesondere L-förmig ausgebildet,
so dass die Flachleitung mit zwei Außenkanten anschlägt. Dieser
Anschlag ermöglicht in
einfacher Weise eine grobe Vorpositionierung. Um die zweite Flachleitung
im zweiten Träger
positionsgenau zu halten, ist sie vorzugsweise an diesem befestigt,
insbesondere geklemmt.
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Um eine genaues Verfahren der zweiten Flachleitung
zu ermöglichen,
ist der zweite Träger weiterhin
bevorzugt auf einem Verfahrtisch angeordnet.
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Durch die Überwachung der Positionierung der
beiden Flachleitungen mittels der Überlagerung des Referenzbild
mit dem aufgenommen Bild ist zudem in vorteilhafterweise die Möglichkeit
einer automatischen Positionierung und ggf. auch Kontaktierung der
beiden Flachleitungen gegeben. Bei Kleinserien oder Vorserien, bei
denen lediglich kleinere Stückzahlen
von Flachleitungen miteinander kontaktiert werden müssen, eignet
sich das Verfahren insbesondere aber auch zur einfachen und sicheren
manuellen Betätigung.
D.h. die Positionierung der zweiten Flachleitung relativ zu ersten
erfolgt manuell, wobei der Bediener die Veränderung der Relativlage der beiden
Kontaktbereiche zueinander am Bildschirm verfolgt.
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In einer zweckdienlichen Weiterbildung
ist zumindest auf einer der Flachleitungen eine Markierung angebracht,
anhand der eine Identifizierung der Flachleitung vorgenommen wird.
Dies ermöglicht
beispielsweise eine automatische Fehlererkennung, falls eine falsche
Flachleitung zur Kontaktierung herangezogen wird. Die Markierung
ist insbesondere ein Strich- oder Barcode.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in
schematischen Darstellungen:
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1A,B eine erste bzw. zweite Folienleitung,
die zur Kontaktierung miteinander vorgesehen sind und jeweils auf
einem Träger
angeordnet sind,
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2 eine
schematische Darstellung eines Systems zur Durchführung des
Verfahrens zur Kontaktierung der beiden Folienleitungen, wobei der
Träger
der zweiten Folienleitung auf einem Verfahrtisch angeordnet und
ein Bildschirm zur Darstellung von Kontaktbereichen der beiden Folienleitungen
vorgesehen ist.
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Nach den 1A und 1B weisen
eine erste Folienleitung 2A sowie eine zweite Folienleitung 2B mehrere
parallel nebeneinander verlaufende Kupfer-Leiterbahnen 4 auf. Die erste
Folienleitung 2A ist beispielsweise als eine Busleitung
konzipiert. Die zweite Folienleitung 2B ist als ein Abgriff
vorgesehen und soll rechtwinklig zur ersten Folienleitung 2A mit dieser
kontaktiert werden.
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Die Leiterbahnen 4 sind
vollständig
isoliert. Lediglich in einem Kontaktbereich 6A,6B sind
die einzelnen Leiterbahnen 4 an Kontaktstellen 8A,8B abisoliert
und von beiden Seiten frei zugänglich.
Die einzelnen Kontaktstellen 8A,8B sind dabei
im Ausführungsbeispiel
in Längsrichtung
der beiden Leitungen 2A,2B versetzt zueinander
angeordnet.
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Die beiden Folienleitungen 2A,2b sind
weiterhin jeweils auf einem Träger 10A,10B ortsfest
positioniert. Beim ersten Träger 10A für die erste
Folienleitung 2A sind zur ortsfesten Positionierung beispielhaft
Halte- oder Klemmelemente 12 dargestellt, die über die
Länge der
ersten Folienleitung 2A verteilt diese an deren Ränder festhält. Der
zweite Träger 10B für die zweite
Folienleitung 2B weist einen Lförmigen Anschlag 14 auf,
an dem die zweite Folienleitung 2B mit zwei Seiten, nämlich einer
Längs-
und einer Querkante, anliegt. Die zweite Folienleitung 2B ist
weiterhin über
einen Klemmsteg 16 fest auf dem zweiten Träger 10B geklemmt.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 ist auf der ersten Folienleitung 2A zusätzlich eine
Markierung 17 in Form eines Strichcodes vorgesehen. Mit
Hilfe dieser Markierung 17 kann im Sinne einer Qualitätskontrolle überprüft werden,
ob eine richtige Folienleitung 2A verwendet wird. Gleichermaßen kann
auch für
die zweite Folienleitung 2B eine Markierung 17 vorgesehen
sein.
