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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder
zum elektrischen Verbinden der Leiter einer flachen flexiblen Schaltung
mit den Leitern einer komplementär
zu paarenden Verbindungseinrichtung entsprechend dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine
flache flexible Schaltung beinhaltet herkömmlicherweise ein längliches,
flaches, flexibles dielektrisches Substrat mit seitlich beabstandeten Streifen
von Leitern auf einer oder beiden Seiten desselben. Die Leiter können auf
einer oder beiden Seiten der Schaltung mit einer dünnen, flexiblen
Schutzschicht abgedeckt sein. Falls Schutzschichten verwendet werden,
sind in diesen Ausschnitte ausgebildet, um die darunter liegenden
Leiter an gewünschten
Kontaktstellen freizulegen, an denen die Leiter an den Leitern einer
komplementär
zu paarenden Verbindungseinrichtung in Anlage kommen sollen, welche
eine zweite flache flexible Schaltung, eine gedruckte Schaltungsplatine
oder die Anschlüsse
eines zu paarendes Verbinders sein können.
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Im
Laufe der Jahre ist eine breite Vielfalt an Verbindern zum Anschließen oder
Verbinden flacher, flexibler Schaltungen mit komplementär zu paarenden
Verbindungseinrichtungen entworfen worden, darunter US-A- 5,397,247, auf welche
sich der Oberbegriff des Anspruchs 1 bezieht. Solche Verbinder leiden
jedoch weiterhin an größeren Problemen,
insbesondere im Bereich der Kosten und der Zuverlässigkeit.
Insbesondere weist ein Steckverbinder für eine flache flexible Schaltung
typischerweise ein Stecker-Gehäuseteil
auf, um welches herum die flexible Schaltung geschlagen ist. Der
Steckverbinder wird mit einem Buchsenverbinder gepaart, wobei das
Stecker-Gehäuseteil
in eine Buchse des Buchsenverbinders eingefügt wird. Die Buchse kann beispielsweise eine
Mehrzahl von Anschlusskontakten zur Anlage an den Leitern der flachen
flexiblen Schaltung aufweisen. Es gibt fortlaufend Probleme damit,
die flache flexible Schaltung während
des Zusammenfügens
um das Stecker-Gehäuseteil
herum zu halten. Jede seitliche Abweichung der flexiblen Schaltung von
ihrer beabsichtigten Position wird eine Fehlausrichtung zwischen
den Leitern der flachen Schaltung und den Anschlusskontakten des
Buchsenverbinders bewirken, was zu schlechten oder unzulänglichen Verbindungen
führt.
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Die
vorliegende Erfindung ist darauf ausgerichtet, diese Probleme zu
lösen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, einen neuen und verbesserten
Steckverbinder zum elektrischen Verbinden der Leiter einer flachen flexiblen
Schaltung mit den Leitern einer komplementär zu paarenden Verbindungseinrichtung
zur Verfügung
zu stellen.
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Dieses
Problem wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung weist der Verbinder ein Stecker-Gehäuseteil
auf, um welches herum die flexible Schaltung geschlagen oder geschlungen
ist. Positionierungsmittel sind an einer Seite des Gehäuseteils
vorgesehen, um in ein fernes Ende der flexible Schaltung einzugreifen und
dieses zu halten. Zugentlastungsmittel, die eine gewundene Bahn
für die
flexible Schaltung bestimmen, sind an der entgegengesetzten Seite
des Gehäuseteils
vorgesehen, um die flexible Schaltung an dem Verbinder festzuhalten.
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Wie
vorliegend offenbart ist, umfassen die Positionierungsmittel mindestens
einen Vorsprung an der einen Seite des Gehäuseteils, der in einer Öffnung in
der flexiblen Schaltung in Eingriff gebracht werden kann. Der Vorsprung
ist in einem ersten, der einen Seite des Gehäuseteils benachbarten Schlitz angeordnet.
Das Zugentlastungsmittel bestimmt die gewundene Bahn, über welche
die flexible Schaltung entlang geführt wird. Das Zugentlastungsmittel
ist in einem zweiten, der entgegengesetzten Seite des Gehäuseteils
benachbarten Schlitz angeordnet. Das Zugentlastungsmittel wird durch
einen Finger gebildet, um welchen herum die flexible Schaltung auf
ihrer gewundenen Bahn geschlungen wird.
