EP0991151A2 - Kontaktelement zur Verbindung einer Flachbandleitung mit Rundleitern und Drehverbinder mit einem derartigen Kontaktelement - Google Patents

Kontaktelement zur Verbindung einer Flachbandleitung mit Rundleitern und Drehverbinder mit einem derartigen Kontaktelement Download PDF

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EP0991151A2
EP0991151A2 EP99402248A EP99402248A EP0991151A2 EP 0991151 A2 EP0991151 A2 EP 0991151A2 EP 99402248 A EP99402248 A EP 99402248A EP 99402248 A EP99402248 A EP 99402248A EP 0991151 A2 EP0991151 A2 EP 0991151A2
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EP
European Patent Office
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contact element
conductor
rotary connector
strip
round
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EP99402248A
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Frank Schröer
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Nexans SA
Original Assignee
Alcatel CIT SA
Alcatel SA
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Publication date
Application filed by Alcatel CIT SA, Alcatel SA filed Critical Alcatel CIT SA
Publication of EP0991151A2 publication Critical patent/EP0991151A2/de
Publication of EP0991151A3 publication Critical patent/EP0991151A3/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/24—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands
    • H01R4/2416—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type
    • H01R4/2445—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members having additional means acting on the insulation or the wire, e.g. additional insulation penetrating means, strain relief means or wire cutting knives
    • H01R4/245—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members having additional means acting on the insulation or the wire, e.g. additional insulation penetrating means, strain relief means or wire cutting knives the additional means having two or more slotted flat portions
    • H01R4/2454—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members having additional means acting on the insulation or the wire, e.g. additional insulation penetrating means, strain relief means or wire cutting knives the additional means having two or more slotted flat portions forming a U-shape with slotted branches
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/59—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H01R12/592—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures connections to contact elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R35/00—Flexible or turnable line connectors, i.e. the rotation angle being limited
    • H01R35/02—Flexible line connectors without frictional contact members
    • H01R35/025—Flexible line connectors without frictional contact members having a flexible conductor wound around a rotation axis

Definitions

  • the invention relates to a contact element for connecting a Ribbon cable with round conductors, the contact element several comprises mutually insulated, parallel conductor strips made of conductive material one end of which has a round conductor attachable and the other end of which one Has a surface on which one wire of the ribbon cable can be fixed by material bonding, and a rotary connector with such a contact element.
  • the ribbon cable (hereinafter referred to as FBL) is in the space arranged two mutually rotatable housing parts of the rotary connector and attached at both ends to both housing parts.
  • FBL Flexible ribbon cable
  • the FBL spirals in the space in accordance with Art a clock spring. With a relative rotation of the housing parts change Winding diameter and number depending on the direction of rotation. Alternatively the FBL windings run along the radially inner and outer walls of the space with the opposite direction of rotation, between the two Line sections a reversal point is present.
  • the external contacting of the rotary connector is generally done by Round conductors, i.e. wires or strands with at least approximately round ones Cross-section. Accordingly, a contact element is required that the round conductor and electrically connects the wires of the ribbon cable.
  • DE 41 19 769 A1 described a rotary connector with such a contact element. It exists from several parallel, mutually insulated metal strips, for example are connected to the wires of the FBL by soldering or welding. The opposite ends of the conductor strips are designed as plug contacts the mating contacts connected to the round conductors can be plugged on.
  • the invention has set itself the task of a Contact element for the secure connection of round conductors to a To develop ribbon cable that is easy to manufacture and contact.
  • a conductor strip has at least one pair of cutting edges, between which a round conductor is located Clamp is insertable.
  • a basic idea of the invention is to direct the round conductor to the Fasten the conductor strip of the contact element, which preferably consists of a Metal. Insulation displacement terminals into which the round conductors are inserted, enable simple and quick contacting. With a suitable distance of Cutting is a permanent, secure contact between the round conductor and the conductor strip guaranteed, the use of a tool for insertion a allows comparatively high clamping force. Because stripping the round conductor is not required before insertion into an insulation piercing clamp, simplified the contacting considerably.
  • the cutting edges are preferably made of Strip level issued, e.g. B. aligned perpendicular to it. Continue to leave two or more pairs of cutting edges for contacting a round conductor provide for the permanently secure connection even in the event of vibrations and Ensure alternating loads, such as in particular in a motor vehicle occur.
  • the connection of the contact element with the FBL is cohesive, with a
  • the conductor strip preferably has a flat surface, for example a tongue, to which one wire of the FBL is fixed.
  • a soldering or Welding on, for example by spot welding or ultrasonic welding.
  • the width of the surface appropriately corresponds approximately to the wire width of the FBL or slightly exceeds it.
