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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbindung für flexible
Leiterfolien mit folienisolierten Leitern, mit einem Stecker und
einem Gegenstecker, die jeweils an einem Leiterfolienendbereich
vorgesehen sind und zu Zwecken einer elektrischen Kontaktierung
der folienisolierten Leiter ineinander steckbar sind.
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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.
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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.
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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.
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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 = zero 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.
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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.
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In 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 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 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.
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Ein
seitliches Herausnehmen der Leiterbahn 1 aus dem geschlossenen
Durchdringungssteckverbinder 2 ist nicht möglich.
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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.
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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.
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In
der
GB 14 25 477 ist
ein Steckverbinder beschrieben, der in
5 der Druckschrift gezeigt ist und zwei
Klemmklauen
12 aufweist, die jeweils in einen Grundkörper sowie
ein Deckelelement integriert sind. Ein folienisolierter Leiter wird
zwischen den beiden Klemmklauen eingebracht, wobei im zusammengefügten Zustand
des Steckverbinders die Isolationsschicht des folienisolierten Leiters
mittels an den Klemmklauen vorgesehenen Aufzackungen
10 durchdrungen
wird, wodurch eine elektrische Verbindung zu den elektrischen Leitern
hergestellt wird. Die Aufzackungen
10 sind jedoch nicht
dazu geeignet, den elektrischen Leiter zu durchdringen, sondern
diesen lediglich an seinem Randbereich zu berühren. Ist der Anpressdruck
für das
Zusammenfügen
von Grundkörper
und Deckelelement jedoch nicht ausreichend genug, so ist nicht auszuschließen, dass
die Aufzackungen
10 die Dicke der Isolationsschicht des folienisolierten
Leiters nicht zu durchdringen vermögen, gleichwohl der Steckverbinder
die in
5 dargestellte
geschlossene Form annimmt.
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Aus
der
EP 0239 422 A1 geht
ebenso ein Steckverbinder hervor, der während der Kontaktierung das
Isolationsmaterial vom elektrischen Leiter abschält und stellt mittels einer
Schälschneide
einen elektrischen Reibkontakt zum elektrischen Leiter her (siehe
hierzu insbesondere
4 der
Druckschrift). Für
die Durchführung
der elektrischen Kontaktierung ist es jedoch erforderlich, die folienisolierten
Leiter um ein Trägerelement
zu legen, das gemeinsam mit dem folienisolierten Leiter in den Schäl-Steckverbinder geschoben
wird.
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In
der
US 32 01 744 ist
eine krokodilzangenartig ausgebildete Steckereinheit beschrieben,
die beim Schließen
der zackenförmig
ausgebildeten Aufnahmekontur den folienisolierten Leiter stufenförmig zu
verformen vermag, wobei eine Kontaktierung mit der Steckereinheit
durch stellenweise Abschälung des
Isolationsmaterials an den Knickstellen des elektrischen Leiters
hergestellt wird.
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Der
US 45 71 013 ist ein Steckerprinzip
nach Art einer „Clinch-Verbindung" entnehmbar. Zur
elektrischen Kontaktierung wird die Isolationsschicht eines Leiters
mittels Kontaktierzähnen
durchdrungen, um eine elektrische Kontaktierung durch Reibschluss an
der Oberfläche
des elektrischen Leiters herzustellen.
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Darstellung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Steckverbindung für flexible
Leiterfolien mit folienisolierten Leitern, mit einem Stecker 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. Der
Stecker 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
Stecker und Gegenstecker möglich
ist. Hierzu sollen Massnahmen getroffen werden, die sowohl einen
Verdrehschutz zwischen Stecker und Gegenstecker sowie auch eine
eindeutige Codierung gestatten, sodass eine Fehlzuordnung zwischen
Stecker und Gegenstecker ausgeschlossen werden kann. Schließlich soll
die aus Stecker und Gegenstecker bestehende Steckverbindung 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.
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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.
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Erfindungsgemäß ist eine
Steckverbindung für
flexible Leiterfolien mit folienisolierten Leitern, mit einem Stecker
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 der Stecker 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 ein Durchdringungskontaktelement vorgesehen ist, das
wenigstens eine Basisplatte aus elektrisch leitendem Material mit
Durchdringungskörpern
vorsieht. Die Durchdringungskörper
sind als dreieckige, aus dem Basisplattenmaterial geformte Formkörper ausgebildet,
mit jeweils einer aus der Basisplatte erhabenen Dreiecksspitze und
einer der Dreiecksspitze in der Basisplatte gegenüberliegenden
Dreiecksbasis, um die jeder Formkörper gebogen ist. Insbesondere
ist eine Vielzahl von Durchdringungskörpern in der Basisplatte vorgesehen,
deren Dreiecksbasen jeweils einen Winkel β mit der Basisplattenlängsachse
derart einschließen,
dass die Durchdringungskörper,
bezogen auf die Basisplattenlängsachse,
hintereinander, jeweils abwechselnd mit einem Winkel β ≈ ±60° angeordnet
sind. Ferner ist an das Durchdringungskontaktelement ein folienisolierter
Leiter des Leiterfolienendbereichs vor in Kontaktbringen des Deckels
mit dem Grundkörper
anordenbar, das den folienisolierten Leiter zu Zwecken der Fixierung
und elektrischen Kontaktierung mittels ausschließlichem Verpressen jeweils
des Deckels gegen den Grundkörper
wenigstens teilweise durchdringt.
