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Beschreibung:
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Die Erfindung bezieht sich auf eine elastisch nachgiebige Kontaktleiste
zur elektrischen Verbindung je zweier Leiterbahngruppen von in zwei einander mindestens
teilweise überdeckenden Ebenen angeordneten Leiterbahnträgern wie z.B. einer Flüssigkristallanzeige
und einer Leiterplatte.
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Um bei der Anordnung zweier Leiterbahnträger in zwei einander mindestens
teilweise überdeckenden Ebenen über-oder nebeneinander auf aufwendige Lötverbindungen
der Leiterbahnen miteinander verzichten zu können und um Steckerleisten üblicher
Art nicht benötigen zu müssen, ist es bekanntgeworden, die elektrisch leitende Verbindung
so vorzunehmen, daß man zwischen die Ebenen der Leiterbahnträger elastisch nachgiebige,
im Bereich zweier einander überdeckender Leiterbahnen jeweils elektrisch leitende
Kontaktelemente einsetzt. Dabei wird die definierte Lage der Leiterbahnträger zueinander
durch Rahmen oder Rahmenelemente aufrechterhalten. Bekannte leistenförmige Kontaktelemente
bestehen aus sogenanntem "Leitgummi", das sind Gummielemente, die in dem Rastermaß
der Leiterbahnen entsprechenden Abständen leitfähig sind. Sie werden gewonnen aus
Querschnitten von Schichtanordnungen aus Gummi und leitendem Material. Die Herstellung
solcher Leitgummielemente ist aufwendig, die Elemente sind daher kostspielig. Außerdem
sind die bekannten Leitgummi-Leisten in nachteiliger Weise durch eine Summe von
ungünstigen Querwiderständen gekennzeichnet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kontaktleiste verfügbar zu machen,
die unter Vermeidung der bisherigen Nachleicht
herzustellen und
einfach in der Handhabung ist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß in, dem Teilungsmaß
der Leiterbahnen entsprechenden, Abständen Kontaktabschnitte angeordnet sind, deren
die Leiterbahnen kontaktierende Oberflächen mit einer dünnen elektrisch leitfähigen
Schicht versehen sind. Beim Erfindungsgegenstand besteht die Kontaktleiste nicht
aus einem geschichteten Material, bei dem im Bereich der Kontaktgabe die Schicht
durchgehend, etwa blockförmig verläuft, sondern aus einem elastisch nachgiebigen
Material, bei dem lediglich die Oberfläche im Kontaktgabebereich mit einer dünnen
elektrisch leitfähigen Schicht versehen ist. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen
Maßnahme besteht im wesentlichen darin, daß die Kontaktleiste in ihrer endgültigen
Form aus Gummi oder Kunststoff vollständig, beispielsweise im Spritzgießverfahren,
gefertigt werden kann.
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Anschließend brauchen lediglich die Kontaktabschnitte auf der Oberfläche
der Kontaktleiste mit einer dünnen elektrischen leitfähigen Schicht versehen werden.
Die leitfähige Schicht kann auf die Kontaktabschnitte der Kontaktleiste aufgetragen
wie aufgedruckt, aufgestrichen oder aufgedampft sein. So läßt sich die leitfähige
Schicht beispielsweise nach dem Siebdruckverfahren auf die Oberfläche der Kontaktabschnitte
der Kontaktleiste aufbringen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet
durch einander abwechselnde Anordnung von im wesentlichen blockförmigen Abschnitten
unterschiedlicher Umfänge bzw. Durchmesser, von denen diejenigen größeren Umfangs
bzw. Durchmessers die gleitfähige Schicht aufweisen. Hierdurch stehen die Kontaktabschnitte
im wesentlichen
radial gegenüber den die Kontaktabschnitte stoffschlüssig
zur Kontaktleiste miteinander verbindenden Abschnitten hervor, wodurch sich erheblich
günstigere Auflagekräfte, Flächenpressungen und Widerstandswerte ergeben. Die blockförmigen
Abschnitte können im wesentlichen etwa walzenförmige Gestalt aufweisen, deren Symmetrieachse
mit der Längsachse der Kontaktleiste zusammenfällt. Vorteilhaft ist es, wenn alle
blockförmigen AbschnittE; .stoffschlüssig miteinander verbunden, eine einstückige
Kontaktleiste bilden.