  • an FBL is one in particular Suitable flat ribbon cable, which consists of ribbon-shaped copper conductors, which laminated between two plastic films or applied to a plastic film are.
  • the conductor strips of the Contact element one-piece stamped parts to an inexpensive production enable.
  • the insulation displacement clamps are also useful in the stamping process molded. If necessary, individual areas of the Conductor strip, for example in the area of the insulation displacement clamps, around the desired one Arrange the outgoing round conductors and the FBL.
  • the conductor strips of the contact element are connected by one or more insulating support members.
  • the Conductor strips set in a common carrier part.
  • a prefabricated carrier part made of one or more It is a good idea to use components after you have punched out the conductor strips to encapsulate liquid plastic that hardens to the carrier part.
  • the conductor strips be fixed before being fixed Carrier parts are connected by at least one web.
  • the manufacture of the contact element is simplified since only a part of it handle, the conductor strip by one or more carrier parts be attached to each other.
  • the web is then removed, for example by punching. This requires that it be accessible from the outside after the conductor strips are fixed in a carrier part.
  • the web is in an area of the Arranged conductor strips, which protrudes over a carrier part.
  • the web is preferably formed in one piece with the conductor strips, so that all conductors of the contact element together, for example in a stamping process are producible.
  • the web is expediently arranged on the web End of the conductor strip, which is used to fasten the wires of the ribbon conductor is provided. This prevents the web from shaping the Insulation displacement clamps and any necessary exhibitions in this Area obstructed.
  • the insulation displacement terminals are proposed Adjacent conductor strips are offset from one another in the longitudinal direction of the strips to arrange. Especially when a The area of the insulation piercing is unfolded from the strip plane, there are a number of different ones depending on the folding Possibilities of arranging the insulation displacement clamps above, next to or offset one after the other. The length may differ Adjacent conductor strips of the contact element, the location and / or the direction of folding. This is a space-saving arrangement of the conductor strips even then possible if the section formed to the insulation displacement clamps is the width of the remaining strip significantly exceeds. The offset thus allows manufacture All conductor strips of the contact element with a small strip spacing material saving from one sheet.
  • a conductor strip preferably has recesses in those that are angled Areas formed by bending.
  • This configuration offers z. B. when the conductor strip is made from a one-piece blank. In addition to saving material, this also makes the material flexible improved.
  • the bending can e.g. B. with or after punching the blank respectively.
  • the contact element is used in a rotary connector advantageous if the conductor strips have an angle in the strip plane. In this way, the contacting of the round conductor outside of Plane level of the ribbon cable take place so that the radial Diameter of the rotary connector on the one for receiving the turns can restrict necessary space. For example, the Ladder strips at right angles. Alternatively, it is conceivable to have a contact element straight conductor strips to use and a corresponding bend through To fold the ribbon cable.
  • the contact element is preferably locked in the receptacle.
  • Strain relief of the FBL between the contact element and its turns of Advantage is particularly suitable.
  • Strain relief through the cover is particularly suitable.
  • the cover is to improve the strain relief and / or preferably the surface of the housing part in the area of the pressing a roughened, e.g. B. corrugated surface.
  • the Cover also form the strain relief for the round conductor.
  • Fig. 1 shows schematically the structure of a rotary connector. It consists of an inner housing part (1) and an outer housing part (2), the are rotatable against each other.
  • the rotary connector is used, for example Power supply to the airbag in the steering wheel of a motor vehicle, the inner Housing part (1) is placed on the steering axle.
  • the rotary connector closes the ignition device (3) of the airbag to trigger electronics (4), which is stationary is arranged to the body and from the vehicle battery or the electrical system of the Vehicle is powered.
  • the connection of the ignition device (3) and the Trigger electronics (4) with the rotary connector is made via circular conductors (5, 7) Connection points (6, 8) are connected to a ribbon cable (10).
  • the Ribbon cable (10) runs like a clock spring in turns in the space (11) the housing parts (1, 2). If the latter in the direction of the double arrow (9) rotated against each other, the number and diameter of the turns change FBL (10). If the FBL (10) is of sufficient length, this is a continuous one electrical connection over a limited number of revolutions between the Housing parts (1, 2) ensured.
  • Fig. 2 shows schematically an alternative embodiment of the rotary connector, at which a first section (12) of the FBL (10) along the wall of the outer Housing part (2) an opposite winding direction to the second section (13) has on the wall of the inner housing part (1). Between the two Sections (12, 13) is a reversal point (14) of the FBL (10). At a relative rotation of the housing parts (1, 2) in the direction of the double arrow (9) depending on the direction of rotation of one of the sections (12, 13) unwound while the FBL (10) is taken up by the other section (13, 12). To increase functional reliability, it is possible to provide a guide body (15).
  • Fig. 3 the view of a conductor strip (20) of the contact element is shown.
