DE19953646A1 - Steckverbindungssystem für folienisolierte Leiter - Google Patents
Steckverbindungssystem für folienisolierte LeiterInfo
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Abstract
Beschrieben wird ein Steckverbindungssystem für flexible Leiterfolien mit folienisolierten Leitern, mit einer Steckereinheit und einem Gegenstecker, die jeweils an einem Leiterfolienendbereich vorgesehen sind und zu Zwecken einer elektrischen Kontaktierung der folienisolierten Leiter ineinander steckbar sind. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steckereinheit und der Gegenstecker jeweils einen Grundkörper und einen Deckel aufweisen, der über einen Fixiermechanismus mit dem Grundkörper in innigen festen Kontakt bringbar ist, dass zwischen dem Grundkörper und dem Deckel jeweils wenigstens eine Durchdringungsstruktur vorgesehen ist, in die ein folienisolierter Leiter des Leiterfolienendbereichs vor Inkontaktbringen des Deckels mit dem Grundkörper einbringbar ist und die den folienisolierten Leiter zu Zwecken der Fixierung und elektrischen Kontaktierung mittels ausschließlichem Verpressen jeweils des Deckels gegen den Grundkörper wenigstens teilweise durchdringt.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steckverbindungssystem für flexible Leiterfolien
mit folienisolierten Leitern, mit einer Steckereinheit und einem Gegenstecker, die
jeweils an einem Leiterfolienendbereich vorgesehen sind und zu Zwecken einer
elektrischen Kontaktierung der folienisolierten Leiter ineinander steckbar sind.
Flexible Leiterfolien werden vielfach in der Unterhaltungs- und Konsumerelektronik
ebenso wie auch im Fahrzeugbau eingesetzt, insbesondere dort, wo eine gezielte
elektrische Kontaktierung zumeist zwischen einer Vielzahl elektrischer Kontaktstellen
bei nur sehr beschränkten Raumbedingungen gewünscht ist. Flexible, oder wie sie
auch genannt werden biegeschlaffe Leiterfolien verfügen über ein geringes Gewicht
und gestatten durch ihre flexible Bandstruktur eine geordnete Parallelführung von
einer Vielzahl getrennter Leiterbahnen. Auch im Hinblick auf spezielle Anforderungen
werden an Stelle gängiger elektrischer Verbindungstechniken, wie das Vorsehen
einzelner, isolierter Verbindungsdrähte, geeignet konfigurierte flexible Leiterfolien
verwendet, die unbeschadet jeglichen äußeren mechanischen Einwirkungen, wie
beispielsweise Vibrationen, standhalten können. Insbesondere im Fotokamerabau ist
diese Verbindungstechnik fest etabliert.
Grundsätzlich werden bei flexiblen Leiterfolien zwei verschiedene Konzepte
unterschieden:
Als flexible, flache Folienleiter (FFC = flexible flat cable) werden Leiterfolien
bezeichnet, bei denen die Leiterbahnen, ähnlich wie bei Flachbandkabeln,
ausschließlich parallel in eine Richtung verlaufen. Diese Art der Folienleiter werden
ausschließlich für die elektrische Verbindung zwischen einer Vielzahl elektrischer
Kontaktstellen verwendet.
Im Unterschied dazu können flexible Leiterplatten zusätzlich elektrische Schaltkreise
aufweisen, die durch geeignete Drucktechniken auf den flexiblen Leiterfolien
abgebildet werden. Diese, auch als FPC (flexible printed circuits) bezeichnete
Folienleiter werden durch spezielle Produktionsverfahren auf der Folie mit
zweidimensionalen Strukturen versehen.
Zur elektrischen Kontaktierung der flexiblen Leiterfolien mit Bauteilen wie
Leiterplatten oder anderen elektrischen bzw. elektronischen Funktionselementen
kommen sowohl Stecker als auch Löt- und Klebeverfahren zum Einsatz. Im Bereich
der Stecker sind unterschiedliche Prinzipien bekannt, die sich jeweils
hinsichtlich ihrer erforderlichen Fügekräfte beim Anbringen des Steckers an die
Leiterfolie unterscheiden. So werden ZIF-Stecker von LIF-Steckern unterschieden
(ZIF = cero insertion force; LIF = low insertion force), jedoch ist es bei beiden
Steckertypen in der Regel erforderlich, dass der Kontaktierungsbereich vor
Anbringen des Steckers abisoliert sein muss.
Ferner sind Stecker bekannt, die die auf den flexiblen Leiterfolien vorgesehene
Isolationsschicht durchstoßen und auf diese Weise den elektrischen Kontakt zu den
Leiterbahnen herstellen. Derartige Durchdringungssteckverbinder, wie sie vielfach
genannt werden, weisen Kontaktstifte auf, die sowohl die Isolationsschichten als
auch die Leiterschicht der folienisolierten Leiter durchstoßen und auf der Unterseite
der Leiterfolien derart auf- bzw. umgebogen werden, sodass ein laterales,
zerstörungsfreies Herausziehen der Folie aus den Durchdringungssteckverbinder
nicht mehr möglich ist.
