DE2247498A1

DE2247498A1 - Anklemmbares kontaktplaettchen fuer flexible schaltkreise

Info

Publication number: DE2247498A1
Application number: DE19722247498
Authority: DE
Inventors: Leonard H Michaels
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1971-09-28
Filing date: 1972-09-28
Publication date: 1973-04-05
Also published as: JPS4841295A; IT966079B; NL7212646A; GB1400466A; DE2247498C3; FR2155427A5; DE2247498B2; AU4708272A; CA956376A; US3768062A; AU470637B2; JPS5339998B2

Description

Patentanwalt
Dipl.-Ing. G. W. Schmidt München, den 20. September 1972

8 München 5 Mein Zeichen: Michaels MX-I

Buttermelcherstraße 19

:: Incorporated, Downers Grove, Illinois, V.St.A₀

Ankleiniab-.res Kontaktplättchen für flexible Schaltkreise

Die Erfindung betrifft ein anklemmbares Kontaktplättchen für flexible Schaltkreise, welches die Form einer Steckklemme zur Aufnahme eines Kontakt- oder Steckerstiftes hat.

S*lGxible Schaltkreise bestehen aus einer dünnen Lage^-oder I¹OIiO aus flexiblem Metall, welche zwischen zwei dünnen Lagen oder Folien aus flexiblem Isoliermaterial, insbesondere Kunststoff oder dergl., eingebettet ist. Der Ausdruck "flexible Schalbkreise" soll alle flachen, flexiblen Schaltanordnungen dieser Art umfassen, von komplizierten Schaltungen bis zu verhältnismäßig einfachen Anordnungen mit einem oder mehreren parallelen Leitern, auch als Flachkabel bezeichnet.

wegen ihrer geringen Stärke'und ihrer Flexibilität haben flexible Schaltkreise gewisse Vorteile gegenüber normalen Schaltkreisen mit runden Drähten oder Kabeln. In vielen Fällen

309814/0902

ORlGfNAL INSPECTED

v/erden solche flexiblen Schaltkreise anstelle mehrerer einzelner Drähte und Schaltanordnungen benutzt', um die Montagekosten zu verringern, Fehlverbindungen zu vermeiden, den Platzbedarf zu verringern und weitere Vorteile zu erzielen. Die Verwendung flexibler Schaltkreise wurde jedoch in vielen Fällen dadurch erschwert, daß keine geeigneten Anschlußvorrichtungen oder Klemmen zur \^rerfügung standen, um die flexiblen Schaltkreise leicht und sicher mit anderen elektrischen Komponenten zu verbinden.

Jicse Verbindung mit anderen Komponenten geschah bisher meist in der V/eise, daß man eine freia, nicht von Isoliermaterial bedeckte Stelle eier leitenden Folie vorsah, mit welcher ein leitendes Gebilde, beispielsweise ein Draht, durch Löten, Anklemmen oder in anderer V/eise verbunden wurde. Diese Lösung ist - von anderen Nachteilen abgesehen - nicht wirtschaftlich wegen der Hosten, welche die Herstellung von Aussparungen oder Löchern an bestimmten Stellen der Isolierfolie verursachen, sowie der zusätzlichen Kosten der Erstellung einer leitenden Verbindung. Darüberhinaus ist dieses Verfahren schlecht für eine automatische Herstellung geeignet.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurden bereits verschiedene Klemmanordnungen zur Verbindung eines flexiblen Schaltkreises mit anderen Komponenten vorgeschlagen. Die bekannten Klemmen haben jedoch eine lieihe von Nachteilen, z. B. einen großen Platzbedarf, eine geringe Kontaktdichte und die Notwendigkeit, die Klemme nur an bestimmten Stellen des flexiblen Schaltkreises, beispielsweise an einer Ecke desselben, anzubringen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Kontaktplpttciiens, welches von Hand oder maschinell leicht an jeder isolierten oder nich^-isolicrten Stelle des flexiblen Schaltkreises angebracht werden kann; welches eine geringe Bauhöhe