  • the contact element is formed by several such conductor strips (20) are embedded in parallel in a carrier part. Pointing at one end the conductor strip (20) has a surface (21) which is used to contact the wire Flat conductor strip conductor is suitable, for example by welding or soldering.
  • the opposite end of the conductor strip (20) is of a pair of Insulation clips (22, 23) are formed, which are used to contact a round conductor. They are arranged in a section (24) of the conductor strip (20), in which the Material is unfolded several times perpendicular to the plane of the strip. In angled areas (25, 26), the conductor strip has cutouts (27, 28) on that facilitate its shaping.
  • the distance between the cutting edges (29) in the insulation displacement clamps (22, 23) increases from them Base (30) to their opening (31). There are preferably two areas different, approximately constant cutting edge distance, which by a beveled step (32) are separated. In this way, the Round conductor with insulation in the wider area between the cutting edges (29) Pre-fix near the opening (31) before using a tool in the narrower Area near the base (30) of the insulation displacement clamps (29) for making contact Cutting his insulation is pressed. In many cases it is useful to have one Angle (32) in the plane of the conductor strip (20) to be provided allows the insulation displacement terminals (22, 23) outside the plane of the turns of the FBL (10) to be arranged.
  • the offset of the sections (24) is Adjacent conductor strips (20) over the entire width of the contact element from constant amount and sign.
  • the middle conductor strips (20) have the greatest length while the length of the conductor strips (20) to both Edges of the contact element decreases.
  • FIG. 5 is a plan view of the inner housing part (1) Rotary connector according to the invention shown.
  • On its top (50) is one Extension (51) formed, which serves to receive the contact element.
  • the Recording (52) inside the extension (51) is with a cover (53) locked.
  • the housing part (1) with a resilient element (54) provided which a game to a component placed thereon, in particular avoids the steering wheel of a motor vehicle.
  • the opening (55) in the center of the Housing part (1) is provided for receiving a steering column.

Landscapes

  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Kontaktelement zur Verbindung einer Flachbandleitung (10) mit Rundleitern (5, 7), wobei das Kontaktelement mehrere gegeneinander isolierte, parallele Leiterstreifen (20) aus leitfähigem Material umfaßt, an deren einem Ende ein Rundleiter (5, 7) anbringbar ist und deren anderes Ende eine Fläche (21) aufweist, an der eine Ader der Flachbandleitung (10) stoffschlüssig fixierbar ist, wobei ein Leiterstreifen (20) mindestens ein Paar von Schneiden (29) aufweist, zwischen die ein Rundleiter (5,7) unter Klemmung einschiebbar ist. Ferner ist ein Drehverbinder mit einem derartigen Kontaktelement beschrieben. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktelement zur Verbindung einer Flachbandleitung mit Rundleitern, wobei das Kontaktelement mehrere gegeneinander isolierte, parallele Leiterstreifen aus leitfähigem Material umfaßt, an deren einem Ende ein Rundleiter anbringbar ist und deren anderes Ende eine Fläche aufweist, an der eine Ader der Flachbandleitung stoffschlüssig fixierbar ist, sowie einen Drehverbinder mit einem derartigen Kontaktelement.
Häufig besteht das Problem der störungsfreien Strom- bzw. Signalübertragung zwischen Teilen einer Vorrichtung, die gegeneinander in einem begrenzten Winkelbereich drehbar sind. Beispielsweise ist eine dauerhaft zuverlässige Stromzuführung zur Auslösung des Airbags im Lenkrad eines Kraftfahrzeuges von entscheidender Bedeutung. Da Schleifkontakte aufgrund des Verschleißes und schwankender Übergangswiderstände zu diesem Zweck ungeeignet sind, wurden Drehverbinder mit Flachbandleitung entwickelt, die eine sichere Verbindung gewährleisten.
Die Flachbandleitung (im folgenden als FBL bezeichnet) ist im Zwischenraum zweier gegeneinander drehbarer Gehäuseteile des Drehverbinders angeordnet und endseitig an beiden Gehäuseteilen befestigt. Bevorzugt wird eine Flachleiterbandleitung aus einem oder mehreren, voneinander beabstandeten flexiblen Metallstreifen verwendet, die zwischen zwei Kunststoffbändern eingebettet sind. Im einfachsten Fall verläuft die FBL im Zwischenraum spiralförmig nach Art einer Uhrfeder. Bei einer relativen Drehung der Gehäuseteile ändern sich Windungsdurchmesser und -zahl in Abhängigkeit von der Drehrichtung. Alternativ verlaufen die Windungen der FBL entlang der radial inneren und äußeren Wandung des Zwischenraumes mit entgegengesetztem Drehsinn, wobei zwischen beiden Leitungsabschnitten eine Umkehrstelle vorhanden ist. In diesem Fall wird die Leitung bei einer relativen Drehung der Gehäuseteile des Verbinders von der einen Wandung abgewickelt und von der anderen Wandung aufgenommen. Bekannt ist auch, im Zwischenraum Führungskörper oder elastische Elemente anzuordnen sowie die FBL aus elastischem Material herzustellen, um ihre sichere Führung bei einer Drehung der Gehäuseteile zu gewährleisten und Beschädigungen zu vermeiden.
