DE19640342A1 - Flachbandleitung mit Stecker als Teil eines elektrischen Netzes - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Leitungs­ verbinder und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung der Verbindung zwischen einem mehrpoligen Stecker und einer mehradrigen Flachbandleitung in Form einer flexiblen Leiter­ platte anzuwenden. Derartige Leitungsverbinder kommen für die Verdrahtung in elektrischen und elektronischen Geräten, aber auch zur Herstellung von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen bei der Verteilung elektrischer Energie in Aggregaten in Betracht, die elektrische Komponenten enthalten, insbesondere auch zur Herstellung solcher Verbindungen als Teil des elektrischen Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges.

Als Teil des elektrischen Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges ist eine Anschlußleitung für einen elektrischen Bremsbelag­ verschleißsensor bekannt, die als Flachbandleitung ausgebil­ det ist und bei der die Leiter an dem einen Ende der Leitung als Fühler dienen und an dem anderen Ende der Leitung in ei­ nem zweipoligen Stecker enden. Innerhalb des Steckers sind die Leiter über eine spezielle Schaltung mit den beiden Kon­ taktelementen des Steckers elektrisch verbunden (DE 38 18 877 A1). Bei diesem bekannten Leitungsverbinder kann die Flach­ leitung aus einer flexiblen Leiterplatte bestehen. Derartige Leiterplatten sind auch anderweitig als Teil des Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges bekannt (DE 24 41 665 A1).

Bei der Montage von Steckern an mehradrigen Leitungen, die für Verdrahtungszwecke oder zur Bildung von Kabelbäumen ver­ wendet werden, werden die Leiter der Leitungen üblicherweise entweder durch Löten oder Krimpen oder über Federkontakte mit den Kontaktelementen des Steckers verbunden. Derartige Ver­ bindungen sind entweder konstruktiv sehr aufwendig oder geo­ metrisch unbefriedigend oder mit hohen Arbeitskosten verbun­ den.

Zur Verbindung von gedruckten Schaltungsplatinen und inte­ grierten Schaltungen untereinander ist die Verwendung von Isolierplatten bekannt, die mit Durchgangsbohrungen versehen sind und die in diesen Bohrungen Kontaktelemente in Form von watteartigen, aus feinen leitenden Drähten bestehenden Pfrop­ fen enthalten (US 4,574,331 A, US 5,019,945 A). In einer Va­ riante, die sich in der zusätzlichen Verwendung eines ver­ schiebbaren Kontaktstiftes für jedes Kontaktelement auszeich­ net, sind derartige Kontaktelemente auch in einer Verbin­ dungseinrichtung eingesetzt worden, die in einem Kunststoff­ gehäuse zwei Steckbuchsen und eine zwischen den Steckbuchsen angeordnete Schaltplatine aufweist. Die stiftartigen Kontak­ telemente der Steckbuchsen weisen dabei Anschlußbereiche auf, die in das Kunststoffgehäuse eingebettet sind und die durch Bohrungen in dem Kunststoffgehäuse hindurch mittels der ge­ nannten Kontaktelemente mit den Leiterbahnen der Schaltplati­ ne elektrisch verbunden sind. Die Schaltplatine ist dabei auf einem deckelartigen, metallenen Gehäuseteil befestigt, das auf das Steckergehäuse aufgesetzt ist (US 5,382,169 A).

Ausgehend von einer mit einem mehrpoligen Stecker versehenen Flachbandleitung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Pa­ tentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen leicht montierbaren, zuverlässigen, dauerhaften und preiswerten Übergang von einer flexiblen Leiterplatte auf ei­ nen mehrpoligen Stecker zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Steckergehäuse aus einem die steckbaren Kontaktele­ mente umgebenden Hauptteil und einem den Verbindungsbereich abdeckenden deckelartigen Teil besteht, wobei die steckbaren Kontaktelemente mit ihren Anschlußbereichen in einer ersten Ebene mit Abstand zu einander nebeneinander in das Isolierma­ terial des Hauptteiles eingebettet sind, daß oberhalb der ersten Ebene und parallel zu dieser eine zweite Ebene vorgesehen ist, die eine Oberfläche des Haupt­ teiles des Steckergehäuses bildet und der Anordnung des einen Endes der flexiblen Leiterplatte dient, und daß auf diese zweite Ebene zur Fixierung des einen Endes der flexiblen Lei­ terplatte das deckelartige Gehäuseteil kraft- und/oder form­ schlüssig aufgesetzt ist; weiterhin ist wesentlich, daß die Anschlußbereiche in der ersten Ebene und die in der zweiten Ebene liegende Oberfläche des Hauptteiles des Steckergehäuses durch Bohrungen miteinander verbunden sind, in denen an sich bekannte Kontaktelemente in Form von watteartigen, aus feinen leitenden Drähten bestehenden Pfropfen zur Herstellung der elektrischen Verbindungen zwischen den Steckkontakten und den Leiterbahnen der Leiterplatte angeordnet sind.