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Zum Kontaktieren der einzelnen Leiterbahnen 4 werden
die beiden Folienleitungen 2A,2B übereinander
gelegt, so dass ihre Kontaktbereiche 6A,6B mit
den zu kontaktierenden Kontaktstellen 8A,8B deckungsgleich übereinander
liegen. Hierzu wird zunächst
vom Kontaktbereich 6A der ortsfesten ersten Folienleitung 2A ein
Referenzbild 18 aufgenommen. Dieses statische Einzelbild
wird auf einem Bildschirm 20 dargestellt, wie der 2 zu entnehmen ist. Im nächsten Verfahrensschritt
wird die zweite Folienleitung 2B über die erste Folienleitung 2A mit
Hilfe des Anschlags 14 grob vorpositioniert. Der zweite
Träger 10B ist
dabei auf einem Verfahrtisch 22 angeordnet. Dieser erlaubt
ein Verfahren des zweiten Trägers 10B in
x,y-Richtung, so dass ein beliebiges Verschieben der zweiten Folienleitung 2B innerhalb
der von den Leitungen 2A,2B aufgespannten Ebene
ermöglicht
ist. Der Verfahrtisch 22 weist Verstellelemente 24,26 für eine Grob-
bzw. Feinverstellung auf.
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Sobald die zweite Leiterbahn 2B grob
vorpositioniert ist, wird über
eine in der 2 nicht
dargestellte Kamera, die bereits das Referenzbild 18 aufgenommen
hat, ein Bild 28 vom Kontaktbereich 6B der zweiten Folienleitung 2B aufgenommen
und in Überblendtechnik
am Bildschirm 20 dem Referenzbild 18 überlagert. Durch die Überlagerung
wird die Relativposition der beiden Kontaktbereiche 6A,6B zueinander
deutlich, die bei einer direkten Aufsicht auf die Folienleitungen 2A,2B aufgrund
der Übereinanderlagerung
nicht mehr erkennbar ist. Im nächsten Verfahrensschritt
wird nunmehr die zweite Folienleitung 2B mit Hilfe des
Verfahrtisches 22 relativ zur ortsfest gehaltenen ersten
Folienleitung 2A verfahren. Ortsfest bedeutet hierbei,
dass die erste Folienleitung 2A relativ zur zweiten Folienleitung 2B ortsfest
ist. Eine absolute ortsfeste Positionierung ist nicht zwingend erforderlich.
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Das von der Kamera jeweils entweder
kontinuierlich oder periodisch erfasste Bild 28 wird fortlaufend
am Bildschirm 20 dargestellt, so dass jeweils die aktuelle
Position des zweiten Kontaktbereichs 6B relativ zum ersten
Kontaktbereich 6A erkennbar ist. Am Bildschirm 20 lässt sich
daher das Verfahren oder Verschieben der zweiten Folienleitung 2B bis
zur Deckungsgleichheit der beiden Kontaktbereiche 6A,6B überwachen.
Sobald die beiden Kontaktbereiche 6A,6B innerhalb
eines Toleranzmaßes
in Überdeckung
gebracht wurden, werden die einzelnen Leiterbahnen 4 an
den Kontaktstellen 8A,B beispielsweise durch Löten oder
Schweißen
miteinander kontaktiert.
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Dieses Verfahren mit dem in 2 gezeigten Aufbau ist für eine manuelle
Bedienung vorgesehen und eignet sich insbesondere bei kleineren
Stückzahlen
beispielsweise im Rahmen einer Kleinserie. Prinzipiell bietet dieses
Verfahren jedoch auch die Möglichkeit
der Automatisierung. Hierzu ist vorzugsweise eine automatische Steuerung
des Verschiebens der zweiten Folienleitung 2B, sowie ein
Bilderkennungssystem vorgesehen, welches die Relativlage der beiden
Kontaktbereiche 6A,6B zueinander automatisch erfasst
und in Abhängigkeit
der Relativlage die entsprechenden Steuerimpulse an den Verfahrtisch 22 übermittelt.
Insbesondere kann auch die Identifizierung der Folienleitung 2A über die
Markierung 17 automatisch erfolgen.
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- 2A
- erste
Folienleitung
- 2B
- zweite
Folienleitung
- 4
- Leiterbahn
- 6A,B
- Kontaktbereich
- 8A,B
- Kontaktstelle
- 10A,B
- Träger
- 12
- Halteelement
- 14
- Anschlag
- 16
- Klemmsteg
- 17
- Markierung
- 18
- Referenzbild
- 20
- Bildschirm
- 22
- Verfahrtisch
- 24,26
- Verstellelement
- 28
- Bild