3098U/0902 ~³~

und einen kleinen Platsbedarf hat und eine hohe Kontaktdichte gewährleistet} welches als Steckklemme zur Aufnahme eines Eontaktstiftes ausgebildet ist und einen sicheren Kontakt auch nach vielen Einführungen des Kontaktstiftes gestattet; welches den flexiblen Schaltkreis mechanisch an ' den " Kontaktstiften hält, so daß eine besondere b'efestigung entfallen kann, und welches darüberhinaus Teile > des Kontaktstiftes zur Verbindung mit anderen Komponenten freiläßt; und welches sich leicht und billig auch in Massenfertigung herstellen läßt, indem enge Herstellungstoleranzen, komplizierte Formen und teure Materialien nicht erforderlich sind.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einem anklemmbaren Kontaktplättchen für flexible Schaltkreise, welches die Form einer Steckklemme zur Aufnahme eines Kontakt- oder Steckerstiftes hat, und welches gekennzeichnet ist durch einen im wesentlichen ebenen Hauptteil aus leitendem Material, eine Mehrzahl von Spitzen, die sich im wesentlichen senkrecht zur Fläche des Hauptteiles erstrecken und derart ausgebildet sind, äaß sie durch den flexiblen Schaltkreis durchgestochen und nach entgegengesetzten Seiten umgebogen werden können, eine Reihe von länglichen Aussparungen in dem Hauptteil, zwischen denen sich zwei im wesentlichen parallele Arme erstrecken, die aus einem Stück mit dem Hauptteil bestehen, und zwei gegenüberliegende, gegen-' einander gerichtete Kontaktvorsprünge an den Armen, die sich gegen den eingeführten Kontaktstift legen und ihn federnd umgreifen.

Weitere Merkmale gehen aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.

ii"ig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Mehrzahl von Eontaktplp.ttchon, die en einem flexiblen Schaltkreis angebracht sind, und die auf die Steckerstifte einer elektri-

30981 A/0902 „ _tl _

BAD I

sehen Einrichtung aufgesetzt sind,

Fig. 2 ist eine vergrößerte Aufsicht auf ein Kontaktplättchon,

Fig. 3 ist ein Schnitt nach 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Kontaktplättchens, von unten der Fig. 2 gesehen, und

Fig. 5 ist eine Endansicht des Kontaktplättchens, von rechts der Fig. 2 gesehen.

Fig. 1 zeigt einen Teil des flexiblen Schaltkreises 54 mit zwischen Isolierlagen eingebetteten metallischen Folien 56, mit dem sechs Kontaktplättchen 10 verbunden sind, welche auf die Kontakt- oder Stec;erstifte 14 einer hier lediglich als Kästchen dargestellten elektrischen Einrichtung 52 aufgesetzt sind. Die Steckerstifte 14 ragen so weit aus den Kontaktplättchen heraus, daß noch weitere Klemmen oder Schaltkreise mit Kontaktplättchen auf diese aufgesetzt werden können.

Das Kontaktplättchen 10 ist in Fig. 2-5 stark vergrößert dargestellt. Sein kontaktgebender Teil ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 16 bezeichnet. Sein Befestigungsteil zur Verbindung mit dem flexiblen Schaltkreis ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 18 bezeichnet. Die dargestellte Kombination des kontaktgebenden Teiles 16 mit dem Befestigungsteil 18 ergibt ein Kontaktplättchen, welches viele wesentliche Vorzüge aufweist, u. a. einen geringen Platzbedarf, eine geringe Bauhöhe, eine leichte Verbindungsmöglichkeit mit dem flexiblen Schaltkreis und eine sichere elektrische Verbindung mit dem Kontaktstift.

3098U/0902

Das Kontaktplättchen 10 ist ein einstückiger Metallkörper, der in einfacher Weise mit Hilfe von Pressen maschinell gostanat und geformt v/erden kann. Ss enthält einen im wesentlichen flachen oder ebenen Hauptteil 20, der von einem durchgehenden schmalen Hand 22 umgeben ist. Der Hauptteil 20 bildet zusammen mit dem Rand 22 eine flache, rechteckige Sciriseel mit abgerundeten Ecken.

