DE19810428C2 - Gehäuse mit einem Kontaktbereich - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Gegenstand der Erfindung ist ein Gehäuse mit einem Kontaktbereich zur elektrischen Verbindung mit einem anderen Gehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1.

Elektronische Geräte bzw. gehäuste Baugruppen oder Stromversorgungseinheiten für tragbare Elektronikgeräte benötigen externe Anschlüsse, um elektrische Verbindungen zu anderen elektronischen Geräten, Erweiterungsbausteinen oder zum Beispiel Aufladestationen herstellen zu können. Diese Anschlüsse müssen in den meisten Fällen leicht trennbar sein.

Das Gehäuse weist folglich mindestens einen von außen zugänglichen Anschluß mit mindestens einem elektrischen Leiter auf, der den von außen zugänglichen Anschluß mit dem Innenraum des Gehäuses verbindet.

Stand der Technik

Traditionell werden externe Anschlüsse von elektronischen Geräten für Signal- und Stromversorgungsleitungen als Stecker oder Steckbuchsen ausgebildet. Das gleiche gilt für trennbare Geräteeinheiten innerhalb eines elektronischen zusammengefaßt, die direkt auf eine Leiterplatte gelötet oder über eine flexible Leiterplatte, ein Flachkabel oder diskreten Drähten mit der Flachbaugruppe verbunden wird.

Nachteilig bei der Steckerkontaktierung sind nicht nur die Kosten für die Stecker und Gegenstecker sowie der Montageaufwand für die Steckeranschlüsse, sondern auch der zusätzlich Platzbedarf und die Gewichtszunahme, was insbesondere für tragbare Elektronikgeräte von besonderer Bedeutung ist.

In dem US-Patent 5,427,537 werden die externen Anschlüsse einer gehäusten Batterieeinheit für ein Mobiltelefon mit Hilfe einer flexiblen Leiterplatte gebildet, wobei die flexible Leiterplatte für die Batterieverdrahtung zusätzlich mit Kontaktflächen versehen wird. Diese Kontaktflächen werden im Innern des Gehäuses so angeordnet und befestigt, daß sie durch Öffnungen in der Gehäusewand von außen zugänglich sind. Durch diese Öffnungen greifen Anschlußpins oder Anschlußfedern des Mobiltelefons und stellen einen elektrischen Kontakt zu den Anschlußflächen der flexiblen Leiterplatte her. Um den Kontaktdruck aufzufangen, wird der Kontaktbereich der flexiblen Leiterplatte durch eine Auflagefläche oder durch eine Versteifungsleiste im Gehäuseinnern hinterlegt und versteift.

Die JP-A-7-218 292 betrifft ein Anzeigegerät für Meßwerte eines Fahrzeugs, wobei die Anzeigeeinheit im inneren eines Gehäuses an einer innenliegenden Wand befestigt ist. Die flexible Leiterplatte wird durch einen Schlitz in einer nach außen versetzten Gehäusewand aus dem Innenraum herausgeführt und liegt an der Außenwand an. Im weiteren Verlauf ist die flexible Leiterplatte von der Gehäuseaußenseite in eine Ausstülpung geführt, wo sie endet. In diesem Bereich der Ausstülpung findet die Kontaktierung mit einem mit dem Gehäuse verrastbaren Stecker statt.

Aus der DE-A1-29 15 679 ist ein Verbinder für flexible Kabel bekannt, wobei es sich hier um ein Mehrleiter-Flachbandkabel mit mehreren äquidistant angeordneten Leitern handelt, die durch eine Kabelisolierung zusammengehalten werden. Weiterhin sind flexible gedruckte Schaltungsfilme mit mehreren Leitungspfaden beschrieben, wobei die Leitungspfade in leitende Anschlußplättchen münden. Durch Verwendung eines speziell geformten Kabelverbinders lassen sich zwischen den Enden des Mehrleiter- Flachbandkabels bzw. der Schaltungsfilmsstreifens zusätzliche Kontaktbereiche schaffen. Dies geschieht dadurch, daß das Kabel zwischen ein Führungsteil und ein Befestigungsteil eingeklemmt wird. Die Problematik der Kontaktierung eines Gehäuses ist hier nicht erwähnt.