In Fig. 1 ist ein an sich bekannter Durchdringungssteckverbinder in einer
Querschnittsansicht dargestellt. Die zu kontaktierende Leiterbahn 1 mündet einseitig
in den Durchdringungssteckverbinder 2, der in einem Gehäuse mit einer oberen 3
und unteren Deckelplatte 3' eingebracht ist. Beide Deckelplatten sind einseitig (nicht
dargestellt) miteinander derart angelenkt, sodass sie gegeneinander gedrückt
werden können, bis sie eine geschlossene Position einnehmen (dies ist in Fig. 1
dargestellt) und über entsprechende Konturen gegeneinander arretiert werden
können. Zwischen den Deckelplatten 3, 3' weist der Durchdringungssteckverbinder 2
eine metallische Kontaktstiftanordnung 4 auf, die die Leiterbahn 1 über eine ihrer
Seitenkanten umfasst und mittels geeignet geformten Kontaktstiftstrukturen 41 und
42 die Leiterbahn lokal durchdringt. Der Durchdringungsvorgang erfolgt mittels eines
geeigneten Werkzeuges, bspw. mit einer Crimpzange, das die Kontaktstiftstrukturen
entsprechend verformt, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Crimpzange umschließt dabei
einerseits von unten durch die Deckelplatte 3' hindurchgreifend und andererseits von
oben, noch bevor die obere Deckelplatte geschlossen ist, unmittelbar die Kontaktsifte
und verformt diese. Anschließend werden die Deckelplatten 3 und 3' miteinander
verfügt.
Ein seitliches Herausnehmen der Leiterbahn 1 aus dem geschlossenen
Durchdringungssteckverbinder 2 ist nicht möglich.
Der bekannte Durchdringungssteckverbinder weist jedoch eine Reihe von Nachteilen
auf. So ist zur Herstellung einer dauerhaften Verbindung zwischen dem
folienisolierten Leiter und dem Durchdringungsstecker wenigstens ein Werkzeug
erforderlich, mit dem eine gezielte Verformung der Kontaktstiftstrukturen
durchzuführen ist. Der bekannte Stecker weist ungeschützte und frei zugängliche
Anschlusskontaktflächen auf, die in einen entsprechenden Gegenstecker eingefügt
werden können, wobei jedoch nicht ausgeschlossen werden kann, dass bei
unsachgemäßen Zusammenfügen von Stecker und Gegenstecker
Falschkontaktierungen bspw. durch verdrehtes Einfügen möglich sind. Hierbei kann
es zudem auch vorkommen, dass die Steckerkontaktflächen Beschädigungen
erfahren können, durch die die Steckerverbindung vollständig unbrauchbar wird.
Häufig besteht der Wunsch, Steckkontakte in einer beliebigen Vielzahl
nebeneinander und übereinander anzuordnen, um auf diese Weise frei wählbare
Steckfelderarrays mit einer vorgegebenen Rastermasshaltigkeit zu schaffen. Diese
Anordnungsmöglichkeiten sind mit den bekannten Steckverbindungssystemen nicht
möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Steckverbindungssystem für flexible
Leiterfolien mit folienisolierten Leitern, mit einer Steckereinheit und einem
Gegenstecker, die jeweils an einem Leiterfolienendbereich vorgesehen sind und zu
Zwecken einer elektrischen Kontaktierung der folienisolierten Leiter ineinander
steckbar sind, derart weiterzubilden, dass die vorstehend genannten Nachteile sowie
den vorstehend beschriebenen Wünschen entsprochen werden können.
Insbesondere soll es möglich sein, in einem einzigen Schritt die folienisolierten Leiter
innerhalb des Steckers zu kontaktieren und zugleich den Leiterfolienendbereich mit
einem schützenden Gehäuse zu umgeben, vorzugsweise ohne dabei aufwändige
Crimp- oder Presswerkzeuge verwenden zu müssen. Die Steckereinheit sowie der
Gegenstecker sollen Vorkehrungen vorsehen, die die Bereiche der elektrischen
Kontakte vor äußeren mechanischen Einwirkungen schützen, überdies sollen sie
derart ausgebildet sein, dass ein eineindeutiges Zusammenfügen von Steckereinheit
und Gegenstecker möglich ist. Hierzu sollen Massnahmen getroffen werden, die
sowohl einen Verdrehschutz zwischen Steckereinheit und Gegenstecker sowie auch
eine eindeutige Codierung gestatten, sodass eine Fehlzuordnung zwischen
Steckereinheit und Gegenstecker ausgeschlossen werden kann. Schließlich soll das
aus Steckereinheit und Gegenstecker bestehende Steckverbindungssystem räumlich
beliebig kombinierbar sein, d. h. vertikal und horizontal stapelbar sein, sodass eine
feste Rasterung der Kontaktbereiche sowohl in horizontaler als auch in vertikaler
Richtung geschaffen werden kann.
Die Lösung der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1
angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind dem
Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung und den
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist ein Steckverbindungssystem für flexible Leiterfolien mit
folienisolierten Leitern, mit einer Steckereinheit und einem Gegenstecker, die jeweils
an einem Leiterfolienendbereich vorgesehen sind und zu Zwecken einer elektrischen
Kontaktierung der folienisolierten Leiter ineinander steckbar sind, derart ausgebildet,
dass die Steckereinheit und der Gegenstecker jeweils einen Grundkörper und einen
Deckel aufweisen, der über einen Fixiermechanismus mit dem Grundkörper in
innigen festen Kontakt bringbar ist. Ferner ist zwischen dem Grundkörper und dem
Deckel jeweils wenigstens eine Durchdringungsstruktur vorgesehen, in die ein
folienisolierter Leiter des Leiterfolienendbereiches vor in Kontaktbringen des Deckels
mit dem Grundkörper einbringbar ist und die den folienisolierten Leiter zu Zwecken
der Fixierung und elektrischen Kontaktierung mittels ausschließlichem Verpressen
jeweils des Deckels gegen den Grundkörper wenigstens teilweise durchdringt.