Die äußere Kontaktierung des Drehverbinders erfolgt im allgemeinen durch Rundleiter, also Drähte oder Litzen mit zumindest näherungsweise rundem Querschnitt. Entsprechend ist ein Kontaktelement erforderlich, das die Rundleiter und die Adern der Flachbandleitung elektrisch verbindet. In der DE 41 19 769 A1 ist ein Drehverbinder mit einem derartigen Kontaktelement beschrieben. Es besteht aus mehreren parallelen, gegeneinander isolierten Metallstreifen, die beispielsweise durch Löten oder Schweißen mit den Adern der FBL verbunden sind. Die entgegengesetzten Enden der Leiterstreifen sind als Steckkontakte ausgebildet, auf die sich mit den Rundleitern verbundene Gegenkontakte aufstecken lassen. Von Nachteil ist jedoch, daß dieser Aufbau eine Konfektionierung der Rundleiter mit entsprechenden Gegenkontakten erfordert, was sowohl einen hohen Arbeitsaufwand als auch Werkzeuge zur Herstellung und Anbringung der Gegenkontakte notwendig macht. Zudem wird die Zahl der Verbindungsstellen im Verlauf der Leitung und damit die Gefahr einer mangelhaften Kontaktierung erhöht, insbesondere wenn die Kontakte in einem Kraftfahrzeug beständigen Vibrationen ausgesetzt sind.
Vor diesem Hintergrund hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, ein Kontaktelement für die sichere Verbindung von Rundleitern mit einer Flachbandleitung zu entwickeln, das einfach herstellbar und kontaktierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Leiterstreifen mindestens ein Paar von Schneiden aufweist, zwischen die ein Rundleiter unter Klemmung einschiebbar ist.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Rundleiter unmittelbar an den Leiterstreifen des Kontaktelementes zu befestigen, die vorzugsweise aus einem Metall bestehen. Schneidklemmen, in welche die Rundleiter eingeschoben werden, ermöglichen eine einfache und rasche Kontaktierung. Bei geeignetem Abstand der Schneiden ist ein dauerhaft sicherer Kontakt des Rundleiters zum Leiterstreifen gewährleistet, wobei die Verwendung eines Werkzeugs zum Einschieben eine vergleichsweise hohe Klemmkraft ermöglicht. Da eine Abisolierung des Rundleiters vor dem Einschieben in eine Schneidklemme nicht erforderlich ist, vereinfacht sich die Kontaktierung erheblich.
Abhängig von der gewünschten Ausrichtung des Kontaktelementes bzw. seiner Leiterstreifen und der davon abgehenden Leiter ist es möglich, die Schneiden in der Streifenebene anzuordnen. Vorzugsweise sind die Schneiden jedoch aus der Streifenebene ausgestellt, also z. B. senkrecht dazu ausgerichtet. Weiterhin lassen sich zwei oder mehrere Paare von Schneiden zur Kontaktierung eines Rundleiters vorsehen, um die dauerhaft sichere Verbindung auch bei Vibrationen und Wechselbelastungen sicherzustellen, wie sie insbesondere in einem Kraftfahrzeug auftreten.
Die Verbindung des Kontaktelements mit der FBL erfolgt stoffschlüssig, wobei ein Leiterstreifen vorzugsweise eine ebene Fläche aufweist, beispielsweise eine Zunge, an der eine Ader der FBL fixiert ist. Insbesondere bietet sich eine Verlötung oder Verschweißung an, etwa durch Punktschweißen oder Ultraschallschweißen. Zweckmäßig entspricht die Breite der Fläche näherungsweise der Aderbreite der FBL oder übersteigt sie geringfügig. Als FBL ist insbesondere eine Flachleiterbandleitung geeignet, die aus bandförmigen Kupferleitern besteht, welche zwischen zwei Kunststoffolien kaschiert oder auf eine Kunststoffolie aufgebracht sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Leiterstreifen des Kontaktelementes einstückige Stanzteile, um eine preiswerte Fertigung zu ermöglichen. Zweckmäßig sind auch die Schneidklemmen im Stanzprozeß ausgeformt. Gegebenenfalls erfolgt eine Ausstellung einzelner Bereiche des Leiterstreifens, etwa im Bereich der Schneidklemmen, um die gewünschte Anordnung der abgehenden Rundleiter und der FBL zu erreichen.
