EP3084895B1 - Verbindungsanordnung und kraftfahrzeug mit einer solchen verbindungsanordnung - Google Patents

Verbindungsanordnung und kraftfahrzeug mit einer solchen verbindungsanordnung Download PDF

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EP3084895B1
EP3084895B1 EP14806575.8A EP14806575A EP3084895B1 EP 3084895 B1 EP3084895 B1 EP 3084895B1 EP 14806575 A EP14806575 A EP 14806575A EP 3084895 B1 EP3084895 B1 EP 3084895B1
Authority
EP
European Patent Office
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housing
contact element
connecting arrangement
flexible
flexible contact
Prior art date
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Active
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EP14806575.8A
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English (en)
French (fr)
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EP3084895A1 (de
Inventor
Sascha Staude
Rainer Lipfert
Viktoria Schwarz
Roland Gruener
Karl Simonis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP3084895A1 publication Critical patent/EP3084895A1/de
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Publication of EP3084895B1 publication Critical patent/EP3084895B1/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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the invention relates to a connection arrangement for a connection of a first electronic module of a motor vehicle with a second electronic module of the motor vehicle, wherein the first module has a first housing with an at least partially disposed therein first electronic module and the second module has a second housing with a second disposed therein Electronic module, wherein one of the modules is arranged stationary in the motor vehicle and the other module is arranged relative to the stationary assembly movable in the vehicle.
  • the first electronic module is electrically connected to the second electronic module by means of a band-shaped, flexible contact element, which is led out with one end of the first housing and having a first contact area in the region of this end.
  • the second electronic module has a second contact region designed to make contact with the contact region of the flexible contact element.
  • the invention also relates to a motor vehicle with such a connection arrangement.
  • connection arrangements are known in principle from the prior art, in particular for the electrical connection of a steering wheel or a steering column lever of a motor vehicle as a first electronic module with a fixedly mounted in a region on a steering wheel end of a steering column steering column module as the second electronic module, wherein the flexible contact element in These cases usually a coil spring or a flexible circuit board is with one or more, usually parallel electrical conductors, which are electrically isolated from each other.
  • the flexible contact element is usually connected by soldering to the second electronic module or by means of a plug connection, as for example from the unpublished DE 10 2012 019 622 the same applicant is known.
  • document GB 2 301 232 A discloses the preamble of claim 1. From the prior art is also known in principle, for example from the US 7,285,729 or the DE 199 44 980 A1 to connect a flexible contact element in the form of a flexible printed circuit board by means of an anisotropic, conductive film.
  • the electrical connection of electronic assemblies by means of an anisotropic, conductive film has a number of advantages over solder or connectors, in particular electrical connections by means of an anisotropic, conductive film usually require a less expensive design than connectors and it can during soldering by the large heat input frequently occurring thermal distortion stresses are avoided. Furthermore, materials with a lower temperature resistance can be used. Another advantage is that no flux is required.
  • connection assembly and a motor vehicle with such a connection arrangement with which a simpler electrical connection of electronic assemblies in a motor vehicle is made possible, in particular a simpler connection of a stationary arranged in the motor vehicle electronic assembly with a relative to this movable arranged in the motor vehicle assembly.
  • a connection arrangement for a connection of a first electronic module of a motor vehicle with a second electronic module of the motor vehicle, has a first electronic module and a second electronic module, wherein the first module has a first housing with a first electronic module at least partially disposed therein and second assembly having a second housing with a second electronic module disposed therein, one of the assemblies is fixedly disposed in the motor vehicle and the other assembly is arranged movable relative to the stationary assembly in the vehicle, wherein the first electronic assembly with the second electronic assembly by means of a band-shaped, flexible contact element is electrically connected, which is led out with one end of the first housing and having a first contact area in the region of this end, wherein the second electronic module a en, for contacting with the contact region of the flexible contact element formed second contact region, and wherein at least the end of the flexible contact element with the first contact region in the second housing is introduced and arranged overlapping with the second contact region of the second electronic module such that the flexible contact element and the second electronic module are electrically contacted
  • anisotropic conductive film i. a so-called “anisotropic conductive film” (ACF)
  • ACF anisotropic conductive film
  • connection arrangement according to the invention has the advantage that expensive plug connections can be dispensed with, as a result of which the joining times for producing the electrical connection can be significantly reduced.
  • necessary for the production of a connector joining operations can be omitted with which first plug contacts and / or receptacles, which are usually soldered, are attached to the modules to be connected, before the actual electrical connection can be made at all.
  • connection assemblies according to the invention require less space, which in particular in motor vehicles, especially in the area of the steering wheel only limited available.
  • a further advantage is that, in the case of an electrical contacting by means of an anisotropic, conductive foil, the distance, in particular a so-called pitch distance, between the individual electrical conductors of the flexible contact element can be reduced, so that more electrical conductors can be contacted with the same space available , Thus, more signals can be transmitted with the same space.
  • a compound according to the invention by means of an anisotropic, conductive film allows the use or the use of a less temperature-resistant flexible contact element, which is particularly advantageous in terms of cost.
  • the first electronic subassembly is the movable subassembly, in particular a steering column lever or a steering wheel
  • the second electronic subassembly is a stationary column module and a steering column module mounted in a region on a steering wheel end of a steering column, a so-called "top column module”.
  • the flexible contact element is preferably a flexible printed circuit board, i. a so-called “flex PCB”, which is often referred to as “flexible printed circuit” (FPC), or a so-called clock spring or a so-called winding tape.
  • flex PCB flexible printed circuit board
  • FPC flexible printed circuit
  • Coil springs or winding tapes are flexible, in particular resilient or yielding flat-ribbon cables or flat conductors, which generally contain a plurality of electrical lines, which are electrically insulated from one another by means of a plastic sheath.
  • Coil springs are preferably used in steering wheels or so-called “top column modules", which are usually arranged in an area at the upper end of the steering column, to transmit electrical signals between components arranged in the rotatable steering wheel and other components fixed to the motor vehicle , For example, for signal transmission to the airbag.
  • the flexible contact element is particularly preferably a flexible printed circuit board.
  • the flexible contact element is particularly preferably a coil spring.
  • the second electronic module is preferably a printed circuit board, i. a so-called “printed circuit board” (PCB).
  • PCB printed circuit board
  • the first electronic module may also be a printed circuit board or the like, which is connected within the first housing to the flexible contact element, in particular when the flexible contact element is a coil spring.
  • the flexible contact element can also form the first electronic module, in particular if the flexible contact element is a flexible printed circuit board.