Die mit der Erfindung vorgesehene Anwendung einer für ge­ druckte Schaltungen bekannten Verbindungstechnik auf die Ver­ bindung von als Flachleitungen verwendeten flexiblen Leiter­ platten mit Steckern und der damit verbundenen Anpassung der für die Verbindungen erforderlichen Komponenten vereinfacht die Herstellung der Leitungsverbinder durch Integration der Kontaktelemente in das Gehäuse, erhöht damit die Zuverlässig­ keit der Verbindungen durch Wegfall eventueller Montagefehler beim Einsetzen von Kontaktelementen und erübrigt Arbeitsgänge wie Anschlagen, Einführen in das Gehäuse und Verrasten der Kontaktelemente und damit verbundene Prüfvorgänge. Der An­ schluß der als flexible Leiterplatte ausgebildeten Anschluß­ leitung an den Stecker erfolgt dabei - nach der notwendigen Entfernung der Isolation der Leiterbahnen im Anschlußbereich, sofern nicht schon bei der Herstellung der Leiterplatte iso­ lationsfreie Bereiche vorgesehen wurden - durch zwei sehr einfache Arbeitsschritte, nämlich das Einlegen des eines En­ des der flexiblen Leiterplatte und das Arretieren der flexi­ blen Leiterplatte mit Hilfe des deckelartigen Gehäuseteiles. Diese beiden Arbeitsgänge sind nur einmal pro Stecker durch­ zuführen, also unabhängig davon, wieviele Kontaktelemente mit der Flachbandleitung verbunden werden sollen.

Die im Rahmen der Erfindung vorgesehene Anordnung und Fixie­ rung des einen Endes der flexiblen Leiterplatte am Steckerge­ häuses kann in Weiterbildung der Erfindung dadurch erfolgen, daß die der Anordnung des einen Endes der flexiblen Leiter­ platte dienende Oberfläche des Hauptteiles des Steckergehäu­ ses mit Noppen und die flexible Leiterplatte mit korrespon­ dierenden Löchern versehen sind. Beim Auflegen der flexiblen Leiterplatte greifen dann die Noppen in die Löcher ein, wo­ durch Bewegungen der flexiblen Leiterplatte in Richtung der Leiterplattenebene verhindert sind. Die so gegebene Positio­ nierung der flexiblen Leiterplatte wird dann durch Schließen des deckelartigen Teiles des Steckergehäuses fixiert. Durch geeignete, nicht symmetrische Anordnung der Noppen, die bei­ spielsweise stiftartig ausgebildet sind, und der Löcher kann darüber hinaus eine Kodierung erfolgen, die sicherstellt, daß zum einen die zugehörige flexible Leiterplatte in den ent­ sprechenden Stecker gelegt wird und daß zum anderen ein fal­ sches Einlegen, also eine oben-unten-Vertauschung vermieden wird. - Anstelle der erwähnten Anordnung von stiftartigen Noppen und Löchern oder zusätzlich zu dieser Anordnung kann die Fixierung der flexiblen Leiterplatte in Leiterplattenebe­ ne auch dadurch vorgenommen werden, daß die flexible Leiter­ platte im Bereich des zu fixierenden Endes mit einer der Fi­ xierung dienenden Kontur versehen ist, die mit einer korre­ spondierenden Kontur am Rand der eine Oberfläche des Haupt­ teiles des Steckergehäuses bildenden zweiten Ebene im Ein­ griff steht. - Als zusätzliche zugentlastende Maßnahme kann die flexible Leiterplatte auch S-förmig gebogen sein.