Die Kontaktierung mit Hilfe von Kontaktflächen auf einer flexiblen Leiterplatte hat inhärente Vorteile gegenüber einer Steckerausführung hinsichtlich Platzbedarf, Gewicht und Kosten pro Kontaktstelle. Es ist aber nicht zu übersehen, daß zur Unterstützung des flexiblen Kontaktbereichs ein konstruktiver Aufwand für dessen Abstützung erforderlich ist, die vor allem Platz im Gehäuse kostet und daß die notwendigen Öffnungen im Gehäuse spritztechnische Probleme mit sich bringen können. Für die Brauchbarkeit und Zuverlässigkeit dieser Kontaktierung ist auch kritisch, wie der flexible Kontaktbereich auf der Versteifungsfläche positioniert und fixiert wird. Darüber ist der Druckschrift nichts zu entnehmen

Diese Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gemacht, externe Kontakte für gehäuste Elektronikeinheiten auszubilden, die einen Anschluß für die externe Kontaktierung besitzen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Darstellung der Erfindung

Ausgehend davon, daß der Leiter aus dem Gehäuse herausgeführt und in dem den von außen zugänglichen Anschluß aufweisenden Kontaktbereich zumindest abschnittweise entlang des Gehäuses geführt wird, wobei der Leiter auf einer flexiblen Leiterplatte angeordnet ist, die vorzugsweise ein Teil einer Elektronikeinheit oder einer Batterie sein kann, weist das Gehäuse gemäß der Erfindung in der Außenwand einen Gehäusewandeinsatz auf, auf welchem der Kontaktbereich angeordnet ist. Hierdurch sind veränderte Toleranzen am Gehäuse selbst möglich. Der Gehäusewandeinsatz selbst kann mit hoher Präzision, d. h. mit geringen Toleranzen gefertigt werden.

Dieser Leiter ist auf dem Gehäuseeinsatz in der Gehäusewand geführt und befestigt, wobei die Gehäusewand selbst die Versteifung des Kontaktbereichs übernimmt und die Kontaktkräfte aufnimmt.

Dadurch, daß der flexible Kontaktbereich auf dem Gehäuseeinsatz in der Gehäusewand geführt und befestigt wird, können die Kontaktkräfte ohne zusätzliche Abstützung aufgenommen werden.

Die Vorsehung eines Steges innerhalb des Kontaktbereichs ermöglicht die Verbindung zweier Anschlüsse, die durch den Steg gegeneinander abgetrennt sind. Die Höhe und Länge des Stegs wird dabei so gewählt, daß Fehlkontaktierungen und Kurzschlüsse ausgeschlossen werden können.

Zur positionsgenauen Fixierung einer flexiblen Leiterplatte in dem mit einem Steg versehenen Kontaktbereich weist die Leiterplatte zwischen den Anschlüssen einen Durchbruch in der Größe des Steges auf.

Zusätzlich kann der Leiter im Kontaktbereich mit der Außenseite des Gehäuseeinsatzes mittelbar oder unmittelbar verbunden sein, also beispielsweise direkt auf den Gehäuseeinsatz geklebt werden oder unter Zwischenschaltung der flexiblen Leiterplatte mit dieser verbunden sein, wobei die Leiterplatte dann wiederum mit dem Gehäuseeinsatz verbunden ist.

Weiterhin können der Gehäuseeinsatz und der Leiter und/oder die Leiterplatte zur formschlüssigen Verankerung einander entsprechende Befestigungsmittel besitzen. Diese Befestigungsmittel können aus Aufnahmelöchern einerseits und Stiften andererseits bestehen, die zumindest teilweise ineinandergreifen. Auch Stege mit den hierfür entsprechenden Aussparungen oder andere Vorsprünge sind hier vorstellbar.

Vorteilhaft ist, wenn ein überstehendes Befestigungsmittel, beispielsweise ein Stift, derart über den Leiter hervorragt, daß es zu einem Nietkopf umformbar ist.

Weiterhin vorteilhaft ist das Abdecken des Kontaktbereichs mit einer Blende, so daß lediglich die Anschlüsse zugänglich sind. Dabei kann die Blende an den für die Leiterplatte vorgesehenen Befestigungsmitteln verbunden sein.