  • the end of the flexible contact element can be introduced into the second housing both in a plane which lies in one plane with a contact surface arising from the overlapping of the first and second contact regions, or else bent correspondingly in another plane and within the housing, angled or the like to the second contact area.
  • connection arrangement has strain relief means which, in an electrically connected state of the two assemblies, provide a strain relief of the electrical contact, in particular a strain relief of the connection formed by means of the anisotropic, conductive foil. Due to the strain relief, damage to the electrical contact, the formed by means of the anisotropic conductive film compound, for example due to a relative movement of the interconnected modules, can be avoided in a simple manner, which is of great importance for a permanent, reliable contact.
  • connection arrangement for positioning the flexible contact element relative to the second assembly when connecting the two modules on means for positioning can be reliable a defined overlap of the first contact region with the second contact region are produced and thus reliable sufficient contact.
  • the flexible contact element has at least one recess as a means for positioning
  • the second housing has at least one positioning pin corresponding to the recess of the flexible contact element, wherein the positioning pin and the recess are each arranged such that the positioning pin engages in the recess of the flexible contact element when the contact element is in a connection position, ie in a desired or predefined for a good contact contacting overlap position.
  • the positioning pin preferably extends substantially perpendicular to the second contact region, but particularly preferably the positioning pin is not arranged within the second contact region.
  • the second electronic module for a defined positioning within the second housing at least one corresponding to at least one positioning of the second housing recess.
  • at least one positioning pin is designed both for positioning the flexible contact element and at the same time for positioning the second electronic module within the second housing.
  • the second housing is formed of a plurality of housing parts, in particular of an upper shell and a lower shell, wherein preferably all positioning pins, which are provided for positioning the flexible contact element or for positioning the second electronic module, are arranged in the same housing part.
  • the positioning pins are preferably also designed to position the housing parts of the second housing relative to one another. That is, by means of the positioning pins, the positioning of the housing parts of the second housing relative to one another can preferably also be ensured, in particular the positioning of the upper shell of the second housing relative to the lower shell of the second housing.
  • the means for positioning are designed such that, in an electrically connected state, they bring about a strain relief of the connection by means of the anisotropic, conductive foil.
  • additional strain relief can be omitted.
  • the flexible contact element in its contact region consists of metal, preferably of a metal with high electrical conductivity, in particular of copper, nickel-tin (NiSn), gold (Au) or the like.
  • a metal with high electrical conductivity in particular of copper, nickel-tin (NiSn), gold (Au) or the like.
  • the second housing is designed such that a pressure force to be applied to the contact surface for connecting the flexible contact element by means of the anisotropic conductive foil to the second electronic module can be supported by the housing itself on a side of the second electronic module facing away from the electrical contact.
  • the second housing has an opening, through which, when the flexible contact element is connected to the second electronic module by means of the anisotropic conductive foil to support the compressive force to be applied, a plunger can be introduced on a side of the second electronic module facing away from the electrical contacting is.
  • the opening of the second housing is closed by a part of the first housing.
  • no additional cover or cover is required to close the second housing.
  • An inventive motor vehicle with a connection arrangement for a connection of a first electronic module of the motor vehicle with a second electronic module of the motor vehicle has a connection arrangement according to the invention.
  • the first electronic subassembly is a steering column lever or a steering wheel
  • the second electronic subassembly is a steering column module arranged at a steering wheel end of a steering column.
  • FIG. 1 an exploded view of a first embodiment of a connecting arrangement 100 according to the invention shows a first electronic assembly 110 in the form of a steering column lever 110 which is connected to a second electronic assembly 120 in the form of a steering column module 120, which is also referred to as a so-called "Top Column Module” 120 is.
  • a steering column lever may be formed, for example, for actuating a turn signal or a windscreen wiper.
  • the steering column module 120 is stationarily arranged on the vehicle, whereas the steering column lever 110 can be moved relative to the steering column module 120, for example during a flashing operation, a windshield wiper actuation or the like.
  • the two electronic assemblies 110 and 120 i. the steering column lever 110 and the steering column module 120, are electrically connected to each other by means of a flexible contact element 150, which is a flexible circuit board 150 in this embodiment.
  • the flexible printed circuit board 150 is a band-shaped, flat, flexible contact element 150, which has a plurality of parallel electrical lines which are electrically insulated from each other by means of a surrounding plastic. By means of the flexible printed circuit board 150 electrical signals between the pitman arm 110 and the steering column module 120 are transmitted.
  • the flexible printed circuit board 150 simultaneously forms a first electronic module of the electronic module 110, i. of the steering column lever 110, and is disposed in a housing 115, which in this embodiment is a molded plastic housing 115 and a first housing 115 of the connecting assembly 100 forms.
  • the steering column module 120 likewise has a housing 130 made of plastic, which in this exemplary embodiment is advantageously designed in 2 parts and is composed of an upper shell and a lower shell shown here.
  • a printed circuit board 140 is present as a second electronic module.
  • the flexible contact element 150 or the flexible printed circuit board 150 is led out with one end out of the housing 115 of the steering column lever 115 and at least with this End inserted into the housing 130 of the steering column module 120.
  • the flexible printed circuit board 150 has at this end a first contact region 160, which is overlappingly arranged with a second contact region 180, which is formed by the printed circuit board 140, ie by the second electronic module 140, so that the two contact regions 160 and 160 and
  • the flexible printed circuit board 150, ie the flexible contact element 150, and the printed circuit board 140 are electrically conductive by means of a conventional, known from the prior art anisotropic, conductive film 170 connected with each other.
  • the flexible circuit board 150 essentially consists only of metal in its contact region 160, in particular only of copper with a surface of nickel-tin (NiSn), the first contact region 160 only passing through the ends of the electrical lines of the flexible printed circuit board 150 is formed.
  • NiSn nickel-tin
  • the plastic casing which surrounds the individual electrical lines has been previously punched out.
  • an improved, in particular a sufficient, temperature resistance of the flexible printed circuit board 150 in the contact region 160 relative to the joining temperatures required for bonding by means of the anisotropic, conductive film 170 can be achieved.
  • the two positioning pins 190 a are introduced into the lower shell of the housing 130 in this exemplary embodiment. But they can also be integrated in the upper shell.
  • the positioning pins 190a each extend perpendicular to a contact surface, which is formed by the overlap of the contact region 160 of the flexible printed circuit board 150 with the contact region 180 of the printed circuit board 140.
  • the flexible contact element 150 ie the flexible printed circuit board 150, has two corresponding recesses 190b, which are formed corresponding to the positioning pins 190a of the housing 130 of the steering column module 120.
  • the positioning pins 190a and the recesses 190b each arranged such that the positioning pins 190a in the recesses 190b of the flexible Contact element 150 engage when the flexible contact element 150, as in this figure, is in a connection position.