Was den Befestigun~steil 13 betrifft, so hat das Kontaktplättchen 10 eine Mehrzahl vorspringender Spitzen 24, die aus einem Stück mit dem Rand bestehen und im rechten Winkel zur Ebene des Eauptteiles angeordnet sind, wie aus Fig. und 5 zu ersehen. Die Spitzen 24 haben die Form eines Dreiecks mit zugespitzten Enden 26, v/eiche es gestatten, die Spitzen durch den flexiblen Schaltkreis hindurchzustechen. Um das Plättchen 10 mittels einer geeigneten Vorrichtung nach Art von Heftklammermaschinen mit dem flexiblen Schaltkreis verbinden zu können, sind die Spitzen in gegenüberliegenden Paaren angeordnet. Obwohl in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Spitzenpaare, insgesamt also vier Spitzen, gezeigt sind, versteht er sich, daß für bestimmte Größen und Formen von Kontaktplättchen auch andere Anordnungen verwendet verden können.

Sin flexibler Schaltkreis, beispielsweise der flexible Schaltkreis 12, besteht in bekannter Weise aus einer oberen und einer unteren Lage 30 aus Isoliermaterial, zwischen denen eine leitende Lage 32 eingebettet ist. Der Schaltkreis 12 enthält eine Aussparung 33, über welche das Kontaktplättchen 10 gesGczt wird. Die Verbindung des Koncaktplättchens 10 mit dem flexiblen Schaltkreis 12 erfolgt dadurch, daß die Spitzen 24 durch den flexiblen Schaltkreis gedrückt oder gestochen werden, und daß dann die Spitzen nach innen umgebogen werden, wie aus Fig. 2 und 3 zu ersehen. Diese Verbindung des Kontaktplättchens mit dem flexiblen Schaltkreis kann in einfacher Weise von

3098U/0902 - 6-

Hand, mittels einer Heftzange oder Heftvorrichtung, oder in geeigneter Weise maschinell bewirkt werden. Jede der Spitzen 24 tritt durch den flexiblen Schaltkreis hindurch und wird nach innan umgebogen. Infolge des Randes 22 bewirkt das Umbiegen der Spitzen 24 eine elastische Verbiegung des flexiblen Schaltkreises, wie übertrieben beim Bezugszeichen 28 der Fig. 3 und oberhalb derselben dargestellt. Ühne den Hand 22 wäre diese elastische Verbiegung, die einen guten Kontakt gewährleistet, nicht möglich.

Der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktplättchen 10 und der metallischen Lage 32 findet dort statt, wo die Spitzen 24 den flexiblen Schaltkreis durchdringen. Die elastische Verbiegung dos flexiblen Schaltkreises durch die umgebogene Spitze bewirkt 24 eine unter Federdruck stehende Anlage der Kontaktflächen und damit eine gute elektrische Verbindung von gerir ^r,em übergangswiderstand. Gewünschtenfalls können die zugespitzten Enden 26 der Spitzen 24 durch eine entsprechende Ausbildung des Eindrückwerkzeuges so umgebogen werden, daß sie von unten her nochmals in den flexiblen Schaltkreis eindringen. Wie sich in der Praxis herausgestellt hat, ist dies aber normalerweise nicht erforderlich. Es ist auch nicht nötig, daß das Kontaktplättchen 10 auf eine blanke, niche isolierte Stelle der metallischen Lage 32 aufgesetzt wird; infolge der beschriebenen Ausbildung wird auch bei von der Isolierschicht bedeckten Stellen ein guter Kontakt erzielt.

Was den kontaktgebenden Teil 16 betrifft, so hat der Hauptö il 20 des Kontaktplättchens 10 drei längliche Aussparungen 34, 3G und 38 derart, daß zwischen ihnen zwei schmale Arme 40 und 42 entstehen, die aus einem Stück mit dem Hauptteil bestehen. Jeder dieser Arme hat in seiner Mitte einen Kontaktvorsprung 44 bzw. 4G (Fig. 2 und 3).