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Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Ausführungsformen der Erfindung
werden aus der vorliegenden detaillierten Beschreibung deutlich werden,
die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
Merkmale der vorliegenden Erfindung, welche als neu erachtet werden,
sind insbesondere in den anhängenden
Ansprüchen
ausgeführt.
Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am
besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung verstanden
werden, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben
wird, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den Figuren
kennzeichnen und in welchen:
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1 ein vergrößerter Querschnitt
durch eine Verbinderanordnung für
eine flache flexible Schaltung entsprechend der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine Aufsicht des Steckverbinders
der Anordnung ist;
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3 ein Aufriss des Steckverbinders
von der Seite ist,
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4 ein Aufriss des Steckverbinders
von der Schmalseite ist,
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5 eine Aufsicht des Steckverbinders
der Anordnung ist;
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6 ein Aufriss des Steckverbinders
von der Seite ist;
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7 ein Aufriss des Steckverbinders
von der Schmalseite ist;
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8 eine Aufsicht des Verbindungsendes der
flachen flexiblen Schaltung ist, welches um den Steckverbinder herum
geschlagen werden soll;
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9 ein Querschnitt durch
den Steckverbinder ist; und die
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10A bis 10D Ansichten in zeitlicher Abfolge sind,
welche die Art und Weise der Befestigung der flachen flexiblen Schaltung
an dem Steckverbinder zeigen.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Nehmen
wir detaillierter auf die Zeichnungen und zunächst auf 1 Bezug, so ist die Erfindung in einer
elektrischen Verbinderanordnung verkörpert, die einen generell mit 1 bezeichneten
Steckverbinder (2–4) und einen generell mit 2 bezeichneten
aufnehmenden oder Buchsenverbinder (5–7) umfasst. 8 zeigt eine generell mit 4 bezeichnete
flache flexible Schaltung, die aus einem länglichen, flexiblen Substrat 5 hergestellt
ist, wobei sie eine Mehrzahl von Leitern 6 in paralleler
Anordnung in regelmäßigen seitlichen
Abständen
aufweist. Die Leiter sind auf einer Seite des Substrats befestigt.
Eine flexible Verstärkungsplatte 8 ist
auf ein Verbindungsende 7 des Substrats 5 geklebt.
Mehrere Eingriffsöffnungen 9 sind
in dem Substrat und der Verstärkungsplatte
allgemein quer zu dem Verbindungsende 7 der flachen flexiblen
Schaltung ausgebildet.
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Nehmen
wir Bezug auf die 2–4 in Verbindung mit 1, so ist der Steckverbinder 1 zum Halten
und Verriegeln der flachen flexiblen Schaltung 4 an deren
Verbindungsende 7 strukturiert. Der Steckverbinder stellt
eine einstückige
Struktur dar, die einheitlich aus dielektrischem Material wie etwa Kunststoff
oder dergleichen geformt ist. Der Steckverbinder weist ein Stecker-Gehäuseteil 10 auf,
welches von einem Kragen oder verbreiterten Bund 11 vorragt.
Ein erster Schlitz 12 ist zwischen dem Bund 11 und
einer Seite 10a des Stecker-Gehäuseteils 10 an
dessen Basis ausgebildet. Die Breite des ersten Schlitzes ist etwas
größer als
die Dicke des Verbindungsendes 7 der flachen flexiblen
Schaltung einschließlich
der Verstärkungsplatte 8,
um das Einfügen
des Verbindungsendes der Schaltung in den Schlitz zu ermöglichen.
Wie am besten in 1 zu sehen
ist, ragen mehrere Eingriffsvorsprünge 13 an der Seite
10a des Stecker-Gehäuseteils 10 in
dem ersten Schlitz 12 nach außen. Die Vorsprünge sind zum
Eingriff in Öffnungen 9 in
dem Verbindungsende der flachen flexiblen Schaltung 4 bemessen
und beabstandet.