  • the positioning pins 190 a are also used in this embodiment for positioning the circuit board 140 in the housing 130 of the steering column module 120, in particular for positioning the circuit board 140 in the lower shell of the housing 130th
  • positioning pins 190a introduced into the lower shell of the housing 130 also serve to position an upper shell of the housing 130, not shown here, relative to the lower shell.
  • the positioning pins 190a cause in this embodiment, together with the recesses 190b in the flexible contact element 150 also a strain relief of the electrical contact between the flexible contact element 150 and the circuit board 140, in particular a strain relief of the anisotropic, conductive film 170 produced electrical connection, which sensitive against a tensile load on the flexible contact element 150.
  • the positioning pins 190a are hot-spliced in this embodiment.
  • positioning pins 190a are melted and reshaped using force and heat.
  • positioning pins 190a are made of thermoplastics such as PA, PBT, PC, PE, POM and PP for hot caulking.
  • the hot caulking of the positioning pins 190a can be done in the classical way or by laser hot calking.
  • the classic hot caulking is done by means of a punch, which is heated either before or during contact with the plastic dome.
  • the force is also applied to the workpiece via the tool punch.
  • an anti-adhesive surface coating is used.
  • a laser beam is directed onto the plastic dome, with the laser radiation impinging on the plastic dome on the surface the plastic dome is absorbed so that it heats up to local plasitification. Under the influence of a contact force, a permanent positive connection can be created. This process is thus comparable to laser plastic welding and combines its properties with those of riveting technology. It is particularly suitable for automated production.
  • a steering wheel 210 may also be electrically connected to the steering column module 120 or another assembly stationarily secured to the motor vehicle as the first electronic subassembly.
  • Fig. 2 For example, a detail of a second exemplary embodiment of a connection arrangement 200 according to the invention is shown, wherein only a section of the second electronic assembly 220 is shown in this connection arrangement 200.
  • connection assembly 200 The first electronic assembly of this connection assembly 200 is in this case a steering wheel, not shown here.
  • structure of this connection arrangement is similar to that in FIG Fig. 1 shown connection assembly 100.
  • the flexible contact element 250 is in this embodiment opposite to in Fig. 1
  • the coil spring 250 is also a band-shaped, flat, flexible contact element 250 with one or more, parallel side by side and electrically insulated electrically insulated lines for signal transmission, wherein the coil spring 250 in this Case has six electrical lines.
  • the embodiment 200 differs from that in FIG. 1 embodiment shown also in that the positioning pins 190a and the corresponding recesses 190b in the coil spring 250 within or between the individual electrical lines of the coil spring 250 run. To fix the coil spring on the positioning pins 190a, these are also hot-spliced.
  • the second electronic module 220 also has a two-part housing 230, wherein also only the lower shell is shown, in which a circuit board 240 is arranged as a second electronic module and by means of the positioning pins 290a and corresponding recesses 190b in the printed circuit board 240, not shown here recognizable of the housing 230 is positioned.
  • the printed circuit board 240 has a second contact region 280, in which the printed circuit board 240 by means of an anisotropic, conductive film 270 with the contact region 260 of the coil spring 250, which in the housing 230 inserted and overlapping with the contact region 280 of the circuit board 240 is arranged, electrically contacted and connected.
  • corresponding positioning pins 290a which cooperate with corresponding recesses 290b in the winding spring 250, are also provided in this exemplary embodiment.
  • the positioning pins 290 a likewise effect, together with the recesses 290 b in the winding spring 250, its strain relief of the winding spring 250.
  • Fig. 3 shows a section of a third, inventive embodiment of a connecting assembly 300 according to the invention, with a steering wheel as a second electronic assembly 320, of which individual components are shown in fragmentary form.
  • the first electronic module is not shown.
  • the second electronic assembly 320 has a housing 330 that is also formed in two parts in this case, in which case also only one lower shell is shown.
  • a second electronic module in the form of a printed circuit board 340 is arranged, which has a second contact region 380.
  • a flexible contact element 350 in the form of a winding spring 350 is provided with a first contact region 360 at one end of the coil spring 350, wherein the coil spring 350 with the end in the Housing 330 of the assembly 320 is inserted.
  • the flexible contact element 350 or the winding spring 350 is not introduced in a plane with the contact surface, which is formed by the overlapping of the two contact regions 360 and 380, but at an angle of approximately 90 ° to this plane. to then be handled within the housing 330 accordingly.
  • the winding spring 250 is configured to be guided in a U-shaped manner around the printed circuit board 340 in order to be arranged in overlapping relationship with the contact region 380 of the printed circuit board 340 and to be electrically connected to the printed circuit board 340 by means of an anisotropic, conductive film.
  • a method for producing an electrical connection with a connection arrangement comprises at least the following steps: insertion of the end of the outgoing from the first housing of the first electronic module flexible contact element in the housing of the second electronic module, positioning the flexible contact element relative to the second electronic module in the connection position for making the electrical contact with the second electronic module and connecting the flexible contact element with the second electronic module by applying an anisotropic, conductive film.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung für eine Verbindung einer ersten elektronischen Baugruppe eines Kraftfahrzeugs mit einer zweiten elektronischen Baugruppe des Kraftfahrzeugs, wobei die erste Baugruppe ein erstes Gehäuse mit einem zumindest teilweise darin angeordneten ersten Elektronikmodul aufweist und die zweite Baugruppe ein zweites Gehäuse mit einem darin angeordneten zweiten Elektronikmodul, wobei eine der Baugruppen ortsfest im Kraftfahrzeug angeordnet ist und die andere Baugruppe relativ zur ortsfest angeordneten Baugruppe bewegbar im Fahrzeug angeordnet ist. Die erste elektronische Baugruppe ist mit der zweiten elektronischen Baugruppe mittels eines bandförmigen, flexiblen Kontaktelements elektrisch verbunden, das mit einem Ende aus dem ersten Gehäuse herausgeführt ist und einen ersten Kontaktbereich im Bereich dieses Endes aufweist. Das zweite Elektronikmodul weist einen, zur Kontaktierung mit dem Kontaktbereich des flexiblen Kontaktelements ausgebildeten zweiten Kontaktbereich auf. Wenigstens das Ende des flexiblen Kontaktelements mit dem ersten Kontaktbereich ist in das zweite Gehäuse eingeführt und mit dem zweiten Kontaktbereich des zweiten Elektronikmoduls derart überlappend angeordnet, dass das flexible Kontaktelement und das zweite Elektronikmodul elektrisch kontaktiert sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbindungsanordnung.