Mit dem neuartigen Steckverbindungssystem ist eine einfache und schnelle
Kontaktierung und Konfektionierung folienisolierter Leiter möglich. So wird der
Folienleiter in den Steckverbinder eingeschoben und eine unmittelbar auf den Deckel
und den Grundkörper gerichtete, flächige Kraft vermag die Durchdringungsstruktur
zu Zwecken der elektrischen Kontaktierung der Folienleiter zu deformieren.
Hierzu sieht die Durchdringungsstruktur, die zwischen dem Deckel und dem
Grundkörper eingebracht ist, eine zangenartige Farm mit zwei übereinander
liegenden Zangenbacken auf, von denen vorzugsweise die untere Zangenbacke mit
spitzen Durchdringungskörpern versehen ist. Die auf der Zangenbacke
vorgesehenen spitzen Durchdringungskörper sind in einer bevorzugten
Ausführungsform als dreieckige Formkörper ausgebildet, die sich mit ihrer
Dreiecksspitze aus der Ebene der Zangenbacke schräg nach oben erheben und aus
dem gleichen Material bestehen, wie die Zangenbacke selbst. Wird ein folienisolierter
Leiter zwischen die Zangenbacken gelegt, so vermögen sich die spitzen
Durchdringungskörper unter gegenseitigem Verpressen beider Zangenbacken durch
die Isolierung des Folienleiters zu bohren, wodurch ein direkter Kontakt mit dem
Leiter geschaffen wird. Dieser Durchdringungsvorgang kann im Unterschied zum
Stand der Technik durch unmittelbaren Krafteintrag auf den Deckel sowie den
Grundkörper erfolgen, zumal die zangenartig ausgebildete Durchdringungsstruktur
zwischen Deckel und Grundkörper platziert ist.
Während des Durchdringungsvorganges durchbohren zum einen die spitzen
Durchdringungskörper die flexible Leiterfolie um diese zum einen innerhalb der
Steckereinheit bzw. des Gegensteckers mechanisch fest zu fixieren und zum
anderen eine elektrische Kontaktierung zum folienisolierten Leiter herzustellen.
Ferner werden die spitzen Durchdringungskörper aus ihrer erhabenen Stellung
umgebogen, um sich auf diese Weise fest in das Folienleitermaterial regelrecht zu
verkrallen. Durch eine, wie im weiteren noch näher dargestellt wird, versetzte
Anordnung einer Vielzahl von Durchdringungskörpern entlang einer Zangenbacke
kann für eine sichere Fixierung gesorgt werden. Der Durchdringungsvorgang ist
beendet, sobald der Deckel mit dem Grundkörper über einen Fixiermechanismus,
der vorzugsweise als sich gegenüberstehende Rastnasen ausgebildet ist, in einem
festen innigen Kontakt steht. Der Arbeitsvorgang für das Anbringen einer
Steckereinheit bzw. eines Gegensteckers an einen Leiterfolienendbereich einer
flexiblen Leiterfolie ist somit vollständig durchgeführt. Weitere Arbeitsschritte, wie es
beim Stand der Technik der Fall ist, sind nicht mehr nötig.
Selbstverständlich lassen sich mit einem seitlich vorgegebenen Abstand eine
beliebige Vielzahl zangenartig ausgebildeter Durchdringungsstrukturen zwischen
Deckel und Grundkörper einer Steckereinheit bzw. eines Gegensteckers vorsehen.
Die Anzahl der innerhalb einer Stecker-Gegensteckerkombination nebeneinander
liegenden einzelnen Durchdringungsstrukturen richtet sich nach der Anzahl von
folienisolierten Leitern, die elektrisch zu verbinden sind.
Jede einzelne Durchdringungsstruktur weist an ihrem, dem offenen Zangenbereich
entgegengesetzten Ende, einen Kontaktierungsbereich auf, der im Falle der
Steckereinheit als so genannter Male-Kontakt ausgebildet ist, d. h. in Form eines
Kontaktfingers ausgeführt ist. Handelt es sich um den Gegenstecker, so ist der
Kontaktierungsbereich der Durchdringungsstruktur als Female-Kontakt ausgebildet,
d. h. in Art einer Ausnehmung ausgeführt, in die zu Zwecken einer elektrischen
Kontaktierung der Kontaktfinger des Male-Kontaktes passgenau eingeschoben
werden kann.
Der Grundkörper der Steckereinheit sowie auch des Gegensteckers weist aus
Gründen einer elektrischen Kontaktierung sowie der Möglichkeit des gegenseitigen
Ineinanderfügens sowohl einen Aufnahmebereich für die Durchdringungsstruktur als
auch einen Verbindungsbereich zum Ineinanderfügen von Steckereinheit und
Gegenstecker vor. Hierbei weist im Falle der Steckereinheit der Verbindungsbereich
einen Einschubkanal vor, der einseitig offen ausgebildet ist und an dessen, der offen
ausgebildeten Seite gegenüberliegenden Seite einen Durchgang zum
Aufnahmebereich vorgesehen ist, durch den die Kontaktierungsbereiche der
einzelnen Durchdringungsstrukturen hindurchragen.