Der Kontaktbereiche ist beispielsweise durch Aufnahmelöcher in der flexiblen Leiterplatte, in die entsprechende Stifte auf der Außenfläche des Gehäuseeinsatzes greifen, fixiert und befestigt.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Gemäß der Erfindung ausgestaltete Geräte sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt die

Fig. 1 eine perspektivische Sicht einer Außenwandkontaktierung, wobei die Kontaktflächen auf der Außenseite eines Gehäusewandeinsatzes liegen, die

Fig. 2 eine Draufsicht von Fig. 1, die

Fig. 3a einen Schnitt entlang der Linie AB aus Fig. 2, die

Fig. 3b einen Blick auf die Gehäuseinnenwand, die

Fig. 4 die Abfolge einer formschlüssigen Verbindung von flexiblen Leiterplatten auf einen Gehäusewandeinsatz, die

Fig. 5a eine Blende für eine Gehäusewandeinsatz mit Einzelöffnungen über jeden Kontakt und die

Fig. 5b eine Blende für Gehäusewandeinsatz mit gemeinsamer Öffnung über den Kontaktbereich.

Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 mit einem Kontaktbereich 2 zur Herstellung elektrischer Verbindungen dargestellt. Eine flexible Leiterplatte 6 wird über einen im Gehäuse 1 befindlichen Schlitz 8 aus dem Gehäuse heraus geführt, wodurch den von außen zugänglichen Anschluß herstellende Kontaktflächen 5 auf der Außenwand 10 zu liegen kommen, wobei zwischen einzelnen Kontaktflächen 5 über die Gehäuseaußenwand 10 hervorstehende Stege 11 angeordnet sind. Der Kontaktdruck wird hier durch die Gehäuseaußenwand 10 selbst aufgefangen, wobei die Außenwand 10 einen Gehäusewandeinsatz 16 aufweist, auf welchem der Kontaktbereich 2 angeordnet ist. Hierdurch sind veränderte Toleranzen am Gehäuse selbst möglich. Der Gehäusewandeinsatz 16 selbst kann mit hoher Präzision, d. h. mit geringen Toleranzen gefertigt werden, wobei zwischen dem Gehäusewandeinsatz 16 und der in der Seitenwand 10 vorgesehenen aufnehmenden Aussparung ein Spalt 8 zur Durchführung der Leiterplatte 6 vorhanden ist.

Die Höhe und Länge der Stege 11 wird dabei so gewählt, daß sie als Trennsteg zwischen den Kontakten wirken und sicher Fehlkontaktierungen und Kurzschlüsse ausschließen. Die flexible Leiterplatte 6 weist zwischen den Kontakten Durchbrüche in der Größe der Stege 11 auf, wodurch die flexible Leiterplatte 6 positionsgenau aufgenommen und fixiert wird. Diese Durchbrüche sind nicht dargestellt, ergeben sich aber aus der Zeichnung ohne weiteres.

In Fig. 2 ist die Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform gezeigt. Man erkennt die innerhalb des Gehäuses 1 angeordnete Leiterplatte 6 sowie einen in der Seitenwand 10 angeordneten Gehäuseeinsatz 16. Dieser Gehäuseeinsatz 16 weist seitliche Stege 17 auf, welche in einer entsprechende Nut 18 in der Aussparung 10' der Seitenwand 10 geführt sind. An dem Gehäuseeinsatz 16 sind zur Führung der Leiterplatte 6 zwischen den Kontakten 5 die Stege 11 angeordnet. An den Steilen der Stege 11 weist die Leiterplatte 2 Ausnehmungen auf, so daß die Leiterplatte 6 die Stege umschließt.

Der formschlüssig in die Gehäusewandaussparung eingesetzte, in der Gehäusewand 10 fest fixierte Gehäusewandeinsatz 16 übernimmt die Versteifung des Kontaktbereichs 2 und dient zur Aufnahme der Kontaktkräfte.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch den Gehäuseeinsatz 16 dargestellt. Man erkennt, daß die Leiterplatte 6 durch einen zwischen dem Gehäuseeinsatz 16 und dem Gehäuse 1 vorhandenen Schlitz 8 hindurchgeführt wird und auf der Außenseite des Gehäuseeinsatzes 16 aufliegt. Der Schlitz 8 entsteht dadurch, daß die seitlichen Stege 17 gegenüber der Auflagefläche 18 des Gehäuseeinsatzes 16 über den Gehäuseeinsatz 15 hinaus vorstehen. Die Leiterplatte 6 ist um den Gehäuseeinsatz 16 herum geführt und an diesem mittels der Stege 11 festgelegt. Die Leiterplatte 6 kann dabei mit dem Gehäuseeinsatz 16 verklebt sein.