Um die Leiterstreifen des Kontaktelementes relativ zueinander zu fixieren, sind sie durch eines oder mehrere isolierende Trägerteile verbunden. Vorzugsweise sind die Leiterstreifen in einem gemeinsamen Trägerteil festgelegt. Alternativ zur Verwendung eines vorgefertigten Trägerteils aus einem oder mehreren Bauelementen bietet es sich an, die Leiterstreifen nach dem Ausstanzen mit flüssigem Kunststoff zu umspritzen, der zum Trägerteil aushärtet.
Ferner wird vorgeschlagen, daß die Leiterstreifen vor der Fixierung durch Trägerteile durch zumindest einen Steg verbunden sind. Auf diese Weise vereinfacht sich die Herstellung des Kontaktelementes, da lediglich ein Teil zu handhaben ist, dessen Leiterstreifen durch eines oder mehrere Trägerteile aneinander befestigt werden. Danach wird der Steg, etwa durch Stanzen, entfernt. Dazu ist es erforderlich, daß er von außen zugänglich ist, nachdem die Leiterstreifen in einem Trägerteil fixiert sind. Beispielsweise ist der Steg in einem Bereich der Leiterstreifen angeordnet, der über ein Trägerteil hervorsteht.
Vorzugsweise ist der Steg einstückig mit den Leiterstreifen ausgebildet, so daß sämtliche Leiter des Kontaktelementes gemeinsam, etwa in einem Stanzprozeß herstellbar sind. Die Anordnung des Steges erfolgt zweckmäßig an demjenigen Ende der Leiterstreifen, das zur Befestigung der Adern des Flachbandleiters vorgesehen ist. Damit wird vermieden, daß der Steg die Ausformung der Schneidklemmen sowie gegebenenfalls erforderliche Ausstellungen in diesem Bereich behindert.
Häufig erfordert es die Ausbildung der Schneidklemmen, daß ihre Ausformung aus einem Streifenabschnitt erfolgt, dessen Breite größer als die Breite der übrigen Teile des Leiterstreifens ist. Daher wird vorgeschlagen, die Schneidklemmen benachbarter Leiterstreifen in Längsrichtung der Streifen gegeneinander versetzt anzuordnen. Insbesondere wenn während der Ausformung des Streifens eine Auffaltung des Bereiches der Schneidklemmen aus der Streifenebene erfolgt, ergeben sich abhängig von der Faltung eine Vielzahl unterschiedlicher Möglichkeiten der Anordnung der Schneidklemmen über-, neben- oder hintereinander versetzt. Gegebenenfalls unterscheidet sich dazu die Länge benachbarter Leiterstreifen des Kontaktelementes, der Ort und/oder die Richtung der Faltung. Damit ist eine platzsparende Anordnung der Leiterstreifen auch dann möglich, wenn der zu den Schneidklemmen ausgeformte Abschnitt die Breite des übrigen Streifens erheblich übersteigt. Der Versatz gestattet also eine Herstellung sämtlicher Leiterstreifen des Kontaktelemnetes bei geringem Streifenabstand materialsparend aus einem Blech.
Ebenso bietet es sich aus Platzgründen an, die Schneidklemmen aus einem Streifenabschnitt zu formen, der im wesentlichen einseitig über den Streifenrand hervorsteht. Denkbar ist jedoch, daß der entgegengesetzte Streifenrand geringfügig überstehende Bereiche aufweist, sofern der Überstand kleiner als der Streifenabstand ist.
Ein Leiterstreifen weist bevorzugt Aussparungen in denjenigen abgewinkelten Bereichen auf, die durch Biegen ausgeformt sind. Diese Ausgestaltung bietet sich z. B. dann an, wenn der Leiterstreifen aus einem einstückigen Rohling gefertigt ist. Neben der Materialeinsparung wird auf diese Weise die Biegsamkeit des Materials verbessert. Das Biegen kann z. B. mit oder nach dem Ausstanzen des Rohlings erfolgen.
Speziell bei Verwendung des Kontaktelements in einem Drehverbinder ist es meist vorteilhaft, wenn die Leiterstreifen in der Streifenebene eine Abwinklung aufweisen. Auf diese Weise kann die Kontaktierung der Rundleiter außerhalb der Windungsebene der Flachbandleitung erfolgen, so daß sich der radiale Durchmesser des Drehverbinders auf den zur Aufnahme der Windungen notwendigen Raum beschränken läßt. Beispielsweise erfolgt die Abwinklung der Leiterstreifen im rechten Winkel. Alternativ ist es denkbar, ein Kontaktelement mit geraden Leiterstreifen zu verwenden und eine entsprechende Abwinklung durch Faltung der Flachbandleitung vorzunehmen.
