DE10236128A1

DE10236128A1 - Elektrische Kontaktierung zwischen einer Komponente und einem biegsamen Leitungssatz

Info

Publication number: DE10236128A1
Application number: DE2002136128
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. Schreiber; Renate Staiger
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2004-02-26
Also published as: WO2004015816A1

Abstract

Bei einer elektrischen Kontaktierung zwischen einer Komponente (4) und einem biegsamen Leitungssatz (2) liegt in einer elektrischen Kontaktstellung ein in einem Sollbiegebreich (6) des biegsamen Leitungssatzes (2) angeordneter Kontaktbereich (10) elektrisch kontaktierend an einem Gegenkontaktbereich (12) der Komponente (4) an, wobei der Sollbiegebereich (6) mittels eines Fixierelements (14) aufrechterhalten ist. Hierdurch wird der apparative Aufwand für eine elektrische Kontaktierung reduziert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Kontaktierung zwischen einer Komponente und einem biegsamen Leitungssatz.
Bei der Signal- oder Stromübertragung sind oftmals elektrische Kontakte, zum Beispiel Stecker- bzw. Buchsenvorrichtungen, an den Leitungen bzw. Elektronikkomponenten erforderlich.
Aus der DE 690 21 479 T2 ist beispielsweise bekannt, dass bei einem flexiblen Kabel die Kontaktanschlüsse abwechselnd in gegenseitig versetzter Form angeordnet sind, so dass eine große Anzahl von Kontaktanschlüssen mit hoher Dichte in einem sehr kleinen Bereich angeordnet werden kann. Ein solches flexibles Kabel wird mit einem Verbinder verbunden, der an einem Verbindungsabschnitt einer gedruckten Leiterplatte befestigt ist.
Ein Verbinder dieses Typs enthält Kontaktvorrichtungen, die auf einer Seitenfläche des Verbindergehäuses angeordnet sind. Das Verbindergehäuse nimmt die Kontaktanschlüsse eines hereingeschobenen flexiblen Kabels auf und bringt sie in elektrischen Kontakt mit den Kontaktvorrichtungen. Der Verbinder enthält zusätzlich einen Schieber, um die Kontaktanschlüsse des flachen flexiblen Kabels gegen die Kontaktvorrichtungen im Verbindergehäuse zu drücken und mit den Kontaktvorrichtungen zu kontaktieren. Nachdem das Kabel in das Gehäuse eingeschoben worden ist, wird der Schieber in das Verbindergehäuse eingepasst, um den eingeschobenen Kabelabschnitt mit dem Verbindergehäuse zu verklemmen. Eine derartige elektrische Kontaktierung zwischen einem Leitungssatz und einer Leiterplatte erfordert aufwendige elektromechanische Bauteile.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Kontaktierung zwischen einer Komponente und einem biegsamen Leitungssatz anzugeben, die besonders einfach zu realisieren ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1.
Bei einer elektrischen Kontaktierung zwischen einer Komponente und einem biegsamen Leitungssatz liegt gemäß der Erfindung in einer elektrischen Kontaktstellung ein in einem Sollbiegebereich des biegsamen Leitungssatzes angeordneter Kontaktbereich des Leitungssatzes elektrisch kontaktierend an einem Gegenkontaktbereich der Komponente an, wobei der Sollbiegebereich mittels eines Fixierelements aufrechterhalten ist.
Es wird eine elektrische Kontaktierung ohne eine zusätzliche Verwendung von Steckern und Buchsen erreicht. Als apparatives Mittel wird lediglich ein Fixierelement verwendet. Eine Erweiterung von bereits bestehenden Bordnetzen, beispielsweise im Rahmen einer Sonderausstattung, ist somit besonders einfach zu realisieren.
Vorzugsweise weist der Sollbiegebereich des Leitungssatzes wenigstens eine quer zur Leitungsrichtung verlaufende, vorgeformte Faltung auf. Durch geeignete Wahl und Anzahl der Faltungen – in der Praxis haben sich drei Faltungen besonders bewährt – kann die Geometrie der Komponente individuell berücksichtigt werden. Die vorliegende Kontaktierung ist somit vielseitig einsetzbar und nicht auf ebene Kontaktbereiche bzw. Gegenkontaktbereiche beschränkt.
Das Fixierelement hat eine mechanische Haltefunktion, um in der Kontaktstellung die Position des Leitungssatzes relativ zur Komponente aufrechtzuerhalten. Vorzugsweise hat das Fixierelement auch eine elektrische Funktion. Mit dieser Funktion kann das Fixierelement zusammen mit entsprechenden elektrischen Kontaktbereichen des Leitungssatzes und Gegenkontaktbereichen der Komponente einen oder mehrere Stromkreise der Komponente schließen. Das Fixierelement ist zu diesem Zweck vorzugsweise als ein Bestandteil der Komponente ausgebildet. Alternativ hat das Fixierelement auch als Bestandteil der Komponente nur eine mechanische Fixierfunktion.
Insbesondere ist das Fixierelement als Klemmteil ausgebildet, welches in Kontaktstellung eine die elektrische Kontaktierung zwischen Kontaktbereich und Gegenkontaktbereich aufrechterhaltende Klemmkraft erzeugt. Das Klemmteil sorgt durch Klemmkräfte, insbesondere durch Druckkräfte, für die Stabilität der elektrischen Kontaktierung zwischen der Komponente und dem Leitungssatz. Das Klemmteil ist für elektrische Kontaktierungen in beengten Raumverhältnissen, z. B. in Einbauräumen von Kraftfahrzeugen, besonders geeignet, da keine Freiräume mehr für elektrische Stecker bzw. Buchsen vorgehalten werden müssen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Klemmteil einen U-förmigen Querschnitt mit U-Schenkeln als die Klemmkraft erzeugende Klemmschenkel auf. Die Klemmschenkel können in Wirkrichtung der Klemmkraft federelastisch ausgebildet sein. Eine flächige elektrische Kontaktierung zwischen dem Kontaktbereich im Sollbiegebereich des Leitungssatzes und dem Gegenkontaktbereich der Komponente wird hierdurch unterstützt. Außerdem trägt die Federelastizität dazu bei, dass der Kontaktdruck im Sinne einer zuverlässigen elektrischen Kontaktierung je nach geometrischer Dimensionierung von Kontaktbereich und/oder Gegenkontaktbereich anpassbar ist.