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Während die Erfindung gemäß bisherigen Vorschlägen von einer im wesentlichen
massiven Kontaktleiste ausging, deren Vollquerschnitt etwas größer ist als der Abstand
der Leiterbahnträger in deren Montagelage, ist eine alternative Ausbildung dergestalt
vorgesehen, daß die Kontaktabschnitte in streifenförmiger leiterbahnartiger Anordnung
auf einer Oberfläche einer biegsamen wenigstens begrenzt rückstellfederelastischen
Trägerfolie angeordnet ist, die mindestens in einem Teil-Abschnitt im wesentlichen
schlaufen- oder U-förmig um ihre Längsachse verformt ist, derart, daß die leitfähige
Schicht sich auf der im wesentlichen konvex gekrümmten Oberfläche dieses Abschnitts
erstreckt. Die Rückstellfederkraft dieser erfindungsgemäßen Kontaktleiste beruht
nicht auf der Eigenschaft ihres Materials, sich im wesentlichen gummielastisch zu
einem Block zusammenzudrücken zu lassen, sondern auf der Verwendung einer rückstellfederelastischen
Trägerfolie, die, schlaufen- oder U-förmig um ihre Längsachse verformt, sich zur
Zwischenlagerung zwischen die Leiterbahnträger eignet und aufgrund der Umformung
die gewünschten elastischen
Andruckkräfte auf die Leiterbahnen der
beiden Leiterbahnträger aufbringt. Die Trägerfolie kann ähnlich wie die kontaktgebend
zu verbindenden Leiterbahnträger mit analogen Leiterbahnen auf einer ihrer Oberflächen
versehen werden.
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Die streifenförmigen Kontaktabschnitte können aufgetragen, aufgedampft
oder auch herausgeätzt/. Als Material für die Trägerfolie eignet sich ein Polyamid
-Grundmaterial.
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Die Trägerfolie weist zweckmäßig einen Befestigungsabschnitt zu ihrer
Festlegung an einem Leiterbahnträger oder an einem die Leiterbahnträger verbindenden
Rahmenteil auf, wobei es vorteilhaft ist, wenn derBefestigungsabschnitt eben, seitlich
neben und in Verlängerung des verformten Abschnittes ausgebildet ist. Zur Verbesserung
der Kontaktgabe können im Anlagebereich der beschichteten Kontaktabschnitte an die
Leiterbahnen der Leiterbahnträger konvex angeformte Warzen angeordnet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, daß zwischen je zwei
beschichteten Kontaktabschnitten Einschnitte in den Träger eingebracht sind, wobei
die Einschnitte fensterförmig ausgebildet sein können. Auch können sich die Einschnitte
mindestens annähernd über die gesamte Länge der Umbiegung hinwegerstrecken. Infolge
dieser Anordnung einer Kontaktleiste, bei der streifenförmig angeordnete Kontaktabschnitte
mit Einschnitten einander abwechseln, wird eine im wesentlichen unabhängige elastische
Bewegungsmöglichkeit für jeden einzelnen Kontaktabschnitt erreicht, so daß Toleranzunterschiede
hervorragend ausgeglichen werden können. Ein zum Beispiel auf einen Kontaktabschnitt
ausgeübter höherer Druck hat nicht zur Folge, daß ein benachbarter Kontaktabschnitt
nicht mehr zur Anlage
an die Leiterbahnen der beiden Leiterbahnträger
gelangen könnte.
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Zum weiteren Verständnis ist die Erfindung nachfolgend anhand zweier
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kontaktleiste
nach einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine Stirnansicht in Richtung des
Pfeiles II in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie III-III in Fig.