Zur Anordnung des Kontaktelementes in einem Drehverbinder bietet sich eine Aufnahme an, die in einer äußeren Wandung des Drehverbinders angeordnet ist, etwa der radial äußeren Wandung oder einer axialen Wandung. Sofern die Wandungen keinen hinreichenden Raum zum Einbringen einer derartigen Aufnahme aufweisen, besteht die Möglichkeit, eine Verlängerung eines Gehäuseteils mit einer entsprechende Aufnahme vorzusehen. Denkbar ist, eines oder beide Enden der FBL des Drehverbinders mit einem beschriebenen Kontaktelement zu versehen.
Bevorzugt ist das Kontaktelement in der Aufnahme verrastet. Zu diesem Zweck sind beispielsweise Federarme mit Widerhaken geeignet, zwischen die das Kontaktelement, vorzugsweise mit seinem Trägerteil eingeschoben wird.
Weiterhin wird vorgeschlagen, die Aufnahme mit einer Abdeckung zu verschließen, die das unbeabsichtigte Lösen des Kontaktelementes verhindert. Die Befestigung der Abdeckung am Drehverbinder kann beispielsweise durch Verrastung oder Einschieben in Führungen erfolgen. Auch in Verbindung mit einer Abdeckung ist eine zusätzliche Verrastung des Kontaktelementes in der Aufnahme zweckmäßig, die es während der Montage des Drehverbinders vor dem Aufsetzen der Abdeckung in seiner Position fixiert.
Um Belastungen der Verbindung mit dem Kontaktelement zu vermeiden, ist eine Zugentlastung der FBL zwischen dem Kontaktelement und ihren Windungen von Vorteil. Geeignet ist speziell eine Zugentlastung durch die Abdeckung. Zweckmäßig ist es etwa, wenn die Abdeckung einen Abschnitt der FBL gegen eine Oberfläche eines Gehäuseteils preßt. Zur Verbesserung der Zugentlastung ist die Abdeckung und/oder die Oberfläche des Gehäuseteiles im Bereich der Pressung bevorzugt mit einer aufgerauhten, z. B. gewellten Oberfläche versehen. In gleicher Weise kann die Abdeckung auch die Zugentlastung für die Rundleiter bilden.
Im folgenden Beschreibungsteil wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Sie zeigt:
  • Fig. 1: Schematischer Querschnitt durch einen Drehverbinder
  • Fig. 2: Schematischer Querschnitt durch eine alternative Ausgestaltung
  • Fig. 3: Ansicht eines Leiterstreifens des Kontaktelementes
  • Fig. 4: Stanzteil für das Kontaktelement
  • Fig. 5: Draufsicht auf das innere Gehäuseteil eines Drehverbinders
  • Fig. 6: Schnitt entlang der Linie A - A in Fig. 5
    • Fig. 1 gibt schematisch den Aufbau eines Drehverbinders wieder. Er besteht aus einem inneren Gehäuseteil (1) und einem äußeren Gehäuseteil (2), die gegeneinander drehbar sind. Der Drehverbinder dient beispielsweise zur Stromversorgung des Airbags im Lenkrad eines Kraftfahrzeuges, wobei der innere Gehäuseteil (1) auf die Lenkachse aufgesetzt ist. Dabei schließt der Drehverbinder die Zündvorrichtung (3) des Airbags an eine Auslöseelektronik (4) an, die ortsfest zur Karosserie angeordnet ist und von der Fahrzeugbatterie bzw. dem Bordnetz des Fahrzeuges gespeist wird. Die Verbindung der Zündvorrichtung (3) und der Auslöseelektronik (4) mit dem Drehverbinder erfolgt über Rundleiter (5, 7), die an Verbindungsstellen (6, 8) an eine Flachbandleitung (10) angeschlossen sind. Die Flachbandleitung (10) verläuft uhrfederartig in Windungen im Zwischenraum (11) der Gehäuseteile (1, 2). Werden letztere in Richtung des Doppelpfeils (9) gegeneinander gedreht, so ändern sich Zahl und Durchmesser der Windungen der FBL (10). Bei hinreichender Länge der FBL (10) ist somit eine durchgehende elektrische Verbindung über eine begrenzte Zahl von Umdrehungen zwischen den Gehäuseteilen (1, 2) sichergestellt.