Der Verbindungsbereich des Gegensteckers weist hingegen eine Außenkontur auf,
die passgenau in den Einschubkanal des Verbindungsbereichs der Steckereinheit
einschiebbar ist. Durch die Wahl der Geometrie des Einschubkanals und der
Außenkontur des Verbindungsbereiches des Gegensteckers kann ein Verdrehschutz
für die Steckverbindung geschaffen werden, der ein unbeabsichtigtes
Ineinanderfügen von Steckereinheit und Gegenstecker in einer falschen Konstellation
ausschließt. Steckercodierungen können auf diese Weise realisiert werden, die durch
die Wahl unterschiedlicher Raumformen innerhalb der jeweiligen
Verbindungsbereiche realisierbar sind.
Zur elektrischen Kontaktierung des Gegensteckers weist dieser innerhalb seines
Verbindungsbereiches wenigstens einen Durchgangskanal auf, der an seiner, der
offen ausgebildeten Seite gegenüberliegenden Seite frei in den Ausnahmebereich
des Gegensteckers verläuft. Durch den Durchgangskanal kann der als Female-
Kontakt ausgebildete Kontaktierungsbereich der für den Gegenstecker konzipierten
Durchdringungsstruktur gesteckt werden.
Sowohl im Falle der Steckereinheit als auch des Gegensteckers sind aus Gründen
eines mechanischen Schutzes der Kontaktierungsbereiche die Verbindungsbereiche
derart ausgebildet, dass sie die im Inneren der Verbindungsbereiche vorgesehenen
Kontaktierungsbereiche vollständig überragen. Somit kann Gewähr leistet werden,
dass die als Kontaktfinger oder als Female-Kontakte ausgebildeten
Kontaktierungsbereiche beispielsweise vor unbeabsichtigtem Verbiegen geschützt
sind.
Gleichwohl ob es sich um eine Steckereinheit oder einen Gegenstecker handelt,
weisen Deckel und Grundkörper an ihrer der Durchdringungsstruktur abgewandten
Oberseite stiftartige Erhebungen und/oder Vertiefungen auf, vermittels der die
Steckereinheiten bzw. die Gegenstecker bei einer horizontalen oder vertikalen
Stapelung übereinander ineinander greifen, um einen mechanisch stabilen Stapel zu
garantieren. Ein besonderer Aspekt der Stapelbarkeit von Steckereinheiten bzw.
Gegenstecker ist die Schaffung von feldartig aufgebauten
Einzelkontaktierungsstellen, deren gegenseitige Abstände einem fest vorgegebenen
Rastermass entsprechen.
Der Deckel sowie der Grundkörper sind aus dielektrischen Materialien gefertigt,
vorzugsweise aus Kunststoffen, die mittels Spritzgussverfahren bzw. Gießtechniken
verarbeitet werden können. Besonders vorteilhaft sowohl für die Herstellung als auch
für die nachträgliche Verarbeitung ist die Ausbildung von Deckel und Grundkörper in
Form eines einzigen, einstückig zusammenhängenden Bauteiles. Deckel und
Grundkörper sind dabei vorzugsweise über zwei Trennnahten verbunden, in deren
Bereichen das Spritzgussmaterial stark ausgedünnt ist. Diese Ausbildungsform ist für
die Herstellung deshalb von besonderem Vorteil, da Deckel und Grundkörper in
einem einzigen Herstellprozess, beispielsweise unter Verwendung der
Spritzgusstechnik, herstellbar sind. Für die weitere Verarbeitung ist ihre Ausbildung
aus Gründen eines leichten und sicheren Verfügens von Deckel und Grundkörper
von Vorteil. So sind Deckel und Grundkörper über die Trennnahten genau
zueinander positioniert, sodass ein nachträgliches Verfügen fehlerfrei ohne
gegenseitiges Verkanten möglich ist.
Erst nach entsprechendem Einfügen der zu kontaktierenden folienisolierten Leitern
zwischen die Durchdringungsstrukturen platzt durch flächenhaftes Verpressen des
Deckels gegenüber dem Grundkörper die Trennnaht auf, sodass im Weiteren eine
mechanische Fixierung zwischen Deckel und Grundkörper entlang der vorgesehenen
Rastnasen erfolgt.
Das Vorsehen von Trennnähten bei der Herstellung der Steckereinheiten sowie der
Gegenstecker hat zudem den Vorteil, dass bei der Montage von Steckereinheiten
und Gegenstecker nicht mit einer Vielzahl, zum Teil sehr klein ausgeführter, loser
Bauteile hantiert werden muss, was den Konfektioniervorgang erheblich erschweren
würde. Auch können auf diese Art und Weise Fehlanpassungen zwischen Deckel
und Grundkörper auf Grund bestehender Fertigungstoleranzen vermieden werden,
zumal derartige Ungenauigkeiten in der Produktion eines einstückigen Produktes,
das sich zwar aus zwei unterschiedlichen Teilbereichen zusammensetzt, jedoch auf
die Gesamtheit des Bauteils auswirkt.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen
Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Querschnittsdarstellung durch einen bekannten Steckerkontakt,
Fig. 2a, b perspektivische Darstellungen eines Gegensteckers,
Fig. 3a, b perspektivische Darstellung einer Steckereinheit,
Fig. 4a, b schematisierte Draufsicht und Seitensichtdarstellung einer
Durchdringungsstruktur für einen Gegenstecker,
Fig. 5a, b Draufsicht- und Seitensichtdarstellung einer Durchdringungsstruktur
für eine Steckereinheit,
Fig. 6a, b Darstellung für die Codiermöglichkeit zwischen Steckereinheit und
Gegenstecker,
Fig. 7 Querschnittsdarstellung durch eine Steckverbindung zwischen
Steckereinheit und Gegenstecker, sowie
Fig. 8 Darstellung der Stapelbarkeit eines Gegensteckers.