1 durch eine zwischen zwei Leiterbahnträger eingesetzte Kontaktleiste, Fig. 4 eine
Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer Kontaktleiste, Fig. 5 eine
Aufsicht auf die Kontaktleiste nach Fig. 4 und Fig. 6 einen schematischen Querschnitt
durch eine mit Kontaktleisten nach den Fig. 4 und 5 bestückte Anordnung zweier mit
einem Rahmen verbundener Leiterbahnträger.
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Die Kontaktleiste 10 nach den Fig. 1 bis 3 ist einstückig ausgebildet
und besteht z.B. aus Gummi oder einem gummielastische Eigenschaften aufweisenden
Kunststoff.
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Sie besitzt an jeder Stelle ihrer Längsachse L im wesentlichen
kreisförmigen
Querschnitt - vgl. Fig. 2. Abweichende Querschnittsformen sind selbstverständlich
möglich. In Abständen, die dem Teilungsmaß t von miteinander elektrisch leitend
zu verbindenden Leiterbahnpaaren der Leiterbahnträger entsprechen, besitzt die Kontaktleiste
10 einzelne Kontaktabschnitte 11, deren Oberfläche 12 umlaufend mit einer dünnen
Schicht 13 elektrisch leitenden Materials versehen ist. Wenn also die Kontaktabschnitte11
an zwei beliebigen Stellen Leiterbahnen von Leiterbahnträgern berühren, werden diese
Leiterbahnen elektrisch leitend überbrückt. Beim Ausführungsbeispiel der Kontaktleiste
10 ist die Anordnung so getroffen, daß die Kontaktabschnitte 11 gegenüber Verbindungsabschnitten
14 einen größeren Durchmesser aufweisen. Die, gewissermaßen den Kern der Kontaktleiste
10 bildenden, Verbindungsabschnitte dienen somit primär dazu, die Kontaktabschnitte
11 voneinander zu distanzieren und ihre Oberflächen 12 gegeneinander abzugrenzen
sowie eine Vielzahl von Kontaktabschnitten 11 zur einer einheitlich handhabbaren
Kontaktleiste zusammenzufassen.
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Der Außendurchmesser D der Kontaktabschnitte 11 in ihrem unbelasteten
Zustand ist etwas größer als der lichte Abstand A zwischen Leiterbahnen 15 und 16
zweier Leiterbahnträger 17 und 18, von denen beispielsweise der Leiterbahnträger
17 eine Flüssigkristall (LCD)-Anzeige, der Leiterbahnträger 18 eine gedruckte Schaltungsplatte
sein können. Dadurch ergibt sich, wie in Fig. 3 dargestellt, in der Benutzungslage
der Kontaktleiste 10, daß zumindest deren Kontaktabschnitte 11 ein wenig zusammengepreßt
werden, wodurch sich die erwünschte Rückstellfederkraft
ergibt,
die zu einer einwandfreien elektrisch leitenden Verbindung der Leiterbahn 15 mit
der Leiterbahn 16 führt und diese Verbindung aufrechterhält. Die Kontaktleiste 10
kann ohne besondere Arretiermaßnahmen zwischen die Leiterbahnträger 17 und 18 eingelegt
sein, die ihrerseits miteinander durch geeignete Mittel, z.B. mittels Steckrahmen
od. dgl., in der korrekten Lage zueinander fixiert sind.
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Während bei der Kontaktleiste 10 gemäß Fig. 1 bis 3 die Oberfläche
12 ihrer Kontaktabschnitte 17 umlaufend mit einer elektrisch leitfähigen Schicht
13 bedruckt, bedampft oder sonstwie versehen sind und die Kontaktleiste selbst aus
einem homogenen vollquerschnittigen Körper besteht, ist bei der Kontaktleiste 20
nach den Fig. 4 bis 6 die Anordnung und Ausbildung hiervon abweichend gestaltet.