    Fig. 2 zeigt schematisch eine alternative Ausgestaltung des Drehverbinders, bei dem ein erster Abschnitt (12) der FBL (10) entlang der Wandung des äußeren Gehäuseteiles (2) eine entgegengesetzte Wickelrichtung zum zweiten Abschnitt (13) an der Wandung des inneren Gehäuseteiles (1) aufweist. Zwischen beiden Abschnitten (12, 13) befindet sich eine Umkehrstelle (14) der FBL (10). Bei einer relativen Drehung der Gehäuseteile (1, 2) in Richtung des Doppelpfeils (9) wird abhängig von der Drehrichtung einer der Abschnitte (12, 13) abgewickelt, während die FBL (10) vom anderen Abschnitt (13, 12) aufgenommen wird. Zur Steigerung der Funktionssicherheit ist es möglich, einen Führungskörper (15) vorzusehen.
    In Fig. 3 ist die Ansicht eines Leiterstreifens (20) des Kontaktelementes dargestellt. Das Kontaktelement wird von mehreren derartigen Leiterstreifen (20) gebildet, die parallel zueinander in ein Trägerteil eingebettet sind. An seinem einen Ende weist der Leiterstreifen (20) eine Fläche (21) auf, die zur Kontaktierung der Ader eines Flachleiterbandleiters geeignet ist, etwa durch Verschweißung oder Löten. Das entgegengesetzte Ende des Leiterstreifens (20) wird von einem Paar von Schneidklemmen (22, 23) gebildet, die zur Kontaktierung eines Rundleiters dienen. Sie sind in einem Abschnitt (24) des Leiterstreifens (20) angeordnet, in dem das Material mehrfach senkrecht zur Ebene des Streifens aufgefaltet ist. In abgewinkelten Bereichen (25, 26) weist der Leiterstreifen Aussparungen (27, 28) auf, die seine Formung erleichtern.
    Der Abstand der Schneiden (29) in den Schneidklemmen (22, 23) nimmt von ihrer Basis (30) zu ihrer Öffnung (31) zu. Vorzugsweise bestehen dabei zwei Bereiche mit unterschiedlichem, jeweils in etwa konstantem Schneidenabstand, die durch eine abgeschrägte Stufe (32) voneinander getrennt sind. Auf diese Weise läßt sich der Rundleiter mit der Isolierung im weiteren Bereich zwischen den Schneiden (29) nahe der Öffnung (31) vorfixieren, bevor er mit einem Werkzeug in den engeren Bereich nahe der Basis (30) der Schneidklemmen (29) zur Kontaktierung durch Einschneiden seiner Isolierung eingepreßt wird. Vielfach ist es zweckmäßig, eine Abwinklung (32) in der Ebene des Leiterstreifens (20) vorzusehen, die es ermöglicht, die Schneidklemmen (22, 23) außerhalb der Ebene der Windungen der FBL (10) anzuordnen.
    Anhand von Fig. 4, die ein Stanzteil zeigt, das zu den Leiterstreifen (20) eines Kontaktelementes ausformbar ist, soll dessen Fertigung erläutert werden. Zunächst wird das gezeigte Teil aus einem Blech ausgestanzt, dessen Dicke beispielsweise 0,2 - 1 mm beträgt. Nachfolgend wird der strichpunktiert umrandete Bereich (40) des Stanzteils mit einem Kunststoff umspritzt, der das Trägerteil des Kontaktelementes bildet. Nach der Umspritzung sind die einzelnen Leiterstreifen (20) des Kontaktelementes in ihrer Lage zueinander fixiert. Entsprechend wird die Lage beibehalten, wenn der gestrichelt dargestellte Steg (41) entfernt wird, so daß die einzelnen Leiterstreifen (20) gegeneinander isoliert sind. Die endseitigen Abschnitte (24) der Leiterstreifen (20) mit den Schneidklemmen (22, 23) werden entsprechend Fig. 3 für die Aufnahme des Rundleiters gebogen.
    Um den Materialbedarf für das Stanzteil zu verringern und eine platzsparende Anordnung der Leiterstreifen (20) im Kontaktelement zu ermöglichen, sind die Abschnitte (24) mit den Schneidklemmen (22,23) an benachbarten Leiterstreifen gegeneinander versetzt angeordnet. Entsprechend sind die Längen benachbarter Leiterstreifen (20) unterschiedlich und ihre Schneidklemmen (22, 23) nach Faltung der Abschnitte (24) treppenartig über-, neben- oder hintereinander versetzt. Da der Überstand der Abschnitte (24) über den seitlichen Rand (42) den Abstand (43) benachbarter Leiterstreifen (20) übersteigt, ist es erforderlich, daß die Abschnitte (24) einseitig über einen Rand (42) der Leiterstreifen (20) hervorstehen.