  • Derartige Verbindungsanordnungen sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, insbesondere zur elektrischen Verbindung eines Lenkrads oder eines Lenkstockhebels eines Kraftfahrzeugs als erster elektronischer Baugruppe mit einem in einem Bereich an einem lenkradseitigen Ende einer Lenksäule ortsfest befestigten Lenksäulenmodul als zweiter elektronischer Baugruppe, wobei das flexible Kontaktelement in diesen Fällen üblicherweise eine Wickelfeder oder eine flexible Leiterplatte ist mit einem oder mehreren, in der Regel parallel verlaufenden elektrischen Leitern ist, die voneinander elektrisch isoliert sind. Das flexible Kontaktelement ist dabei üblicherweise durch Löten mit dem zweiten Elektronikmodul verbunden oder mittels einer Steckverbindung, wie sie beispielsweise aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2012 019 622 derselben Anmelderin bekannt ist.
  • Dokument GB 2 301 232 A offenbart den Oberbegriff des Anspruchs 1. Aus dem Stand der Technik ist ferner grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der US 7,285, 729 oder der DE 199 44 980 A1 ein flexibles Kontaktelement in Form einer flexiblen Leiterplatte mittels einer anisotropen, leitfähigen Folie zu verbinden.
  • Die elektrische Verbindung elektronischer Baugruppen mittels einer anisotropen, leitfähigen Folie weist gegenüber Löt- oder Steckverbindungen eine Reihe von Vorteilen auf, insbesondere erfordern elektrische Verbindungen mittels einer anisotropen, leitfähigen Folie üblicherweise eine weniger aufwendige Gestaltung als Steckverbindungen und es können die beim Löten durch den großen Wärmeintrag häufig entstehenden Wärmeverzugsspannungen vermieden werden. Ferner können Materialien mit einer geringeren Temperaturbeständigkeit verwendet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass kein Flussmittel erforderlich ist.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Verbindungsanordnung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbindungsanordnung bereitzustellen, mit denen eine einfachere elektrischen Verbindung von elektronischen Baugruppen in einem Kraftfahrzeug ermöglicht wird, insbesondere eine einfachere Verbindung einer ortsfest im Kraftfahrzeug angeordneten elektronische Baugruppe mit einer relativ zu dieser bewegbar im Kraftfahrzeug angeordneten Baugruppe.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbindungsanordnung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
  • Eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung für eine Verbindung einer ersten elektronischen Baugruppe eines Kraftfahrzeugs mit einer zweiten elektronischen Baugruppe des Kraftfahrzeugs, weist eine erste elektronische Baugruppe und eine zweite elektronische Baugruppe auf, wobei die erste Baugruppe ein erstes Gehäuse mit einem zumindest teilweise darin angeordneten ersten Elektronikmodul aufweist und die zweite Baugruppe ein zweites Gehäuse mit einem darin angeordneten zweiten Elektronikmodul, wobei eine der Baugruppen ortsfest im Kraftfahrzeug angeordnet ist und die andere Baugruppe relativ zur ortsfest angeordneten Baugruppe bewegbar im Fahrzeug angeordnet ist, wobei die erste elektronische Baugruppe mit der zweiten elektronischen Baugruppe mittels eines bandförmigen, flexiblen Kontaktelements elektrisch verbunden ist, das mit einem Ende aus dem ersten Gehäuse herausgeführt ist und einen ersten Kontaktbereich im Bereich dieses Endes aufweist, wobei das zweite Elektronikmodul einen, zur Kontaktierung mit dem Kontaktbereich des flexiblen Kontaktelements ausgebildeten zweiten Kontaktbereich aufweist, und wobei wenigstens das Ende des flexiblen Kontaktelements mit dem ersten Kontaktbereich in das zweite Gehäuse eingeführt ist und mit dem zweiten Kontaktbereich des zweiten Elektronikmoduls überlappend angeordnet ist derart, dass das flexible Kontaktelement und das zweite Elektronikmodul elektrisch kontaktiert sind. Erfindungsgemäß ist das flexible Kontaktelement mittels einer anisotropen, leitfähigen Folie im Kontaktbereich mit dem zweiten Elektronikmodul verbunden.
  • Durch die elektrische Verbindung des flexiblen Kontaktelements mit dem zweiten Elektronikmodul mittels einer anisotropen, leitfähigen Folie, d.h. eines sogenannten "anisotropic conductive film" (ACF), können die beim Löten infolge des hohen Wärmeeintrags in die zu verbindenden Baugruppen entstehenden Wärmeverzugsspannungen vermieden werden. Das Verbinden mittels einer anisotropen, leitfähigen Folie erfordert zwar auch eine gewisse Wärmezufuhr, die dabei auftretenden Temperaturen liegen jedoch weit unterhalb der beim Löten auftretenden Temperaturen.
  • Des Weiteren weist eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung den Vorteil auf, dass aufwendige Steckverbindungen entfallen können, wodurch die Fügezeiten zur Herstellung der elektrischen Verbindung deutlich reduziert werden können. Insbesondere können die zur Herstellung einer Steckverbindung erforderlichen Fügeoperationen entfallen, mit denen zunächst Steckkontakte und/oder Steckhülsen, die üblicherweise angelötet werden, an den zu verbindenden Baugruppen befestigt werden, bevor die eigentliche elektrische Verbindung überhaupt hergestellt werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass keine zusätzlichen Bauteile, wie beispielsweise Steckhülsen, Steckkontakte oder dergleichen für die Verbindung erforderlich sind, welche einen nicht zu vernachlässigenden Bauraum beanspruchen, so dass erfindungsgemäße Verbindungsanordnungen einen geringeren Bauraumbedarf benötigen, welcher insbesondere in Kraftfahrzeugen, insbesondere im Bereich des Lenkrads nur beschränkt zur Verfügung steht.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einer elektrischen Kontaktierung mittels einer anisotropen, leitfähigen Folie der Abstand, insbesondere ein sogenannter Pitch-Abstand, zwischen den einzelnen elektrischen Leitern des flexiblen Kontaktelements reduziert werden kann, so dass bei gleichem vorhandenen Bauraum mehr elektrische Leiter kontaktiert werden können. Somit können bei gleichem Bauraum mehr Signale übertragen werden.
  • Infolgedessen können beispielsweise aus Bauraumgründen zur elektrischen Kontaktierung mit dem flexiblen Kontaktelement üblicherweise auf das flexible Kontaktelement aufgelötete SMD-Widerstände auf das zweite Elektronikmodul verlagert werden und über zusätzliche Leitungen mit dem flexiblen Kontaktelement elektrisch verbunden werden.