Auf die in Fig. 1 dargestellte, bekannte Ausführungsform eines
Durchdringungssteckverbinders wird an dieser Stelle verwiesen und ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass es sich hierbei um Stand der Technik handelt.
Fig. 2a zeigt in perspektivischer Ansicht stark schematisiert eine Ausführungsform für
einen Gegenstecker, dessen Gehäuse 5 einstückig ausgebildet ist, vorzugsweise
mittels Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt ist und aus einem Deckel 6
und einem Grundkörper 7 besteht. Der Grundkörper 7 seinerseits weist einen
Aufnahmebereich 8 auf, der im Wesentlichen vom Deckel 6 überragt ist. An den
Aufnahmebereich 8 ist einstückig ein Verbindungsbereich 9 einstückig angebracht,
der Durchgangskanäle 10 aufweist, auf die im weiteren noch im Einzelnen
eingegangen wird.
Der Deckel 6 weist im dargestellten Fall gemäß Fig. 2a zwei Trennnähte 11 auf, die
schwache Verbindungsbrücken zwischen dem Deckel 6 und dem Grundkörper 7
darstellen. Die Trennnähte 11 rühren vom Spritzgussverfahren her und Gewähr
leisten einen eindeutigen räumlichen Bezug zwischen dem Deckel 6 und dem
Grundkörper 7. Ferner weist der Deckel 6 entlang der Trennnähte 11 Rastnasen 12
auf, die nach entsprechendem Verpressen zwischen Deckel 6 und Grundkörper 7 in
Gegenrastnasen 12' am Grundkörper 7 eingreifen, wodurch der Deckel 6 und der
Grundkörper 7 eine feste innige Fügeverbindung eingehen.
In der Darstellung gemäß Fig. 2a ist das Gehäuse 5 des Gegensteckers G als
inwandig hohl ausgebildetes Spritzgussteil dargestellt, in das, wie im weiteren noch
gezeigt wird, Durchdringungsstrukturen eingeführt werden. An der Oberseite des
Deckels 6 sind stiftartige Fortsätze 13 vorgesehen, die in entsprechend ausgeformte
Ausnehmungen, die an der Unterseite des Grundkörpers 7 vorgesehen sind,
einmünden können. Auf diese Weise sind beliebig viele Gegensteckergehäuse
vertikal übereinander stapelbar.
Aus Fig. 2b geht eine perspektivische Strichzeichnung hervor, aus der, der innere
Aufbau des Gehäuses 5 des Gegensteckers G zu entnehmen ist. Ohne die in Fig. 2a
benutzen Bezugszeichen zu verwenden, um die Übersichtlichkeit der Darstellung
nicht zu beeinträchtigen wird, wird in diesem Zusammenhang auf die Fig. 2a
verwiesen. Aus der Darstellung gemäß Fig. 2b sind an der Unterseite des
Grundkörpers 7 vorgesehene stiftartige Vertiefungen 14 zu erkennen, in die die
stiftartigen Fortsätze 13 bei entsprechendem Übereinanderstapeln mehrerer
Gegenstecker eingreifen. Um zu verhindern, dass der Deckel 6, der entlang zweier
Rastnasen 12 in eine feste innige Verbindung mit dem Grundkörper 7 gebracht ist, in
Richtung des Rastnasenverlaufs verschiebbar ist, sind am Grundkörper 7 zusätzliche
Halteelemente 15 vorgesehen, die unmittelbar am Deckel 6 anliegen und ein
Verrutschen entlang der Rastnasen 12 durch mechanischen Anschlag verhindern.
Die Außenkontur des Verbindungsbereiches 9 ist, wie auch aus der Darstellung
gemäß Fig. 2a entnehmbar ist, mit abgerundeten Kanten ausgebildet, wodurch ein
Verdrehschutz für das Zusammenfügen der Steckverbindung Gewähr leistet ist.
Die Durchgangskanäle 10, die durch den Verbindungsbereich 9 verlaufen, gewähren
eine Aufnahmemöglichkeit für die Kontaktierungsbereiche 18 der
Durchdringungsstrukturen, die im Falle des Gegensteckers G als Female-Kontakte
ausgebildet sind. Dies wird im Einzelnen im Zusammenhang mit Fig. 4 näher
erläutert.
Einen ähnlichen Aufbau sieht die Steckereinheit S vor, die in perspektivischer
Darstellung in den Fig. 3a und b zu entnehmen ist. Gleichsam des Gehäuses 5 des
Gegensteckers G ist auch das Gehäuse 16 der Steckereinheit S ausgebildet, was
zumindest den Deckel 6 sowie den Grundkörper 7 im Aufnahmebereich 8 betrifft.
Unterschiedlich zum Gehäuse 5 des Gegensteckers G ist beim Gehäuse 16 der
Steckereinheit S der Verbindungsbereich ausgebildet, der einen Einschubkanal 17
vorsieht, dessen Innenkontur an die Außenkontur des Verbindungsbereichs 9 des
Gegensteckers G angepasst ist. Somit ist es möglich, den Verbindungsbereich 9 des
Gegensteckers G in den Einschubkanal 17 des Gehäuses 16 der Steckereinheit S
passgenau einzuführen.