    Bei der in Figur 4 gezeigten Ausgestaltung ist der Versatz der Abschnitte (24) benachbarter Leiterstreifen (20) über die gesamte Breite des Kontaktelementes von konstantem Betrag und Vorzeichen. Alternativ sind jedoch auch andere Ausführungen möglich. Beispielsweise kann einer der mittleren Leiterstreifen (20) die größte Länge aufweisen während die Länge der Leiterstreifen (20) zu beiden Rändern des Kontaktelementes hin abnimmt. Im letzteren Fall ist auch eine zur Längsachse des Kontaktelementes spiegelsymmetrische Anordnung der Abschnitte (24) mit den Schneidklemmen (22, 23) möglich.
    In Figur 5 ist die Draufsicht auf das innere Gehäuseteil (1) eines erfindungsgemäßen Drehverbinders dargestellt. Auf seiner Oberseite (50) ist eine Verlängerung (51) angeformt, die zur Aufnahme des Kontaktelementes dient. Die Aufnahme (52) im Inneren der Verlängerung (51) ist mit einer Abdeckung (53) verschlossen. Weiterhin ist das Gehäuseteil (1) mit einem federnden Element (54) versehen, welches ein Spiel zu einem darauf aufgesetztem Bauteil, insbesondere dem Lenkrad eines Kraftfahrzeuges vermeidet. Die Öffnung (55) im Zentrum des Gehäuseteils (1) ist zur Aufnahme einer Lenksäule vorgesehen.
    Im Querschnitt in Figur 6 ist das Kontaktelement mit drei Leiterstreifen (20) in seiner Aufnahme (52) erkennbar. Dabei sind zwei Rundleiter (7) mit einem gemeinsamen Mantel (56) zu einer Leitung zusammengefaßt, während der dritte einzeln geführt ist. Aufgrund der platzsparenden Anordnung ist es notwenig, die Rundleiter (7) jeweils in einem Bogen (57) um den ausgestellten Abschnitt (24) des benachbarten Leiterstreifens (20) herumzuführen, bevor er von den Schneidklemmen (22,23) des ihm zugeordneten Leiterstreifens (20) aufgenommen wird.
    Auf diese Weise entsteht ein Kontaktelement für die Verbindung einer Flachbandleitung mit Rundleitern, insbesondere für einen Drehverbinder, das sich leicht und preiswert herstellen und sicher kontaktieren läßt.

    Claims (15)

    1. Kontaktelement zur Verbindung einer Flachbandleitung (10) mit Rundleitern (5, 7), wobei das Kontaktelement mehrere gegeneinander isolierte, parallele Leiterstreifen (20) aus leitfähigem Material umfaßt, an deren einem Ende ein Rundleiter (5, 7) anbringbar ist und deren anderes Ende eine Fläche (21) aufweist, an der eine Ader der Flachbandleitung (10) stoffschlüssig fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiterstreifen (20) mindestens ein Paar von Schneiden (29) aufweist, zwischen die ein Rundleiter (5, 7) unter Klemmung einschiebbar ist.
    2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterstreifen (20) einstückige Stanzteile sind.
    3. Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterstreifen (20) in einem gemeinsamen Trägerteil fixiert sind.
    4. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterstreifen (20) vor ihrer Fixierung in einem Trägerteil durch einen Steg (41) verbunden sind.
    5. Kontaktelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (41) am flachbandleitungsseitigen Ende der Leiterstreifen (20) angeordnet ist.
    6. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklemmen (22, 23) benachbarter Leiterstreifen (20) in Längsrichtung der Leiterstreifen (20) gegeneinander versetzt sind.
    7. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklemmen (22, 23) von einem Abschnitt (24) des Leiterstreifens (20) geformt sind, der einseitig über dessen Rand (42) hervorsteht.
    8. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiterstreifen (20) in einem abgewinkelten Bereich (25, 26) eine Aussparung (27, 28) aufweist.
    9. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiterstreifen (20) eine Abwinklung (32) in seiner Ebene aufweist.
    10. Drehverbinder mit zwei gegeneinander drehbaren Gehäuseteilen (1, 2), die durch eine flexible Flachbandleitung (10) verbunden sind, welche in einem Zwischenraum (11) der Gehäuseteile (1, 2) in Windungen verläuft und endseitig an einem Kontaktelement angebracht ist, das eine Ader der Flachbandleitung (10) mit einem Rundleiter (5, 7) verbindet und das in einer Aufnahme im Gehäuseteil (1, 2) angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
    11. Drehverbinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontaktelement in einer Aussparung einer äußeren Wandung oder in Verlängerung (50) eines Gehäuseteiles (1, 2) angeordnet ist.
    12. Drehverbinder nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement in der Aufnahme verrastet ist.
    13. Drehverbinder nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (52) mit einer Abdeckung (53) verschlossen ist.
    14. Drehverbinder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (53) eine Zugentlastung der Flachbandleitung (10) bildet.
    15. Drehverbinder nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (53) eine Zugentlastung eines Rundleiters (5, 7) bildet.
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