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Mit
der neuartigen Steckverbindung 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 das Durchdringungskontaktelement zu Zwecken der elektrischen Kontaktierung
der Folienleiter zu deformieren.
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Wird
ein folienisolierter Leiter an das Durchdringungskontaktelement
gelegt, so vermögen
sich die spitzen Durchdringungskörper
unter gegenseitigem Verpressen von Grundkörper und Deckel 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.
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Während des
Durchdringungsvorganges durchbohren zum einen die spitzen Durchdringungskörper die
flexible Leiterfolie um diese zum einen innerhalb des Steckers 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
der Basisplatte 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 eines Steckers 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.
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Selbstverständlich lassen
sich mit einem seitlich vorgegebenen Abstand eine beliebige Vielzahl
zangenartig ausgebildeter Durchdringungskontaktelemente zwischen
Deckel und Grundkörper
eines Steckers bzw. eines Gegensteckers vorsehen. Die Anzahl der
innerhalb einer Stecker-Gegensteckerkombination nebeneinander liegenden
einzelnen Durchdringungskontaktelemente richtet sich nach der Anzahl
von folienisolierten Leitern, die elektrisch zu verbinden sind.
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Jedes
einzelne Durchdringungskontaktelement weist an ihrem, der Basisplatte
abgewandten Ende, einen Kontaktierungsbereich auf, der im Falle des
Steckers 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
des Durchdringungskontaktelements 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.
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Der
Grundkörper
des Steckers sowie auch des Gegensteckers weist aus Gründen einer
elektrischen Kontaktierung sowie der Möglichkeit des gegenseitigen
Ineinanderfügens
sowohl einen Aufnahmebereich für
das Durchdringungskontaktelement als auch einen Verbindungsbereich
zum Ineinanderfügen
von Stecker und Gegenstecker vor. Hierbei weist im Falle des Steckers
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 Durchdringungskontaktelemente
hindurchragen.
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Der
Verbindungsbereich des Gegensteckers weist hingegen eine Außenkontur
auf, die passgenau in den Einschubkanal des Verbindungsbereichs
des Steckers 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
Stecker 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.
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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 des für den Gegenstecker konzipierten Durchdringungskontaktelements
gesteckt werden.
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Sowohl
im Falle des Steckers 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.
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Gleichwohl
ob es sich um einen Stecker oder einen Gegenstecker handelt, weisen
Deckel und Grundkörper
an ihrer dem Durchdringungskontaktelement abgewandten Oberseite
stiftartige Erhebungen und/oder Vertiefungen auf, vermittels der
der Stecker 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 Stecker bzw. Gegenstecker
ist die Schaffung von feldartig aufgebauten Einzelkontaktierungsstellen, deren
gegenseitige Abstände
einem fest vorgegebenen Rastermass entsprechen.
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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.
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Erst
nach entsprechendem Einfügen
der zu kontaktierenden folienisolierten Leitern an die Durchdringungskontaktelemente
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.
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Das
Vorsehen von Trennnähten
bei der Herstellung der Stecker sowie der Gegenstecker hat zudem
den Vorteil, dass bei der Montage von Steckere 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.
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Kurze Beschreibung der
Erfindung
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Die
Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand
von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen:
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1 Querschnittsdarstellung
durch einen bekannten Steckerkontakt,
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2a, b perspektivische Darstellungen eines
Gegensteckers,
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3a, b perspektivische Darstellung eines Steckers,
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4a, b schematisierte Draufsicht und Seitensichtdarstellung
eines Durchdringungskontaktelementes für einen Gegenstecker,
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5a, b Draufsicht- und Seitensichtdarstellung
eines Durchdringungskontaktelementes für einen Stecker,
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6a, b Darstellung für die Codiermöglichkeit
zwischen Stecker und Gegenstecker,
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7 Querschnittsdarstellung
durch eine Steckverbindung zwischen Stecker und Gegenstecker, sowie
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8 Darstellung
der Stapelbarkeit eines Gegensteckers.
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Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
sowie gewerbliche Anwendbarkeit
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Auf
die in 1 dargestellte, bekannte Ausführungsform eines Durchdringungssteckverbinders wird
an dieser Stelle verwiesen und ausdrücklich darauf hingewiesen,
dass es sich hierbei um Stand der Technik handelt.
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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.
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Der
Deckel 6 weist im dargestellten Fall gemäß 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.