Der gemäß der Erfindung vorgesehene Aufbau der Verbindungs­ einrichtung ermöglicht auch auf sehr einfache Weise eine Ab­ dichtung des Anschlußbereiches. Es empfiehlt sich zu diesem Zweck, den mit den federnden Kontaktelementen versehenen Be­ reich der Oberfläche des Hauptteils des Steckergehäuses mit einer Nut zu umgeben und in diese einen Dichtring einzulegen. Beim Verrasten des deckelartigen Teiles des Steckergehäuses wird dann die flexible Leiterplatte gegen diesen Dichtring und der Dichtring gegen das Steckergehäuse gepreßt, wobei der von der Isolation befreite Bereich der flexiblen Leiterplatte innerhalb der ringförmigen Dichtzone zu liegen kommt. - Diese einfache Möglichkeit der Abdichtung wird unabhängig von der Anzahl der Pole des Steckers nur einmal pro Stecker benötigt. Die Verwendung von sonst üblichen Blindstopfen oder ähnlichen Elementen entfällt. Weiterhin kann das gleiche Steckerdesign sowohl für wasserdichte Stecker als auch für Stecker, die nicht wasserdicht zu sein brauchen, verwendet werden, wobei der Unterschied zwischen beiden lediglich in der Bestückung mit oder ohne den Dichtring oder ein ähnliches Dichtmedium besteht.

Das gemäß der Erfindung vorgesehene deckelartige Gehäuseteil kann auf das Hauptteil des Steckergehäuses aufgesteckt werden oder kann bereits bei der Herstellung des Hauptteiles ein­ stückig mit diesen über eine scharnierähnliche Verbindung be­ wegbar befestigt sein. Die endgültige Positionierung erfolgt dann mittels einer Schnappvorrichtung, wie sie bei zweiteili­ gen Gehäusen bzw. für scharnierartig befestigte Gehäuseteile üblich ist (z. B. DE 43 03 738 A1).

Ein Ausführungsbeispiel der neuen Verbindungseinrichtung ist in den Fig. 1 bis 7 dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die neue Verbin­ dungseinrichtung,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Dar­ stellung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einen um 90° gegenüber der Darstellung gemäß Fig. 1 versetzten Längsschnitt,

Fig. 4 und 5 eine Seiten- und Frontansicht, und die

Fig. 7 und 8 eine Abwandlung der Fig. 2 und 3 dahinge­ hend, daß der Anschlußbereich der Verbin­ dungseinrichtung abgedichtet ist.

Gemäß Fig. 1 ist am Ende einer Flachbandleitung 2, die als flexible Leiterplatte ausgebildet ist, ein Stecker 1 angeord­ net, der aus dem Hauptteil 11 des Steckergehäuses, dem dec­ kelartigen Gehäuseteil 12 und drei in einer Ebene 15 mit Ab­ stand zueinander nebeneinander angeordneten stiftartigen Kon­ taktelementen 13 besteht. Das Ende der flexiblen Leiterplatte 2 ist dabei auf eine stufenartige Ausnehmung des Gehäusetei­ les 11 aufgelegt und mit Hilfe des deckelartigen Teiles 12 fixiert. Die Oberfläche des Gehäuseteiles 11, auf die die flexible Leiterplatte aufgelegt ist, verläuft dabei in der Ebene 16, die parallel zur Ebene 15 angeordnet ist.

Gemäß Fig. 2 sind im Bereich der Ebene 16 stiftartige Noppen 17 angeordnet, die in Löcher 18 der Leiterplatte 2 eingrei­ fen. Weiterhin sind Bohrungen 20 dargestellt, die von der zweiten Ebene durch das Gehäuseteil 11 zu den Anschlußberei­ chen 14 der Kontaktelemente 13 führen und in die federnde Kontaktelemente 19 eingesetzt sind. Diese Kontaktelemente 19 berühren einerseits die Anschlußbereiche 14 der stiftartigen Kontaktelemente 13 und andererseits die von der Isolation be­ freiten Bereiche der Leiterbahnen der flexiblen Leiterplatte 2. Diese von der Isolation befreiten Bereiche sind in Fig. 3 zu erkennen und mit dem Bezugszeichen 25 charakterisiert. Je­ de Leiterbahn 21, 22, 23 ist somit an ihrem Ende mit einem sol­ chen isolationsfreien Bereich versehen. - Im übrigen ist das zu fixierende Ende der Leiterplatte 2 mit einer Kontur 24 versehen, die mit einer gleichartigen Kontur in der Oberfläche des Gehäuseteiles 11 korrespondiert und ebenfalls eine lagerichtige Positionierung der Leiterplatte erzwingt.