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Ausgangsmaterial für die Kontaktleiste 20 ist eine ebene flächenhafte
Trägerfolie 21 z.B. aus Polyamid. Sie soll elastisch nachgiebige, flexible Eigenschaften
aufweisen, zugleich aber auch hinreichend eigensteif sein. Die Kontaktleiste 20
besitzt einen ebenen, flächenhaften, sich über die Länge der Kontaktleiste 20 hinwegerstreckenden
Befestigungsabschnitt 22, der in eine U- bzw. schlaufenförmige Umbiegung 23 übergeht.
Beim Ausführungsbeispiel ist diese Umbiegung 23, ausgehend vom ebenen Befestigungsabschnitt
22, gekennzeichnet durch eine Auswärtsbiegung 24 und sich daran in Abständen anschließende
Einwärtsbiegungen 25, 26 und 27, die auch ineinanderübergehen könnten, dergestalt,
daß sich beispielsweise im Querschnitt nach Fig. 6 eine elliptische oder Kreisform
ergeben würde. In jedem Falle ergibt sich neben dem Befestigungsabschnitt 22 ein
gekrümmter Abschnitt 28, dessen konvex gekrümmte Oberfläche
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in dem Teilungsmaß t der Leiterbahnen der Leiterbahnträger 17 und 18 entsprechenden
Abständen mit Kontaktabschnitten 30 versehen, die durch eine Oberflächenbeschichtung
mit leitfähigem Material gekennzeichnet sind.
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Es entstehen somit leiterbahnartige streifenförmige Zonen, die mit
einer leitfähigen Schicht 31 versehen sind.
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Die mit leitfähiger Schicht 31 oberflächlich ausgerüsteten Kontaktabschnitte
30 besitzen in gegenüberliegender Anordnung, d.h. im Kontaktbereich mit den Leiterbahnträgern
17 und 18 konvex nach außen gewölbte warzenartige Ausformungen 32 zur Verbesserung
der Kontaktgabe.
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Zwischen je zwei Kontaktabschnitten 30 befinden sich sich Zwischenabschnitte
33, die nicht mit einer leitfähigen Schicht 31 versehen sind. Beim dargestellten
Ausführungsbeispiel befinden sich in der oberen Hälfte des gekrümmten Abschnitts
28 sowie auch in der unteren Hälfte innerhalb dieser Zwischenabschnitte 33 jeweils
fensterartige Durchbrüche 34, die zu einer gewissen Eigenfederbarkeit eines jeden
Kontaktabschnittes 30 unabhängig vom benachbarten führen. Diese Fenster 34 können
auch als durchlaufende Einschnitte vom Ende des Befestigungsabschnittes 22 bis zum
freien Endbereich des Umbiegungsabschnitts 28 geführt sein, so daß/1m ebenen noch
unverformten Zustand der Trägerfolie 21 eine kammartige Konfiguration ergibt.
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Wie aus Fig. 6 ersichtlich, sind die Leiterbahnträger 17 und 18 durch
schematisch dargestellte Rahmen bzw. Rahmenteile 35 zusammengehalten. Die Rahmenteile
35 besitzen stegförmige Kupplungsmittel 36 zur Festlegung der Kontaktleiste 20
an
ihrem Befestigungsabschnitt 22, der zu diesem Zweck mit in entsprechenden Abständen
angeordneten Kupplungsausnehmungen 37 versehen ist. Diese sind im wesentlichen schlitzförmig
ausgebildet, so daß sie sich beim Aufstekken auf die Kupplungsmittel 36 aufweiten
und anschließend wieder zusammenschnappen können.
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Selbstverständlich ist im nicht eingebauten Zustand der Kontaktleiste
20 der Durchmesser D des verformten Abschnittes 28 größer als der Abstand der einander
zugekehrten Leiterbahnen der Leiterbahnträger 17 und 18, damit die erforderliche
Kontaktkraft hergestellt wird, die aufgrund der rückstellfedernden Eigenschaften
der Trägerfolie 21 in Verbindung mit der rückstellfederelastischen Verformung des
Abschnittes 28 hervorgerufen wird.
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L e e r s e i t e