  • Dadurch kann das Auflöten der SMD-Widerstände auf das flexible Kontaktelement, das üblicherweise durch einen bleifreien Reflow-Lötprozess erfolgt, der hohe Prozesstemperaturen erfordert und damit eine ausreichende Temperaturbeständigkeit des flexiblen Kontaktelementes erforderlich macht, entfallen. Damit ermöglicht eine erfindungsgemäße Verbindung mittels einer anisotropen, leitfähigen Folie die Verwendung bzw. den Einsatz eines weniger temperaturbeständigen flexiblen Kontaktelements, was insbesondere hinsichtlich der Kosten vorteilhaft ist.
  • Die erste elektronische Baugruppe ist die bewegbare Baugruppe, insbesondere ein Lenkstockhebel oder ein Lenkrad und die zweite elektronische Baugruppe ist die ortsfeste Baugruppe und ein in einem Bereich an einem lenkradseitigen Ende einer Lenksäule befestigtes Lenksäulenmodul, ein sogenanntes "Top Column Modul".
  • Das flexible Kontaktelement ist vorzugsweise eine flexible Leiterplatte, d.h. eine sogenannte "Flex PCB", die häufig auch als "Flexible Printed Circuit" (FPC) bezeichnet wird, oder eine sogenannte Wickelfeder bzw. ein sogenanntes Wickelband.
  • Wickelfedern bzw. Wickelbänder sind flexible, insbesondere federnde bzw. nachgiebige Flachbandkabel bzw. Flachleiter, die in der Regel mehrere elektrische Leitungen beinhalten, die mittels einer Kunststoffummantelung voneinander elektrisch isoliert sind. Wickelfedern werden vorzugsweise in Lenkrädern bzw. sogenannten "Top Column Modulen", die in der Regel in einem Bereich am oberen Ende der Lenksäule angeordnet sind, eingesetzt, um elektrische Signale zwischen im drehbeweglichen Lenkrad angeordneten Komponenten und anderen, ortsfest am Kraftfahrzeug befestigten Komponenten zu übertragen, beispielsweise zur Signalübertragung zum Airbag.
  • Ist bei einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung die erste elektronische Baugruppe ein Lenkstockhebel, ist das flexible Kontaktelement besonders bevorzugt eine flexible Leiterplatte. Ist die erste elektronische Baugruppe hingegen ein Lenkrad, ist das flexible Kontaktelement besonders bevorzugt eine Wickelfeder.
  • Das zweite Elektronikmodul ist bevorzugt eine Leiterplatte, d.h. ein sogenannten "printed circuit board" (PCB).
  • Das erste Elektronikmodul kann ebenfalls eine Leiterplatte oder dergleichen sein, die innerhalb des ersten Gehäuses mit dem flexiblen Kontaktelement verbunden ist, insbesondere wenn das flexible Kontaktelement eine Wickelfeder ist.
  • Das flexible Kontaktelement kann aber auch das erste Elektronikmodul bilden, insbesondere wenn das flexible Kontaktelement eine flexible Leiterplatte ist.
  • Das Ende des flexiblen Kontaktelements kann dabei sowohl in einer Ebene, die mit einer durch die Überlappung des ersten und zweiten Kontaktbereich entstehenden Kontaktfläche in einer Ebene liegt, in das zweite Gehäuse eingeführt werden oder aber auch in einer anderen Ebene und innerhalb des Gehäuses entsprechend gebogen, abgewinkelt oder dergleichen bis zum zweiten Kontaktbereich.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verbindungsanordnung Zugentlastungsmittel auf, die in einem elektrisch verbundenen Zustand der beiden Baugruppen eine Zugentlastung der elektrischen Kontaktierung bewirken, insbesondere eine Zugentlastung der mittels der anisotropen, leitfähigen Folie ausgebildeten Verbindung. Durch die Zugentlastung kann eine Beschädigung der elektrischen Kontaktierung, der der mittels der anisotropen, leitfähigen Folie ausgebildeten Verbindung, etwa infolge einer Relativbewegung der miteinander verbundenen Baugruppen, auf einfache Weise vermieden werden, was für eine dauerhafte, zuverlässige Kontaktierung von großer Bedeutung ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verbindungsanordnung zum Positionieren des flexiblen Kontaktelements relativ zur zweiten Baugruppe beim Verbinden der beiden Baugruppen Mittel zum Positionieren auf. Dadurch kann zuverlässig eine definierte Überlappung des ersten Kontaktbereichs mit dem zweiten Kontaktbereich hergestellt werden und somit zuverlässig eine ausreichende Kontaktierung.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das flexible Kontaktelement als Mittel zum Positionieren wenigstens eine Ausnehmung auf, und das zweite Gehäuse, weist wenigstens einen zur Ausnehmung des flexiblen Kontaktelements korrespondierend ausgebildeten Positionierstift auf, wobei der Positionierstift und die Ausnehmung jeweils derart angeordnet sind, dass der Positionierstift in die Ausnehmung des flexiblen Kontaktelements eingreift, wenn das Kontaktelement sich in einer Verbindungsposition befindet, d.h. in einer für eine möglichst gute Kontaktierung gewünschten bzw. vordefinierten Überlappungsposition. Der Positionierstift erstreckt sich dabei bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zum zweiten Kontaktbereich, besonders bevorzugt ist der Positionierstift jedoch nicht innerhalb des zweiten Kontaktbereichs angeordnet.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist das zweite Elektronikmodul für eine definierte Positionierung innerhalb des zweiten Gehäuses wenigstens eine zu wenigstens einem Positionierstift des zweiten Gehäuses korrespondierende Ausnehmung auf. D. h. bevorzugt ist wenigstens ein Positionierstift sowohl zur Positionierung des flexiblen Kontaktelements ausgebildet als auch gleichzeitig zur Positionierung des zweiten Elektronikmoduls innerhalb des zweiten Gehäuses. Dadurch können ansonsten zusätzlich erforderliche Mittel zum Positionieren des zweiten Elektronikmoduls im Gehäuse entfallen, was insbesondere aus Kostengründen vorteilhaft ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das zweite Gehäuse aus mehreren Gehäuseteilen gebildet, insbesondere aus einer Oberschale und einer Unterschale, wobei vorzugsweise sämtliche Positionierstifte, die zur Positionierung des flexiblen Kontaktelements bzw. zur Positionierung des zweiten Elektronikmoduls vorgesehen sind, in demselben Gehäuseteil angeordnet sind.