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In
der Darstellung gemäß 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.
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Aus 2b geht eine perspektivische Strichzeichnung
hervor, aus der, der innere Aufbau des Gehäuses 5 des Gegensteckers
G zu entnehmen ist. Ohne die in 2a benutzen
Bezugszeichen zu verwenden, um die Übersichtlichkeit der Darstellung nicht
zu beeinträchtigen,
wird in diesem Zusammenhang auf die 2a verwiesen.
Aus der Darstellung gemäß 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 2a entnehmbar ist, mit abgerundeten Kanten
ausgebildet, wodurch ein Verdrehschutz für das Zusammenfügen der
Steckverbindung Gewähr
leistet ist.
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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 4 näher erläutert.
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Einen ähnlichen
Aufbau sieht der Stecker S vor, die in perspektivischer Darstellung
in den 3a und b zu
entnehmen ist. Gleichsam des Gehäuses 5 des
Gegensteckers G ist auch das Gehäuse 16 des Steckers
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
Stecker 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
Stecker S passgenau einzuführen.
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Um
Wiederholungen zu vermeiden, werden bei baugleiche Komponenten des
Gehäuses 16 der Stecker
S auf die Bezugszeichen in den Darstellungen der 2a,b
verwiesen.
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Auch
im Falle des Steckers 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.
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Im
Falle der 3b sind bereits die Kontaktierungsbereiche 18 entsprechend
eingezeichnet. Die Durchdringungsstrukturen, die in das Innere der Gehäuse des
Gegensteckers sowie des Steckers einzubringen sind, sind in den 4 und 5 dargestellt.
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4 zeigt
ein aus Metall gefertigtes, zangenartig ausgebildetes Durchdringungskontaktelement
für den
Einsatz im Gegenstecker G. 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
dem Durchdringungskontaktelement darstellt.
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In 4b ist in der Seitendarstellung das Durchdringungskontaktelement
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
das Durchdringungskontaktelement 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 18M der
in 5 gezeigt ist passgenau einfügbar ist.
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Eine
entsprechende Ausbildung sieht das Durchdringungskontaktelement
für den
Stecker S vor, die in den 5a, b dargestellt ist. Im Unterschied zum Durchdringungskontaktelement
für den Gegenstecker
G weist das Durchdringungskontaktelement gemäß 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 5b zu
entnehmen ist. Der in 5b dargestellte Kontaktfinger
ist in Größe und Länge entsprechend dem
Female-Kontakt angepasst, der in 4b dargestellt
ist, sodass der Kontaktfinger 24 in den Female-Kontakt
passgenau eingefügt
werden kann.
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Das
in 4b dargestellte Durchdringungskontaktelement
wird nun in das offen ausgebildete Gehäuse 5 des Gegensteckers
G eingeführt.
Der in 2 dargestellte Gegenstecker G bietet Platz für vier einzelne
Durchdringungskontaktelemente. Aus Gründen der Vermeidung einer unübersichtlichen Darstellung
in 2b sind die Zangenbereiche der Durchdringungskontaktelemente
nicht eingezeichnet, gleichwohl aus 2b in
den Durchgangskanälen 10 die
Female-Kontaktbereiche 18 entnehmbar sind. Analoges gilt
für die
Darstellung gemäß 3b, in der die fingerartig ausgebildeten
Kontaktierungsbereiche 18 der in 5 gezeigten
Durchdringungskörper
dargestellt sind.
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In 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 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 6b in der linken
Darstellung die Draufsicht auf den Verbindungsbereich 9 eines
Steckers 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 6b rechte Darstellung ein Querschnitt
aus dem Verbindungsbereich des Steckers 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 7 ist
eine Querschnittsdarstellung aus dem Verbindungsbereich eines Gegensteckers
G, der mit dem Stecker S verbunden ist, dargestellt. Der Verbindungsbereich 9 des
Steckers S weist einen stiftartig ausgebildeten Kontaktbereich 18 auf,
der in den Einschubkanal 17 hineinragt. In den Einschubkanal 17 des
Steckers S ist der Verbindungsbereich 9 des Gegensteckers
G eingeschoben, wobei der Kontaktfinger 18M in den Female-Kontakt 18F hineinragt.
-
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
den Stecker – ist der
gegenseitige Abstand zweier benachbarter Kontaktierungsbereiche 18 sowohl
in horizontaler als auch in vertikaler Richtung definiert. Im Ausführungsbeispiel
gemäß 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
- 18M
- Male-Kontakt
- 18F
- Female-Kontakt
- 19,19'
- Durchdringungskontaktelement,
Zangenbacken
- 20
- Flächenbereich
- 21
- Durchdringungskörper
- 22
- Dreiecksbasis
- 23
- Haltedorn
- 24
- Kontaktfinger
- A
- Zangenbackenachse
- G
- Gegenstecker
- S
- Stecker