In Fig. 3 ist die Ansicht auf den Gehäuseeinsatz 16 auf dem Gehäuseinneren gezeigt. Zwischen dem Gehäuseeinsatz 16 und dem Gehäuse 1 ist der Spalt 8 vorhanden, durch welchen die Leiterplatte 6 mit den Kontakten 5 geführt wird. Gebildet wird der Spalt 8 durch den Überstand der Stege 17, die gleichzeitig eine seitliche Begrenzung des Spaltes 8 darstellen. Die seitlichen Stege 17 sind in entsprechenden Gehäusenuten 18 geführt.

In den Fig. 4 und 5 wird die formschlüssige Verbindung der flexiblen Leiterplatte auf dem Gehäusewandeinsatz 16 gezeigt. Der Gehäusewandeinsatz 16 ist mit den seitlichen Führungsrippen 17 versehen, welche einen Auflagebereich 20 für die flexible Leiterplatte begrenzen. Die Führungsrippen 17 erstrecken sich dabei über den Auflagebereich 20 hinaus. Zusammen mit der Gehäusewand entsteht hierdurch der Schlitz 8, durch welchen die flexible Leiterplatte aus dem Gehäuse herausgeführt wird. Zur Befestigung der flexiblen Leiterplatte auf dem Auflagebereich 20 sind Befestigungsmittel in Form von Stiften 21 vorgesehen, welche durch entsprechende Öffnungen in der Leiterplatte hindurchragen. Alternativ können selbstverständlich auch Stege vorgesehen werden.

In Fig. 4b ist ein Schnitt gemäß der Linie C-D aus Fig. 4a gezeigt, in dem die über den Auflagebereich 20 hervorstehenden Stifte 21 gezeigt sind. Auch die an dem Gehäuseeinsatz 16 angebrachte Führungsrippen 17 sind erkennbar.

In Fig. 4c wurde die flexible Leiterplatte 6, die über den Spalt 8 aus dem Innern des Gehäuses herausgeführt wurde, durch Umbiegen zur Auflage auf die Auflagefläche 20 gebracht, wobei die Anschlüsse 5a, 5b zwischen den durch die Leiterplatte ragende Stifte 21 festgelegt sind. Die flexible Leiterplatte 6 ist dabei im Randbereich mit ausgeschnittenen Löchern versehen und nur im mittleren Bereich umschließen die Löcher die Stifte 21 vollständig.

Fig. 4d ist eine Ansicht von oben auf den mit der Leiterplatte 6 versehenen Gehäuseeinsatz 16 gezeigt, wodurch die angeschnittenen Löcher in der Leiterplatte 6 deutlicher erkennbar sind, da hier die Stifte 21 im Gegensatz zu dem Stift 22 nicht vollständig von der Leiterplatte 6 umgeben sind.

In Fig. 4e wurde der mit der Leiterplatte verbundene Gehäuseeinsatz mit einer Blende gemäß Fig. 5a versehen, so daß die Leiterbahn bis auf die Anschlüsse 5a, 5b verdeckt ist.

In der Draufsicht der Fig. 4f ist der in die Gehäusewand 10 eingelassene Gehäuseeinsatz 16 gezeigt, der mit der Leiterplatte 6 und der Blende 22 bündig mit der Gehäuseaußenwand abschließt.

Alternativ zu der in Fig. 4c dargestellten Fixierung der Leiterplatte 6 mittels Stiften 21 ist die Fixierung durch Stege 24, 25 möglich (Fig. 4a), wobei die Stege 25 als seitliche Führung der Leiterplatte 6 dienen. Dies ist im Schnitt in Fig. 4h dargestellt.

In Fig. 4i ist die für diese Konfiguration erforderliche Abschlußblende 26 dargestellt, die neben einer zentralen Öffnung zur Aufnahme des Stegs 24 seitliche Einschnitte mit den Abmessungen der Stege 25 aufweist.