  • In einer Weiterbildung sind die Positionierstifte vorzugsweise ferner zur Positionierung der Gehäuseteile des zweiten Gehäuses zueinander ausgebildet. D.h. mittels der Positionierstifte kann bevorzugt außerdem die Positionierung der Gehäuseteile des zweiten Gehäuses zueinander sichergestellt werden, insbesondere die Positionierung der Oberschale des zweiten Gehäuses relativ zur Unterschale des zweiten Gehäuses.
  • Vorzugsweise sind die Mittel zum Positionieren derart ausgebildet, dass sie in einem elektrisch verbundenen Zustand eine Zugentlastung der Verbindung mittels der anisotropen, leitfähigen Folie bewirken. Durch eine Integration einer Zugentlastungsfunktion in die Mittel zum Positionieren können ansonsten, zum Schutz der elektrischen Kontaktierung bzw. der Verbindung erforderliche, zusätzliche Zugentlastungsmittel entfallen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das flexible Kontaktelement in seinem Kontaktbereich aus Metall, vorzugsweise aus einem Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, insbesondere aus Kupfer, Nickel-Zinn (NiSn), Gold (Au) oder dergleichen. Dadurch kann eine ausreichende Temperaturbeständigkeit des ersten Kontaktbereichs, d.h. des Kontaktbereichs des flexiblen Kontaktelementes, sichergestellt werden. In der Regel weisen flexible Kontaktelemente nämlich gegenüber den zur Herstellung einer Verbindung mit einer anisotropen, leitfähigen Folie erforderlichen Temperaturen keine ausreichende Temperaturbeständigkeit auf. Somit können auch flexible Kontaktelemente mit geringerer Temperaturbeständigkeit verwendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Gehäuse derart ausgebildet, dass eine zum Verbinden des flexiblen Kontaktelements mittels der anisotropen leitfähigen Folie mit dem zweiten Elektronikmodul auf die Kontaktfläche aufzubringende Druckkraft durch das Gehäuse selbst auf einer von der elektrischen Kontaktierung abgewandten Seite des zweiten Elektronikmoduls abstützbar ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das zweite Gehäuse eine Öffnung auf, durch die beim Verbinden des flexiblen Kontaktelements mit dem zweiten Elektronikmodul mittels der anisotropen leitfähigen Folie zur Abstützung der zum Verbinden aufzubringenden Druckkraft ein Stempel auf einer von der elektrischen Kontaktierung abgewandten Seite des zweiten Elektronikmoduls einführbar ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine in der Regel nur zur Abstützung der Druckkraft beim Verbinden erforderliche Verstärkung des zweiten Gehäuses, die üblicherweise mit einer Materialanhäufung und damit mit Kosten und Gewicht einhergeht, entfallen kann.
  • Vorzugsweise ist die Öffnung des zweiten Gehäuses durch einen Teil des ersten Gehäuses verschlossen. Somit ist kein zusätzlicher Deckel oder eine zusätzliche Abdeckung erforderlich, um das zweite Gehäuse zu verschließen.
  • Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einer Verbindungsanordnung für eine Verbindung einer ersten elektronischen Baugruppe des Kraftfahrzeugs mit einer zweiten elektronischen Baugruppe des Kraftfahrzeugs weist eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung auf.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erste elektronische Baugruppe ein Lenkstockhebel oder ein Lenkrad ist und die zweite elektronische Baugruppe ein an einem lenkradseitigen Ende einer Lenksäule angeordnetes Lenksäulenmodul.
  • Die mit Bezug auf die Verbindungsanordnung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung in Explosionsdarstellung,
    Fig. 2
    einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung und
    Fig. 3
    einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung.
  • Der in Fig. 1 in Explosionsdarstellung gezeigte Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 100 zeigt eine erste elektronische Baugruppe 110 in Form eines Lenkstockhebels 110, der mit einer zweiten elektronischen Baugruppe 120 in Form eines Lenksäulenmoduls 120, das auch als sogenanntes "Top Column Modul" 120 bezeichnet wird, verbunden ist. Ein derartiger Lenkstockhebel kann beispielsweise zur Betätigung eines Blinkers oder eines Scheibenwischers ausgebildet sein. Das Lenksäulenmodul 120 ist dabei ortsfest am Fahrzeug angeordnet, wohingegen der Lenkstockhebel 110 relativ zum Lenksäulenmodul 120 bewegt werden kann, beispielsweise bei einem Blinkvorgang, einer Scheibenwischerbetätigung oder dergleichen.
  • Die beiden elektronischen Baugruppen 110 und 120, d.h. der Lenkstockhebel 110 und das Lenksäulenmodul 120, sind dabei mittels eines flexiblen Kontaktelements 150, das bei diesem Ausführungsbeispiel eine flexible Leiterplatte 150 ist, elektrisch miteinander verbunden. Die flexible Leiterplatte 150 ist dabei ein bandförmiges, flächiges, flexibles Kontaktelement 150, das mehrere parallel verlaufende elektrische Leitungen aufweist, die mittels eines sie umgebenden Kunststoffs elektrisch voneinander elektrisch isoliert sind. Mittels der flexiblen Leiterplatte 150 werden elektrische Signale zwischen dem Lenkstockhebel 110 und dem Lenksäulenmodul 120 übertragen. Die flexible Leiterplatte 150 bildet dabei gleichzeitig ein erstes Elektronikmodul der elektronischen Baugruppe 110, d.h. des Lenkstockhebels 110, und ist in einem Gehäuse 115 angeordnet, das bei diesem Ausführungsbeispiel ein gespritztes Kunststoffgehäuse 115 ist und ein erstes Gehäuse 115 der Verbindungsanordnung 100 bildet.
  • Das Lenksäulenmodul 120 weist ebenfalls ein Gehäuse 130 aus Kunststoff auf, das bei diesem Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise 2-teilig ausgebildet ist und aus einer Ober- und einer hier dargestellten Unterschale zusammengesetzt ist. Innerhalb des Gehäuses 130 des Lenksäulenmoduls 120, welches ein zweites Gehäuse der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung bildet, ist als zweites Elektronikmodul eine Leiterplatte 140 vorhanden.
  • Für die elektrische Verbindung des Lenkstockhebels 110 mit dem Lenksäulenmodul 120 ist das flexible Kontaktelement 150 bzw. die flexible Leiterplatte 150 mit einem Ende aus dem Gehäuse 115 des Lenkstockhebels 115 herausgeführt und wenigstens mit diesem Ende in das Gehäuse 130 des Lenksäulenmoduls 120 eingeführt. Die flexible Leiterplatte 150 weist an diesem Ende einen ersten Kontaktbereich 160 auf, der mit einem zweiten Kontaktbereich 180, der durch die Leiterplatte 140, d.h. durch das zweite Elektronikmodul 140, gebildet wird, überlappend angeordnet ist, so dass die beiden Kontaktbereiche 160 und 160 und 180 elektrisch miteinander kontaktiert sind und somit auch die flexible Leiterplatte 150 und die Leiterplatte 140. Die flexible Leiterplatte 150, d.h. das flexible Kontaktelement 150, und die Leiterplatte 140 sind dabei mittels einer üblichen, aus dem Stand der Technik bekannten anisotropen, leitfähigen Folie 170 elektrisch miteinander verbunden.