Die Fig. 4 und 5 zeigen das Hauptteil 11 des Steckergehäu­ ses im Zusammenspiel mit dem deckelartigen Gehäuseteil 12, das an der einen Längsseite des Steckergehäuses über ein Scharnier 33 mit dem Hauptteil 11 des Steckergehäuses verbun­ den ist und das an der anderen Längsseite über eine Schnapp­ verbindung 34 mit dem Hauptteil 11 verrastet. Dabei wird die flexible Leiterplatte 2 zwischen den Teilen 11 und 12 des Steckergehäuses fixiert.

Gemäß den Fig. 6 und 7 ist in demjenigen Bereich der Ober­ fläche des Hauptteiles 11 des Steckergehäuses, der in der Ebene 16 liegt, eine in sich geschlossene, hier rechteckige Nut 31 eingelassen, in die ein Dichtring 32 eingelegt ist. Die Nut 31 umschließt dabei den Anschlußbereich der stiftar­ tigen Kontaktelemente 13 mit den federnden Kontaktelementen 19. Die flexible Leiterplatte 2 ist auf den von dem Dichtring 32 umschlossenen Bereich so aufgelegt, daß die von der Isola­ tion befreiten Bereiche 25 der Leiterbahnen 21, 22 und 23 in­ nerhalb des Dichtbereiches zu liegen kommen.

Claims (5)

1. Mit einem mehrpoligen Stecker versehene Flachbandleitung, die einen Teil eines elektrischen Netzes bildet und aus einer flexiblen Leiterplatte besteht und deren Stecker aus einem mehrere steckbare Kontaktelemente umgebenden, isolierenden Gehäuse besteht,
wobei die steckbaren Kontaktelemente mit ihren Anschlußbereichen mit den Leiterbahnen der flexiblen Leiterplatte verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steckergehäuse aus einem die steckbaren Kontaktelemente (13) umgebenden Hauptteil (11) und einem den Verbindungsbereich abdeckenden deckelartigen Gehäuseteil (12) besteht, wobei die steckbaren Kontaktelemente (13) mit ihren Anschlußbereichen (14) in einer ersten Ebene (15) mit Abstand zueinander nebeneinander in das Isoliermaterial des Hauptteiles (11) eingebettet sind,
daß oberhalb der ersten Ebene (15) und parallel zu dieser eine zweite Ebene (16) vorgesehen ist, die eine Oberfläche des Hauptteiles (11) des Steckergehäuses bildet und der Anordnung des einen Endes der flexiblen Leiterplatte (2) dient,
daß auf diese zweite Ebene (16) zur Fixierung des einen Endes der flexiblen Leiterplatte (2) das deckelartige Gehäuseteil (12) kraft- und/oder formschlüssig aufgesetzt ist
und daß die Anschlußbereiche (14) in der ersten Ebene (15) und die in der zweiten Ebene (16) liegende Oberfläche des Hauptteiles (11) des Steckergehäuses durch Bohrungen (20) miteinander verbunden sind, in denen an sich bekannte federnde Kontaktelemente (19) in Form von watteartigen, aus feinen leitenden Drähten bestehenden Pfropfen zur Herstellung der elektrischen Verbindungen zwischen den steckbaren Kontaktelementen (13) und den Leiterbahnen (21, 22, 23) der Leiterplatte (2) angeordnet sind.

2. Flachbandleitung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Anordnung des einen Endes der flexiblen Leiterplatte (2) dienende Oberfläche des Hauptteiles (11) des Steckergehäuses mit Noppen (17) und die flexible Leiterplatte (2) mit korrespondierenden Löchern (18) versehen sind.

3. Flachbandleitung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplatte (2) im Bereich ihres zu fixierenden Endes mit einer der Fixierung dienenden Kontur (24) versehen ist, die mit einer korrespondierende Kontur am Rand der eine Oberfläche des Hauptteiles (11) des Steckergehäuses bildenden zweiten Ebene (16) im Eingriff steht.

4. Flachbandleitung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den federnden Kontaktelementen (19) versehene Bereich der eine Oberfläche des Hauptteiles (11) des Steckergehäuses bildenden zweiten Ebene (16) von einer Nut (31) umgeben ist, in die ein Dichtring (32) eingelegt ist.

5. Flachbandleitung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das deckelartige Gehäuseteil (12) einerseits über ein Scharnier (33) am Hauptteil (11) des Steckergehäuses befestigt und andererseits mittels einer Schnappvorrichtung (34) mit dem Hauptteil (11) des Steckergehäuses verrastbar ist.