Die Kontaktvorsprünge 44 und 46 sind gegeneinander gerichtet und im Abstand voneinander angeordnet, so daß zwischen

3098U/09Q2

ihnen ein Zwischenraum 48 zur Aufnahme des Steckerstiftes gebildet wird. Die Breite des Zwischenraumes 48 ist geringer als die Stärke des Steckerstiftes, so daß die Kontaktvorsprünge 44 und 46 beim-Einführen des Ptiftes federnd auseinandergedrückt werden und den Stift mit Festsitz umgreifen.

Um das Aufsetzen und Abnehmen des Kontaktplelttchens auf den iitcckerstif t zu erleichtern, und um den Steckerstift von beiden Seiten her einsetzen zu können, sind die Kontaktvorsprünge gekrümmt und gerundet, so daß der Zwischenraum 48 von sanft gerundeten Flächen umgeben ist.

Wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen, sind die Kontaktvorsprünge 44 und 46 in der Mitte der Arme 40 und 42 angeordnet und kürzer als die Αγϊτιο. Die Arme <.O und 42 enthalten daher verhältnismäßig schmale Endteile zwischen den Kontaktvorsprüngen und dem Hauptteil des Plättchens 10. Wird der Kontaktstift 14 mit äe» Festsitz zwischen die Vorsprünge 44 und 46 eingeführt, so werden die zwischen den Kontaktvorsprüngen und

dem Hauptteil liegenden Endteile der Arme torsionsartig federnd 'erbogen und die Kontaktvorsprünge selbst
V auf Biegung beansprucht. Die Gesamtwirkung der Torsions- und der Biegungsbeanspruchung besteht in einer sicheren Anliegen der sanft gekrümmten Flächen 50 an dem Kontaktstift 14, so daß eine gute elektrische Verbindung von geringem Übergangswiderstand erzielt wird. Darüberhinaus bleibt diese gute elektrische Verbindung auch nach mehrmaligem Einführen und Herausnehmen, des Kontaktstiftes erhalten. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der beschriebenen Anordnung und Ausbildung besteht darin, daß zur Herstellung des Kontaktplättchens keine engen Fabrikationstoleranzcn erforderlich sind, aaK die Ausbildung derart ist, daß der Abstand der Flächen 50 eine erhebliche Variationsbreite gestattet, ohr- daß der gute Kontakt beeinträchtigt wird. Darüberhinaus beeinträchtigt selbst eine gewisse Verdrehung oder Schiefstellung des Kontaktstiftes nicht die gute elektrische Verbindung.

3098U/0902

Die beschriebene Kombination des kontaktgebenden Teils 1(3 mit dem Befesti*ningsteil 18 ergibt ein Kontaktplättchen 10, welches außerordentlich kloin ist und nur einen minimalen Flächenbedarf beansprucht. Daraus resultiert eine große Kontaktdichte und die Möglichkeit, die Kontaktplättchen dicht nebeneinander anzuordnen. Außerdem ist die Dicke oder Dauhöhe des Kontaktplättchens sehr gering und bewirk«, eine nur geringe Vergrößerung der Stärke des flexiblen Schaltkreises, Ferner kann das Kontaktplättchen an jeder gewünschten Stelle des flexiblen Schaltkreises angebracht werden, ohne daß eine blanke Stelle der metallischen Zwischenlage geschaffen werden muß.

Wie aus der etwas schematischen Darstellung der Fig. 1 erkennbar, begünstigen diese zahlreichen, erheblichen Vorteile die Verwendung flexibler Schaltkreise in Verbindung mit anderen elektrischen Vorrichtungen oder Einrichtungen, beispielsweise mit der in Fig. 1 strichpunktiert dargestellten elektrischen Einrichtung 52, Diese kann irgendeine elektrische Komponente sein, z. B. eine Schaltvorrichtung, eine Steueranordnung, eine Zusatzeinrichtung oder dergl., welche eine Mehrzahl von Kontakt- oder Steckerstiften 14 in irgendeiner gewünschten oder erforderlichen Anordnung enthält.