  • Die flexible Leiterplatte 150 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen in ihrem Kontaktbereich 160 nur aus Metall, insbesondere nur aus Kupfer mit einer Oberfläche aus Nickel-Zinn (NiSn), wobei der erste Kontaktbereich 160 dabei nur durch die Enden der elektrischen Leitungen der flexiblen Leiterplatte 150 gebildet wird. Um dies zu erreichen ist die Kunststoffummantelung, welche die einzelnen elektrischen Leitungen umgibt, zuvor ausgestanzt worden. Dadurch kann eine verbesserte, insbesondere eine ausreichende Temperaturbeständigkeit der flexiblen Leiterplatte 150 im Kontaktbereich 160 gegenüber den zum Verbinden mittels der anisotropen, leitfähigen Folie 170 erforderlichen Fügetemperaturen zu erreichen.
  • Um beim Zusammenfügen der elektronischen Baugruppen eine genaue Positionierung des flexiblen Kontaktelements 150 relativ zum Lenksäulenmodul 120 zu erreichen, insbesondere um eine definierte Überlappung des Kontaktbereichs 160 der flexiblen Leiterplatte 140 mit dem Kontaktbereich 180 der Leiterplatte 140 des Lenksäulenmoduls 120 sicherzustellen, sind in das Gehäuse 130 zwei Positionierstifte 190a eingebracht. Dabei sind die zwei Positionierstifte 190a bei diesem Ausführungsbeispiel in die Unterschale des Gehäuses 130 eingebracht. Sie können aber auch in die Oberschale integriert sein.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Positionierstifte 190a jeweils senkrecht zu einer Kontaktfläche, die durch die Überlappung des Kontaktbereichs 160 der flexiblen Leiterplatte 150 mit dem Kontaktbereich 180 der Leiterplatte 140 gebildet wird. Das flexible Kontaktelement 150, d.h. die flexible Leiterplatte 150, weist zwei entsprechende Ausnehmungen 190b auf, welche korrespondierend zu den Positionierstiften 190a des Gehäuses 130 des Lenksäulenmoduls 120 ausgebildet sind. Dabei sind die Positionierstifte 190a und die Ausnehmungen 190b, jeweils derart angeordnet, dass die Positionierstifte 190a in die Ausnehmungen 190b des flexiblen Kontaktelements 150 eingreifen, wenn das flexible Kontaktelement 150 sich, wie in dieser Abbildung, in einer Verbindungsposition befindet.
  • Die Positionierstifte 190a dienen bei diesem Ausführungsbeispiel außerdem zum Positionieren der Leiterplatte 140 im Gehäuse 130 des Lenksäulenmoduls 120, insbesondere zum Positionieren der Leiterplatte 140 in der Unterschale des Gehäuses 130.
  • Darüber hinaus dienen die in die Unterschale des Gehäuses 130 eingebrachten Positionierstifte 190a auch zur Positionierung einer hier nicht dargestellten Oberschale des Gehäuses 130 relativ zur Unterschale.
  • Die Positionierstifte 190a bewirken bei diesem Ausführungsbeispiel zusammen mit den Ausnehmungen 190b in dem flexiblen Kontaktelement 150 außerdem eine Zugentlastung der elektrischen Kontaktierung zwischen dem flexiblen Kontaktelement 150 und der Leiterplatte 140, insbesondere eine Zugentlastung der mittels der anisotropen, leitfähigen Folie 170 hergestellten elektrischen Verbindung, welche empfindlich gegen eine Zugbelastung am flexiblen Kontaktelement 150 ist. Zur Fixierung des flexiblen Kontaktelements 150 auf den Positionierstiften 190a sind die Positionierstifte 190a bei diesem Ausführungsbeispiel heißverstemmt.
  • Beim Heißverstemmen werden unter Anwendung von Kraft und Wärme Kunststoffdome, wie in diesem Fall die Positionierstifte 190a, geschmolzen und umgeformt. Insbesondere eignen sich Positionierstifte 190a aus thermoplastischen Kunststoffen, wie zum Beispiel PA, PBT, PC, PE, POM und PP, zum Heißverstemmen. Das Heißverstemmen der Positionierstifte 190a kann dabei auf die klassische Art und Weise erfolgen oder durch Laserheißverstemmen.
  • Das klassische Heißverstemmen erfolgt mittels eines Stempels, der entweder vor oder während der Berührung mit dem Kunststoffdom erhitzt wird. Neben der Wärmezuführung erfolgt auch die Krafteinwirkung auf das Werkstück über den Werkzeugstempel. Je nach Beschaffenheit und Formgebung kann der Stempel in weniger als 0,5 s erhitzt werden. Damit keine Kunststoffschmelze am Stempel anhaftet, kommt eine anti-adhesive Oberflächenbeschichtung zum Einsatz.
  • Beim berührungslosen Laserheißverstemmen, wird ein Laserstrahl auf den Kunststoffdom gerichtet, wobei die auf den Kunststoffdom auftreffende Laserstrahlung an der Oberfläche des Kunststoffdoms absorbiert wird, so dass dieser sich infolgedessen bis zur lokalen Plasitifizierung erhitzt. Unter Einwirkung einer Anpresskraft kann eine dauerhafte formschlüssige Verbindung geschaffen werden. Dieses Verfahren ist somit vergleichbar mit dem Laser-Kunststoffschweißen und vereint dessen Eigenschaften mit denen der Niettechnik. Es ist besonders für die automatisierte Fertigung geeignet.
  • Nach dem gleichen Prinzip, wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, kann beispielsweise auch ein Lenkrad 210 als erste elektronische Baugruppe mit dem Lenksäulenmodul 120 oder einer anderen, ortsfest am Kraftfahrzeug befestigten Baugruppe elektrisch verbunden werden. In Fig. 2 ist beispielhaft ein Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 200 dargestellt, wobei bei dieser Verbindunganordnung 200 lediglich ein Ausschnitt der zweiten elektronischen Baugruppe 220 dargestellt ist.