Vorzugsweise ist die Komponente als eine Platine, als Leitungssatz, insbesondere als flexibler Flachleitungssatz, oder als ein Steuergerät ausgebildet. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, einen biegsamen Leitungssatz mit einer festen und/oder mit einer flexiblen Komponente zu kombinieren.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Dabei zeigen:
1 eine Seitenansicht eines biegsamen Leitungssatzes und einer Komponente vor elektrischer Kontaktierung in schematischer Darstellung;
2 eine Seitenansicht des biegsamen Leitungssatzes und der Komponente gemäß 1 nach erfolgter elektrischer Kontaktierung in schematischer Darstellung; und
3 das Einbringen eines Gegenkontaktbereichs einer Komponente in einen biegsamen Leitungssatz in perspektivischer Darstellung.
Der in 1 dargestellte biegsame Leitungssatz 2 wird mit einer Komponente 4 in Form einer Leiterplatine elektrisch kontaktiert. Der Leitungssatz 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein flexibler Flachleitungssatz ausgeführt und weist in einem Sollbiegebereich 6 drei Faltungen 8 quer zur Leitungsrichtung 30 auf. Die Faltungen 8 sind dabei so gewählt, dass der Kontaktbereich 10 im Sollbiegebereich 6 des Leitungssatzes 2 einen Gegenkontaktbereich 12 der Komponente 4 nach erfolgter Kontaktierung vollständig abdeckt, mit anderen Worten, dass ein wirksamer flächenmäßiger elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktbereich 10 des Leitungssatzes 2 und dem Gegenkontaktbereich 12 der Komponente 4 gewährleistet ist. Dabei kann sich der Sollbiegebereich 6 aufgrund seiner Biegsamkeit an die Geometrie der Komponente 4 individuell anpassen. Ein Fixierelement 14 ist als Klemmteil ausgebildet, welches in Kontaktstellung eine die elektrische Kontaktierung zwischen Kontaktbereich 10 und Gegenkontaktbereich 12 aufrechterhaltende Klemmkraft erzeugt (2). In Abhängigkeit von der geometrischen Ausgestaltung der Komponente kann die Anzahl der Falten variieren.
Bei der elektrischen Kontaktierung zwischen der Komponente 4 und dem biegsamen Leitungssatz 2 gemäß 2 liegt in elektrischer Kontaktstellung der Kontaktbereich 10 im Sollbiegebereich 6 des Leitungssatzes 2 bündig am Gegenkontaktbereich 12 der Komponente 4 an, wobei der Sollbiegebereich 6 durch das Fixierelement 14 aufrechterhalten ist. Das Fixierelement 14 erzeugt mit seinen U-Schenkeln 16 in Wirkrichtung 32 eine Klemmkraft, so dass ein guter elektrischer Kontakt gewährleistet ist. Durch den Fahrbetrieb in einem Kraftfahrzeug verursachte Erschütterungen oder andere äußere Krafteinwirkungen können somit aufgefangen werden, ohne dass die Festigkeit der elektrischen Kontaktierung beeinträchtigt wird. Aufgrund der quader- oder plattenartigen Ausbildung der Komponente 4 weist das als Klemmteil ausgeführte Fixierelement 14 für eine bündige Anpassung an den Gegenkontaktbereich 12 der Komponente 4 einen U-förmigen Querschnitt mit den U-Schenkeln als die Klemmkraft erzeugende Klemmschenkel 16 auf, wobei die Klemmschenkel 16 in Wirkrichtung 32 der Klemmkraft federelastisch ausgebildet sind. In Abhängigkeit von der Dimensionierung Kontaktbereich 10/Gegenkontaktbereich 12 wird der Kontaktdruck automatisch angepasst. Der Leitungssatz 2 liegt somit in diesem Ausführungsbeispiel auf drei Seiten im wesentlichen bündig an der Komponente 4 an. In weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Komponente 4 eine andere Formgestaltung aufweisen, wobei die Ausgestaltung des Fixierelements 14 entsprechend der Geometrie der Komponente 4 für eine wirksame elektrische Kontaktierung entsprechend angepasst ist. Die Komponente kann z.B. als eine Platine, als Leitungssatz, insbesondere als flexibler Flachleitungssatz, oder als ein Steuergerät ausgebildet sein.
3 zeigt das Einbringen, angedeutet durch einen Pfeil 20, der als Platine ausgebildeten Komponente 4 in den Leitungssatz 2 in einer perspektivischen Darstellung.
Der Gegenkontaktbereich 12 der Komponente 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel Bestandteil von vier Leiterbahnen 22, die mit einer entsprechenden Anzahl von weiteren vier Leiterbahnen 24 im Leitungssatz 2 korrespondieren, um eine vollständige elektrische Kontaktierung zwischen dem Leitungssatz 2 und der Komponente 4 zu gewährleisten. Die Komponente 4 weist nicht weiter dargestellte elektronische Strukturen zum Durchführen verschiedener Funktionen auf. Als operative Funktionen können beispielsweise Datenübertragungs- und/oder Steuerungsfunktionen für Aktoren oder Sensoren über die elektrische Kontaktierung ausgeführt werden. Gegebenenfalls umfasst die Komponente auch keine elektronischen Strukturen. In Abhängigkeit von der Anzahl der auszuführenden Funktionen weist die Komponente als elektrisches oder elektronisches Bauelement eine oder mehrere elektrische Kontaktierungen auf.
Es wird somit eine elektrische Kontaktierung von Steuergeräten, Aktoren, Sensoren usw. mittels einer Folien/Flachleitertechnik ohne Verwendung von aufwendigen Kontaktsystemen erreicht. Die vorliegende elektrische Kontaktierung erweist sich aufgrund der einfachen Realisierung und des geringen Raumbedarfs als vorteilhaft unter anderem bei der Erweiterung bzw. Nachrüstung von Sonderausstattungen von bestehenden Flachleiter-Bordnetzen in Kraftfahrzeugen.