Wenn der flexible Schaltkreis mit an entsprechenden Stellen angesetzten Kontaktplättchen 10 auf die Kontaktstifte der Einrichtung 52 aufgesetzt wird, wird - und dies ist ein weiterer Vorteil - der flexible Schaltkreis gleichzeitig mechanisch gehalten, so daß keine besondere Befestigung derselben erforderlich ist. Die Anordnung nach Fig. 1 hat eine Reihe wesentlicher Vorteile gegenüber den bisher üblichen Schaltkreisen mit Drahtverbindungen. Die gesamte Operation dor ierstellung, Anbringung und Verbindung der Schaltplättchen kann maschinell und automatisch erfolgen, wobei sich der weitere Vorteil ergibt, daß Fehlverbindungen vermieden werden. Darüberhinaus werden die Montagekosten herabgesetzt. Ferner wird der Platzbedarf für die Verbindung mit der Einrichtung 52 erheblich verringert.

3098U/0902

Noch ein weiterer wesentlicher Vorteil der beschriebenen und dargestellten Anordnung ist aus Fig. 1 ersichtlich: Jeder der Kontaktstifte 14 ragt infolge der geringen Stärke oder Bauhöhe des Kontaktplättchens weit aus diesem heraus. Hierdurch wird es ermöglicht, weitere Verbindungen zu jedem Kontaktstift 14 zu erstellen. Als Beispiel hierfür ist in Fig. 1 eine aufschiebbare Klemme 58 dargestellt, die auf den herausx-agenden Teil eines Kontaktstiftes 14 aufgesetzt ist.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern umfaßt auch Abänderungen, die im Rahmen des Könnens eines Fachmannes lieger,.

- 10 -

Patentansprüche -, _;

309814/0902

Claims

Patentansprüche

Anklemmbares Kontaktplättchen für flexible Schaltkreise, welches die Form einer Steckklemme zur Aufnahme eines Kontakt- oder Steckerstiftes hat, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen ebenen Hauptteil (20) auä leitendem Material, eine Mehrzahl von Spitzen (26), die sich im wesentlichen senkrecht z.ur Fläche des Hauptteiles (20) erstrecken und derart ausgebildet sind, da?, sie durch den flexiblen Schaltkreis durchgestochen und nach entgegengesetzten Seiten umgebogen werden können, eine Reihe von länglichen Aussparungen (34, 36, 38) in dem Hauptteil (20), zwischen denen sich zwei im wesentlichen parallele Arme (40, 42) erstrecken, die aus einem Stück mit dem llauptteil (20) bestehen, und zwei gegenüberliegende, gegeneinander gerichtete Kontaktvorsprünge (44, 46) an den Armen (40, 42), die sich gegen den eingeführten Kontaktstift (14) legen und ihn federnd Uli greifen.
2. Kontaktplättchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktvorsprünge (44, 46) eine geringere Länge haben als die genannten Arme (40, 42) und derart ausgebildet sind, daß die zwischen den Kontaktvorsprüngen und dem Hauptteil liegenden Teile der Arme torsionsartig federnd verbogen werden, wenn der Kontaktstift (14) zwischen die Kontaktvorsprünge (44, 46) eingeführt wird.
3. Kontaktplättchen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß jeder der Kontaktvorsprünge (44, 46) aus einem Stück mit dem zugehörigen Arm (40, 42) besteht.
4. Kontaktplättchen nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet , daß jeder der Kontaktvpr-

3098U/0902

- li -

Sprünge (44, 46) einen seitlichen Vorsprung des zugehörigen Armes (40, 42) bildet und eine gerundete Form hat, um den Kontaktstift sanft zu umgreifen. ~
5. Kontaktplättchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Spitzen (26)

ent-

mindestens ein Paar von gegenüberliegenden Spitzen h die an entgegengesetzten Seiten des ebenen Hauptteiles (20) angeordnet sind.
6. Kontaktplättchen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Paar gegenüberliegender Spitzen derart ausgebildet und angeordnet ist, daß es den flexiblen Schaltkreis verbiegt, wenn die Spitzen umgebogen werden.
7. Kontaktplättchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Hauptteil (20) einen umgebogenen Rand (22) hat, der in die Spitzen (24) übergeht .

3 098H/0902

Leerseite