In Fig. 5a ist die in Fig. 4e und Fig. 4f verwendete Blende 23 dargestellt. die Blende 23 weist zwei Kontaktöffnungen 27, 28 auf, durch welch auf die Anschlüsse 5a bzw. 5b zugegriffen werden kann. Weiterhin sind Aufnahmelöcher 29 vorgesehen, welche mit den in Fig. 4 dargestellten Stiften 21 bzw. 22 zusammenwirken.

Dabei können die Stifte auch durch die Aufnahmelöcher 29 über den Leiter oder über die Blende 23 hervorragen, so daß eine Umformung zu einem Nutkopf möglich ist. Hierdurch wird eine dauerhafte Verbindung der einzelnen Bauteile gewährleistet.

In Fig. 5b tritt an die Stelle zweier Kontaktöffnungen für 2 Anschlüsse eine einzige, zentrale Kontaktöffnung 30, in welcher beispielhaft fünf Anschlüsse 31 zugänglich sind.

Weiterhin kann bei allen Ausführungsbeispielen der Kontaktbereich 2 der flexiblen Leiterplatte 6 zusätzlich in die Leiterplatte 6 teilweise übergreifende, nicht dargestellte Führungsnuten auf der Außenseite der Gehäusewand 10 geschoben und dort fixiert sein, so daß sich der flexible Kontaktbereich fest in dem Bereich zwischen den Schlitzen 8, 9 an die Außenseite schmiegt.

Bei einem Gehäuse, das aus einem Gehäuseunterteil und einem Gehäuseoberteil besteht und elektrische Kontakte hat, die von außen kontaktiert werden können, kann der Leiter wie folgt aus dem Gehäuse geführt werden: Mindestens eines der Gehäuseteile besitzt im Gehäuserand eine Aussparung, so daß beim Zusammenfügen von Ober- und Unterteil ein Schlitz gebildet wird, der sich in der Nähe des Anschlußbereichs befindet und durch den der Kontaktbereich einer flexiblen Leiterplatte von innen nach außen geführt und der Kontaktbereich der flexiblen Leiterplatte auf die Gehäuseaußenwand des Gehäuseunterteils bzw. des Gehäuseoberteils so fixiert wird, daß die Kontakte der flexiblen Leiterplatte für externe Anschlüsse genutzt werden können, wobei die Gehäusewand gleichzeitig die Versteifung der Kontaktbereiche übernimmt und zur Aufnahme der Kontaktkräfte dient.

Claims (9)

1. Gehäuse mit einem Kontaktbereich (2) aufweisend mindestens einen von außen zugänglichen Anschluß (5a, 5b) mit mindestens einem elektrischen Leiter (5'), der den von außen zugänglichen Anschluß (5a, 5b) mit dem Innenraum des Gehäuses (1) verbindet, wobei der Leiter (5') aus dem Gehäuse (1) herausgeführt und in dem von außen zugänglichen Kontaktbereich (2) zumindest abschnittsweise entlang des Gehäuses (1) geführt ist und wobei der Leiter (5') auf einer flexiblen Leiterplatte (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich (2) auf einem mit dem Gehäuse (1) verbundenen Gehäuseeinsatz (16) angeordnet ist.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Anschlüsse (5a, 5b) vorhanden sind, die in dem Kontaktbereich (2) durch einen Steg (11) gegeneinander abgetrennt sind.

3. Gehäuse nach und einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplatte (6) im Kontaktbereich (2) ein Durchbruch zwischen den Anschlüssen (5a, 5b) in der Größe des Stegs (11) aufweist, wobei vorzugsweise die flexible Leiterplatte (6) an dem Steg (11) positionsgenau aufgenommen und fixiert wird.

4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (5') im Kontaktbereich (2) mit der Außenseite des Gehäuseeinsatz (16) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist.

5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseeinsatz (16) im Kontaktbereich (2) des Leiters (5') Führungsmittel für den Leiter aufweist.

6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (5') und/oder die Leiterplatte (6) und der Gehäuseeinsatz (16) einander entsprechende Befestigungsmittel zur formschlüssigen Verankerung besitzen.

7. Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel aus Aufnahmelöchern einerseits und Stiften andererseits bestehen, die zumindest teilweise ineinandergreifen.

8. Gehäuse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte durch die Aufnahmelöcher über den Leiter hervorragen und zu einem Nutkopf umformbar sind.

9. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich (2) mit einer Blende (23, 26) abgedeckt ist.