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Bezug
nehmend auf die 2 und 3 weist das Stecker-Gehäuseteil 10 zwei
Schlitze 14 und eine Ausnehmung 15 auf (vergleiche
auch 1), die in Kombination
eine nachgiebige Zunge 16 bilden, an welcher jeweils die
Eingriffsvorsprünge 13 ausgebildet
sind. Wie in 1 zu sehen
ist, weist jeder Vorsprung eine abrupte Seite oder Steilstufe, die eine
Verriegelungsschulter 17 bildet, sowie eine angewinkelte
oder schräge
Seite 18 auf.
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Ein
zweiter Schlitz 19 ist zwischen dem Bund 11 und
der Basis des Stecker-Gehäuseteils 10 auf dessen
entgegengesetzten Seite 10b zum Hindurchführen der flachen flexiblen
Schaltung 4 ausgebildet. Zwei Finger 20 (2) ragen von gegenüberliegenden
Enden des Schlitzes 19 aus nach innen. Mit dieser Anordnung
aus Schlitz und Fingern wird eine gewellte oder gewundene Bahn zum
Hindurchführen der
flachen flexiblen Schaltung 4 bestimmt, wie am besten in 1 zu sehen ist. Durch diese
gewundene Bahn wird ein Verriegelungsmittel geschaffen, um die Schaltung
an dem Verbinder festzuhalten. Schließlich sind zwei Flansche 21 integral
mit dem Stecker-Gehäuseteil 10 an
dessen gegenüberliegenden
Enden angeformt (siehe 3),
um eine seitliche Verschiebung der länglichen, flachen flexiblen Schaltung
zu verhindern. Jeder Flansch 21 weist einen Verrastungsvorsprung 22 auf,
der von diesem aus nach außen
ragt.
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Bezug
nehmend auf die 5–7 und 9 in Verbindung mit 1 weist der Buchsenverbinder 2 ein
Gehäuse 23 auf,
das aus dielektrischem Material wie etwa Kunststoff ausgebildet
ist. In dem Gehäuse sind
eine Mehrzahl von generell mit 24 bezeichneten Anschlusskontakten
montiert, die in Längsrichtung des
Gehäuses
entsprechend dem seitlichen Abstand der Leiter 6 auf der
flachen flexiblen Schaltung 4 beabstandet sind. Das dielektrische
Gehäuse 23 weist eine
Paarungsbuchse 25 zur Aufnahme des einzufügenden Gehäuseteils 10 des
Steckverbinders 1 auf. Das Gehäuse weist Endwandungen 26 auf,
an denen Öffnungen 27 für den Eingriff
der Verrastungsvorsprünge 22 an
den Außenseiten
der Flansche 21 des Steckverbinders vorgesehen sind.
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Wie
am besten in den 1 und 9 zu sehen ist, weist jeder
Anschlusskontakt 24 eine horizontale Basis 30 auf,
die sich allgemein parallel zu einer unteren Oberflächenmontagefläche des
dielektrischen Gehäuses 23 erstreckt.
Ein Verriegelungsschenkel 28 ragt von der Basis 30 aus
nach oben, und zwar zur Verriegelung in einem Loch 28a des
Gehäuses 23. Ein
nachgiebiger Kontaktarm 31 ragt von der Basis 30 aus
nach oben und weist einen Kontaktabschnitt 32 auf, der
zur Anlage an einem der Leiter der flachen flexiblen Schaltung in
die Buchse 25 hineinragt. Endabschnitte oder Lötfahnen 29 der
Anschlusskontakte ragen an der Unterseite des Gehäuses 23 allgemein
an der Platinenmontagefläche 23a desselben zur
Verbindung, beispielsweise durch Löten, mit geeigneten Schaltungsspuren
auf einer gedruckten Schaltungsplatine vor.
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Die
Anschlusskontakte 24 weisen in Längsrichtung des Verbinders
abwechselnd entgegengesetzte Ausrichtungen auf, wie aus dem Vergleich
der 1 und 9 verständlich wird. Daher liegen die
Kontaktarme 31 (und die Kontaktstellen 32) in
Längsrichtung
des Verbinders abwechseln der einen oder der anderen Seite, 10a
oder 10b, des Stecker-Gehäuseteils 10 gegenüber, wenn
dieses in die Buchse 25 des Gehäuse 23 eingefügt wird. 5 zeigt, dass die Anschlusskontakte
in Längsrichtung
des Verbinders abwechseln.