Um Wiederholungen zu vermeiden, werden bei baugleiche Komponenten des
Gehäuses 16 der Steckereinheit S auf die Bezugszeichen in den Darstellungen der
Fig. 2a, b verwiesen.
Auch im Falle der Steckereinheit S bietet das Gehäuse 16 die Möglichkeit eines
einseitigen Einschiebens von Durchdringungsstrukturen in das Innere des
Aufnahmebereiches 8, wobei die Kontaktierungsbereiche 18 der
Durchdringungsstrukturen einseitig in den Einschubkanal 17 hineinragen.
Im Falle der Fig. 3b sind bereits die Kontaktierungsbereiche 18 entsprechend
eingezeichnet. Die Durchdringungsstrukturen, die in das Innere der Gehäuse des
Gegensteckers sowie der Steckereinheit einzubringen sind, sind in den Fig. 4 und 5
dargestellt.
Fig. 4 zeigt eine aus Metall gefertigte, zangenartig ausgebildete
Durchdringungsstruktur für den Einsatz im Gegenstecker G. Fig. 4a zeigt die
Draufsicht auf zwei Zangenbacken 19, 19', die nebeneinander angeordnet einstückig
aus einem, vorzugsweise Metallflachmaterial, gearbeitet sind. Beide Zangenbacken
19, 19' sind an ihrem oberen Ende über einen Flächenbereich 20 verbunden, der
nach entsprechender Faltung den Kontaktierungsbereich 18 ergibt. Auf der unteren
Zangenbacke 19 sind dreieckig ausgebildete Durchdringungskörper 21 angeordnet,
die aus dem Zangenbackenmaterial gestanzt sind. Die dreieckförmig ausgebildeten
Durchdringungskörper 21 weisen jeweils eine Dreiecksbasis 22 auf, die relativ zur
Zangenbackenachse A abwechselnd verdreht angeordnet ist. Vorzugsweise schließt
die Dreiecksbasis 21 mit der Zangenbackenachse A einen Winkel β von ±60° ein.
Auf diese Weise können sich die einzelnen Durchdringungskörper 21 nach
Durchdringen des zu fixierenden und elektrisch zu kontaktierenden folienisolierten
Leiters in der flexiblen Leiterfolie regelrecht verkrallen, sodass die Leiterfolie
rutschsicher von den Durchdringungskörpern 21 durchbohrt wird. An der
gegenüberliegenden Zangenbacke 19' sind keine Durchdringungskörper
vorgesehen, lediglich ist ein Haltedorn 23 vorgesehen, der eine weitere Sicherung
gegenüber ein zu verhinderndes Herausziehen der flexiblen Leiterfolie aus der
Durchdringungsstruktur darstellt.
In Fig. 4b ist in der Seitendarstellung die Durchdringungsstruktur im vollständig
gebogenen Zustand dargestellt, wobei der Flächenbereich 20 einen
Kontaktierungsbereich 18 bildet, der als Female-Kontakt ausgebildet ist. Die
geöffneten Zangenbacken 19, 19' sind vertikal übereinander angeordnet, wobei die
untere Zangenbacke 19 die Durchdringungskörper 21 vorsieht. Die
Durchdringungskörper 21 sind dabei über die Ebene der Zangenbacke 19 erhaben
und schließen einen Neigungswinkel α mit der Zangenbackenebene ein, der ungleich
90° ist. Auf diese Weise ist Gewähr leistet, dass bei Absenken der Zangenbacken 19'
die Durchdringungskörper 21 in einer vorbestimmten Weise umgebogen werden. Der
Haltedorn 23 sorgt für einen entsprechenden oberen Gegenhalt gegen ein
Verrutschen einer, in die Durchdringungsstruktur eingelegten und fixierten flexiblen
Leiterfolie. Links neben der Seitendarstellung ist eine Vorderansicht des als Female-
Kontakt ausgebildeten Kontaktierungsbereichs 18 dargestellt. Der Female-Kontakt
weist eine Ausnehmung auf, in die der Male-Kontakt der in Fig. 5 gezeigt ist
passgenau einfügbar ist.
Eine entsprechende Ausbildung sieht die Durchdringungsstruktur für die
Steckereinheit S vor, die in den Fig. 5a, b dargestellt ist. Im Unterschied zur
Durchdringungsstruktur für den Gegenstecker G weist die Durchdringungsstruktur
gemäß Fig. 5 einen Kontaktierungsbereich 18 auf, der als Male-Kontakt ausgebildet
ist. Hierbei bildet das Flächenelement 20, das die Zangenbacken 19, 19' miteinander
verbindet, nach entsprechender Faltung einen Kontaktfinger 24, wie aus Fig. 5b zu
entnehmen ist. Der in Fig. 5b dargestellte Kontaktfinger ist in Größe und Länge
entsprechend dem Female-Kontakt angepasst, der in Fig. 4b dargestellt ist, sodass
der Kontaktfinger 24 in den Female-Kontakt passgenau eingefügt werden kann.