Claims

Elektrische Kontaktierung zwischen einer Komponente (4) und einem biegsamen Leitungssatz (2), dadurch gekennzeichnet, dass in einer elektrischen Kontaktstellung ein in einem Sollbiegebereich (6) des Leitungssatzes (2) angeordneter Kontaktbereich (10) elektrisch kontaktierend an einem Gegenkontaktbereich (12) der Komponente (4) anliegt, wobei der Sollbiegebereich (6) mittels eines Fixierelements (14) aufrechterhalten ist.
Kontaktierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollbiegebereich (6) des Leitungssatzes (2) mindestens eine quer zur Leitungsrichtung (30) verlaufende, vorgeformte Faltung (8) aufweist.
Kontaktierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollbiegebereich (6) des Leitungssatzes (2) drei Faltungen (8) aufweist.
Kontaktierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (14) als Klemmteil ausgebildet ist, welches in Kontaktstellung eine die elektrische Kontaktierung zwischen Kontaktbereich (10) und Gegenkontaktbereich (12) aufrechterhaltende Klemmkraft erzeugt.
Kontaktierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmteil einen U-förmigen Querschnitt mit U-Schenkeln als die Klemmkraft erzeugende Klemmschenkel (16) aufweist.
Kontaktierung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmschenkel (16) in Wirkrichtung der Klemmkraft federelastisch ausgebildet sind.
Kontaktierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenkontaktbereich (12) der Komponente (4) Bestandteil mindestens einer Leiterbahn (22) ist.
Kontaktierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (4) als eine Leiterplatine ausgebildet ist.
Kontaktierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (4) als Leitungssatz, insbesondere als flexibler Flachleitungssatz, ausgebildet ist.
Kontaktierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (4) als ein Steuergerät ausgebildet ist.
Kontaktierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungssatz (2) als ein flexibler Flachleitungssatz ausgebildet ist.