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Die 10A–10D zeigen
aufeinanderfolgende Ansichten beim Zusammenbau der flachen flexiblen
Schaltung 4 mit dem Steckverbinder 10 in solcher Weise,
dass die flache flexible Schaltung um das Stecker-Gehäuseteil 10 des
Verbinders herum geschlungen ist und sicher an diesem festgehalten
wird. Insbesondere zeigt 10A,
wie das Verbindungsende 7 der flachen flexiblen Schaltung 4 in
Richtung des Pfeils "A" zu dem Steckverbinder
hin eingefügt wird.
Das Verbindungsende soll in den zweiten Schlitz 19 an der
Außenseite
der Finger 20, die an gegenüberliegenden Enden des Schlitzes
angeordnet sind, eingefügt
werden. Das Verbindungsende wird dann umgeklappt, wie bei 40,
und durch den Schlitz 19 in Richtung des Pfeils "B" an der Innenseite der Finger 20 durch
den Schlitz zurückgeführt. Die flache
flexible Schaltung wird dann um das Stecker-Gehäuseteil 10 herum gebogen
und mit dem ersten Schlitz 12 ausgerichtet, wie in 3 gezeigt ist. Das Verbindungsende
wird weiter in den Schlitz 12 eingefügt, wie in 10D gezeigt ist, bis die Eingriffsöffnungen 9 an
dem Verbindungsende der Schaltung hinter den steilen Schultern 17 der
Vorsprünge 13 verriegeln.
Lockerheit im Anliegen der flachen flexiblen Schaltung kann beseitigt
werden, indem die Schaltung manipuliert wird, bis sie eng um das
Stecker-Gehäuseteil 10 und
um die Finger 20 in dem Schlitz 19 herum geschlagen
ist.
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Wenn
die flache flexible Schaltung 4 vollständig mit dem Steckverbinder 1 zusammengebaut ist,
wie in den 1 und 10D gezeigt ist, wird das Verbindungsende
der Schaltung durch die Vorsprünge 13 auf
der Seite 10a des Stecker-Gehäuseteil 10 positioniert
und gehalten. Dadurch, dass die Schaltung um die Finger 20 in
den Schlitzen 19 auf der Seite 10b des einzufügenden Rumpfelements
herum geschlagen ist, ist die Schaltung auf einer gewundenen Bahn
angeordnet, wodurch die Schaltung gegen Kräfte, welche die Schaltung in
Richtung des Pfeils "C" ziehen (10D), an dem Verbinder festgeklemmt
wird.
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Kommen
wir zurück
auf 1, so kommen, wenn
das Stecker-Gehäuseteil 10 des
Steckverbinders 1 in die Buchse 25 des Buchsenverbinders 2 eingefügt wird,
die Kontaktstellen 32 der nachgiebigen Kontaktarme 31 in
Kontakt mit den Leitern 6 der flachen flexiblen Schaltung 4,
wodurch eine gewünschte
Verbindung zwischen der flachen flexiblen Schaltung und ausgewählten Schaltungsspuren
auf einer gedruckten Schaltungsplatine, auf welcher der Buchsenverbinder 2 montiert
ist, hergestellt wird. Der Steckverbinder wird durch die Verrastungsvorsprünge 22 an
den Außenseiten
der Flansche 21, die in Öffnungen 27 in gegenüberliegenden
Enden des dielektrischen Gehäuses 23 des
Buchsenverbinders eingreifen, in dem Buchsenverbinder gehalten.
Die flache flexible Schaltung wird schlupffrei an dem Stecker-Gehäuseteil 10 festgehalten,
um die darauf befindlichen Leiter zur Anlage an den Kontaktstellen 32 der
Anschlusskontakte 24 in exakter Ausrichtung zu halten,
so dass eine zuverlässige
elektrische Verbindung zwischen den beiden Verbindern sichergestellt wird.
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Man
wird verstehen, dass die Erfindung in anderen speziellen Formen
verkörpert
sein kann, ohne von dem Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen. Die vorliegenden
Beispiele und Ausführungsformen
sind daher in jeglicher Hinsicht als veranschaulichend und nicht
als einschränkend
zu betrachten, und die Erfindung ist nicht auf die vorliegend angegebenen
Details beschränkt.