Die in Fig. 4b dargestellte Durchdringungsstruktur wird nun in das offen ausgebildete
Gehäuse 5 des Gegensteckers G eingeführt. Der in Fig. 2 dargestellte Gegenstecker
G bietet Platz für vier einzelne Durchdringungsstrukturen. Aus Gründen der
Vermeidung einer unübersichtlichen Darstellung in Fig. 2b sind die Zangenbereiche
der Durchdringungsstrukturen nicht eingezeichnet, gleichwohl aus Fig. 2b in den
Durchgangskanälen 10 die Female-Kontaktbereiche 18 entnehmbar sind. Analoges
gilt für die Darstellung gemäß Fig. 3b, in der die fingerartig ausgebildeten
Kontaktierungsbereiche 18 der in Fig. 5 gezeigten Durchdringungskörper dargestellt
sind.
In Fig. 6a ist in der linken Darstellung eine Draufsicht auf den Verbindungsbereich 9
des Gegensteckers G gezeigt. Zu erkennen ist die charakteristische
Kantenabrundung der Außenkontur des Verbindungsbereiches 9, um eine bestimmte
Steckercodierung zu erreichen. Zentrisch zu den Durchgangskanälen 10 sind die
Kontaktbereiche 18 der Female-Kontakte angeordnet. In der rechten Darstellung
gemäß Fig. 6a ist eine Querschnittsdarstellung durch den Verbindungsbereich 9 des
Gegensteckers G dargestellt. Der Verbindungsbereich 9 überragt dabei die
Kontaktbereiche 18, um diese vor äußeren mechanischen Einwirkungen zu
schützen. Entsprechend ist in Fig. 6b in der linken Darstellung die Draufsicht auf den
Verbindungsbereich 9 einer Steckereinheit S dargestellt, der vier nebeneinander
angeordnete, als Kontaktfinger ausgebildete, Kontaktierungsbereiche 18 aufweist.
Der Einschubkanal 17 weist hierbei eine Innenkontur auf, die der Außenkontur des
Verbindungsbereichs 9 des Gegensteckers G entspricht. Entsprechend ist aus Fig.
6b rechte Darstellung ein Querschnitt aus dem Verbindungsbereich der
Steckereinheit S zu entnehmen. Auch hier überragt der Verbindungsbereich 9 den
als Kontaktfinger ausgebildeten Kontaktierungsbereich 18 vollständig, um diesen
gegenüber äußeren mechanischen Einwirkungen zu schützen.
In Fig. 7 ist eine Querschnittsdarstellung aus dem Verbindungsbereich eines
Gegensteckers G, der mit der Steckereinheit S verbunden ist, dargestellt. Der
Verbindungsbereich 9 der Steckereinheit S weist einen stiftartig ausgebildeten
Kontaktbereich 18 auf, der in den Einschubkanal 17 hineinragt. In den Einschubkanal
17 der Steckereinheit S ist der Verbindungsbereich 9 des Gegensteckers G
eingeschoben, wobei der Kontaktfinger 18M in den Female-Kontakt 18F hineinragt.
Fig. 8 stellt eine Anordnung zweier übereinander gestapelter Gegenstecker G dar,
aus der das Rastermass sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung der
Kontaktierungsbereich 18 zu entnehmen ist. Im Wege der Stapelbarkeit der
Gegenstecker - dies gilt ebenso auch für die Steckereinheit - ist der gegenseitige
Abstand zweier benachbarter Kontaktierungsbereiche 18 sowohl in horizontaler als
auch in vertikaler Richtung definiert. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 sind die
Kontaktierungsbereiche jeweils quadratisch angeordnet. Durch die einheitliche
Rasterung der Kontaktierungsbereiche sind eindeutige Steckerbelegungen sowie
Steckerverbindungen möglich.
1
Leiterbahn
2
Durchdringungssteckerverbindung
3
oberes, unteres Deckelelement
4
Kontaktierstiftanordnung
41
,
42
Kontaktierstifte
5
Gehäuse
6
Deckel
7
Grundkörper
8
Aufnahmebereich
9
Verbindungsbereich
10
Durchgangskanal
11
Trennnaht
12
Rastnase
13
stiftartiger Fortsatz
14
stiftartige Vertiefung
15
Halteelement
16
Gehäuse
17
Einschubkanal
18
Kontaktierungsbereiche
19
,
19
' Zangenbacken
20
Flächenbereich
21
Durchdringungskörper
22
Dreiecksbasis
23
Haltedorn
24
Kontaktfinger
A Zangenbackenachse
G Gegenstecker
S Steckereinheit
A Zangenbackenachse
G Gegenstecker
S Steckereinheit
Claims (16)
1. Steckverbindungssystem für flexible Leiterfolien mit folienisolierten Leitern, mit
einer Steckereinheit und einem Gegenstecker, die jeweils an einem
Leiterfolienendbereich vorgesehen sind und zu Zwecken einer elektrischen
Kontaktierung der folienisolierten Leiter ineinander steckbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steckereinheit und der Gegenstecker jeweils einen Grundkörper und einen Deckel aufweisen, der über einen Fixiermechanismus mit dem Grundkörper in innigen festen Kontakt bringbar ist,
dass zwischen dem Grundkörper und dem Deckel jeweils wenigstens eine Durchdringungsstruktur vorgesehen ist, in die ein folienisolierter Leiter des Leiterfolienendbereichs vor in Kontaktbringen des Deckels mit dem Grundkörper einbringbar ist und die den folienisolierten Leiter zu Zwecken der Fixierung und elektrischen Kontaktierung mittels ausschließlichem Verpressen jeweils des Deckels gegen den Grundkörper wenigstens teilweise durchdringt.
dass die Steckereinheit und der Gegenstecker jeweils einen Grundkörper und einen Deckel aufweisen, der über einen Fixiermechanismus mit dem Grundkörper in innigen festen Kontakt bringbar ist,
dass zwischen dem Grundkörper und dem Deckel jeweils wenigstens eine Durchdringungsstruktur vorgesehen ist, in die ein folienisolierter Leiter des Leiterfolienendbereichs vor in Kontaktbringen des Deckels mit dem Grundkörper einbringbar ist und die den folienisolierten Leiter zu Zwecken der Fixierung und elektrischen Kontaktierung mittels ausschließlichem Verpressen jeweils des Deckels gegen den Grundkörper wenigstens teilweise durchdringt.
2. Steckverbindungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Durchdringungsstruktur aus elektrisch leitendem
Material besteht, vorzugsweise aus Metall, und in Art einer Zange ausgebildet ist und
zwei übereinander liegende Zangenbacken aufweist, von denen wenigstens eine
Zangenbacke Durchdringungskörper vorsieht.
3. Steckverbindungssystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Durchdringungskörper spitze Formkörper sind,
die von der Zangenbacke erhaben ausgebildet sind und einen Neigungswinkel α ≠
90° relativ zur Zangenbacke einschließen.
4. Steckverbindungssystem nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Durchdringungskörper dreieckige, aus dem
Zangenmaterial geformte Formkörper sind, mit einer aus der Zangenbacke
erhabenen Dreiecksspitze und einer der Dreiecksspitze in der Zangenbacke
gegenüberliegenden Dreiecksbasis, um die der Formkörper gebogen ist.
5. Steckverbindungssystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Durchdringungskörper auf der
Zangenbacke vorgesehen sind, deren Dreiecksbasis jeweils einen Winkel β mit der
Zangenbackenlängsachse einschließen.
6. Steckverbindungssystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Durchdringungskörper, bezogen auf die
Zangenbackenlängsachse, hintereinander angeordnet sind, jeweils abwechselnd mit
einem Winkel β ≈ ±60°.
7. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grundkörper und dem Deckel eine
Vielzahl jeweils seitlich voneinander beabstandeter Durchdringungsstrukturen
vorgesehen ist, deren gegenseitige seitliche Beabstandung der Anordnung von
folienisolierten Leitern auf dem Leiterfolienendbereich entspricht.
8. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Durchdringungsstruktur einen
Kontaktierungsbereich aufweist, der im Falle der Steckereinheit als Male-Kontakt,
d. h. bspw. in Form eines Kontaktfingers ausgeführt ist, und im Falle des
Gegensteckers als Female-Kontakt ausgebildet ist, d. h. in Art einer Ausnehmung
ausgeführt ist.
9. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper einen Aufnahmebereich für die
Durchdringungsstruktur und einen Verbindungsbereich zum Ineinanderstecken von
Steckereinheit und Gegenstecker vorsieht.
10. Steckverbindungssystem nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass im Falle der Steckereinheit der Verbindungsbereich
einen Einschubkanal vorsieht, der einseitig offen ausgebildet ist und an dessen, der
offen ausgebildeten Seite gegenüberliegenden Seite einen Durchgang zum
Aufnahmebereich vorsieht, und
dass im Falle des Gegensteckers der Verbindungsbereich eine Aussenkontur
aufweist, die passgenau in den Einschubkanal des Verbindungsbereichs der
Steckereinheit einschiebbar ist und die wenigstens einen einseitig offenen
Durchgangskanal aufweist, der an seiner, der offen ausgebildeten Seite
gegenüberliegenden Seite frei im Aufnahmebereich des Gegensteckers endet.
11. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche der Steckereinheit sowie
des Gegensteckers eine Länge aufweisen, die wenigstens der Länge der jeweiligen
Kontaktierungsbereiche entsprechen.
12. Steckverbindungssystem nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Einschubkanal eine Innenkontur mit
abgerundeten Kanten oder asymmetrisch ausgebildeten Innenwänden derart
aufweist, dass einen eindeutige Lagezuordnung zwischen Steckereinheit und
Gegenstecker möglich ist.
13. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel und der Grundkörper an seiner, der
Durchdringungsstruktur abgewandten Oberseite stiftartige Erhebungen und/oder
Vertiefungen aufweist, sodass eine ineinander greifende Stapelung von einer
Vielzahl von Steckereinheiten sowie Gegenstecker übereinander sichergestellt ist.
14. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel und der Grundkörper über wenigstens
eine Verbindungsnaht miteinander verbunden sind und eine geöffnete Stellung
einnehmen, in der ein Einbringen der Durchdringungsstruktur zwischen Deckel und
Grundkörper möglich ist, und
dass durch Verpressen des Deckels gegen den Grundkörper die Verbindungsnaht
zerstörbar ist und Deckel und Grundkörper im verpressten Zustand durch den
Fixiermechanismus gegenseitig befestigt sind.
15. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass der Fixiermechanismus als sowohl am Deckel als
auch am Grundkörper vorgesehene Rastnasenelemente ausgebildet ist, die durch
Verpressen miteinander in eine innige Klemmschlussverbindung bringbar sind.
16. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel und der Grundkörper aus spritz- oder
gießförmigen Material bestehen, die in einem einzigem Spritz- oder Gießvorgang
als zusammenhängendes Bauteil herstellbar sind.
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