  • Die erste elektronische Baugruppe dieser Verbindungsanordnung 200 ist in diesem Fall ein hier nicht dargestelltes Lenkrad. Der Aufbau dieser Verbindungsanordnung ist jedoch ähnlich, wie bei der in Fig. 1 gezeigten Verbindungsanordnung 100. Das flexible Kontaktelement 250 ist bei diesem Ausführungsbeispiel entgegen dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel 100 jedoch eine Wickelfeder 250 und keine flexible Leiterplatte 150. Die Wickelfeder 250 ist aber ebenfalls ein bandförmiges, flächiges, flexibles Kontaktelement 250 mit einer oder mehreren, parallel nebeneinander verlaufenden und elektrisch voneinander elektrisch isolierten Leitungen zur Signalübertragung, wobei die Wickelfeder 250 in diesem Fall sechs elektrische Leitungen aufweist.
  • Das Ausführungsbeispiel 200 unterscheidet von dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel außerdem dadurch, dass die Positionierstifte 190a sowie die entsprechenden Ausnehmungen 190b in der Wickelfeder 250 innerhalb bzw. zwischen den einzelnen elektrischen Leitungen der Wickelfeder 250 verlaufen. Zur Fixierung der Wickelfeder auf den Positionierstiften 190a sind diese ebenfalls heißverstemmt.
  • Die zweite elektronische Baugruppe 220 weist ebenfalls ein zweiteiliges Gehäuse 230 auf, wobei ebenfalls nur die Unterschale dargestellt ist, in welcher eine Leiterplatte 240 als zweites Elektronikmodul angeordnet ist und mittels der Positionierstifte 290a und entsprechender, hier nicht erkennbar dargestellter Ausnehmungen 190b in der Leiterplatte 240 innerhalb des Gehäuses 230 positioniert ist. Die Leiterplatte 240 weist einen zweiten Kontaktbereich 280 auf, in dem die Leiterplatte 240 mittels einer anisotropen, leitfähigen Folie 270 mit dem Kontaktbereich 260 der Wickelfeder 250, der in das Gehäuse 230 eingeführt ist und überlappend mit dem Kontaktbereich 280 der Leiterplatte 240 angeordnet ist, elektrisch kontaktiert und verbunden ist.
  • Zum Herstellen einer definierten Überlappung der Kontaktbereiche 260 und 280 sind auch bei diesem Ausführungsbeispiel entsprechende Positionierstifte 290a, die mit entsprechenden Ausnehmungen 290b in der Wickelfeder 250 zusammenwirken, vorgesehen. Die Positionierstifte 290a bewirken ebenfalls zusammen mit den Ausnehmungen 290b in der Wickelfeder 250 seine Zugentlastung der Wickelfeder 250.
  • Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines dritten, erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 300, mit einem Lenkrad als einer zweiten elektronischen Baugruppe 320, von dem einzelne Komponenten ausschnittsweise dargestellt sind. Die erste elektronische Baugruppe ist nicht dargestellt. Die zweite elektronische Baugruppe 320 weist ein Gehäuse 330 auf, dass auch in diesem Fall zweiteilig ausgebildet ist, wobei hier ebenfalls nur eine Unterschale dargestellt ist.
  • Im Gehäuse 330 ist ein zweites Elektronikmodul in Form einer Leiterplatte 340 angeordnet, die einen zweiten Kontaktbereich 380 aufweist. Zur Verbindung mit der nicht dargestellten, ersten elektronischen Baugruppe ist, wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, ist ein flexibles Kontaktelement 350 in Form einer Wickelfeder 350 mit einem ersten Kontaktbereich 360 an einem Ende der Wickelfeder 350 vorgesehen, wobei die Wickelfeder 350 mit dem Ende in das Gehäuse 330 der Baugruppe 320 eingeführt ist.
  • Im Gegensatz zu den in den Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ist bei diesem Ausführungsbeispiel das flexible Kontaktelement 350 bzw. die Wickelfeder 350 nicht in einer Ebene mit der Kontaktfläche, die durch die Überlappung der beiden Kontaktbereiche 360 und 380 gebildet wird, eingeführt, sondern in einem Winkel von etwa 90°zu dieser Ebene, um dann innerhalb des Gehäuses 330 entsprechend abgewickelt zu werden. Dabei ist die Wickelfeder 250 in diesem Fall dazu ausgebildet, U-förmig die Leiterplatte 340 herumgeführt zu werden, um überlappend mit dem Kontaktbereich 380 der Leiterplatte 340 angeordnet und mittels einer anisotropen, leitfähigen Folie elektrisch mit der Leiterplatte 340 verbunden werden zu können.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung umfasst wenigstens die folgenden Schritte: Einführen des aus dem ersten Gehäuse der ersten elektronischen Baugruppe herausgeführten Endes des flexiblen Kontaktelementes in das Gehäuse der zweiten elektronischen Baugruppe, Positionieren des flexiblen Kontaktelements relativ zur zweiten elektronischen Baugruppe in der Verbindungsposition zur Herstellung der elektrischen Kontaktierung mit dem zweiten Elektronikmodul und Verbinden des flexiblen Kontaktelements mit dem zweiten Elektronikmoduls durch Aufbringen einer anisotropen, leitfähigen Folie.

Claims (12)

  1. Verbindungsanordnung (100, 200, 300) für eine Verbindung einer ersten elektronischen Baugruppe (110) eines Kraftfahrzeugs mit einer zweiten elektronischen Baugruppe (120, 220, 320) eines an einem lenkradseitigen Ende einer Lenksäule befestigten Lenksäulenmodul des Kraftfahrzeugs, wobei die erste Baugruppe (110) ein erstes Gehäuse (115) mit einem zumindest teilweise darin angeordneten ersten Elektronikmodul aufweist und die zweite Baugruppe (120, 220, 320) ein zweites Gehäuse (130, 230, 330) mit einem darin angeordneten zweiten Elektronikmodul (140, 240, 340), wobei eine der Baugruppen (120, 220) ortsfest im Kraftfahrzeug angeordnet ist und die andere Baugruppe (110, 320) relativ zur ortsfest angeordneten Baugruppe bewegbar im Fahrzeug angeordnet ist, wobei die erste elektronische Baugruppe (110) mit der zweiten elektronischen Baugruppe (120, 220, 320) mittels eines bandförmigen, flexiblen Kontaktelements (150, 250, 350) elektrisch verbunden ist, das mit einem Ende aus dem ersten Gehäuse (115) herausgeführt ist und einen ersten Kontaktbereich (160, 260, 360) im Bereich dieses Endes aufweist, wobei das zweite Elektronikmodul (140, 240, 340) einen, zur Kontaktierung mit dem Kontaktbereich (160, 260, 360) des flexiblen Kontaktelements (150, 250, 350) ausgebildeten zweiten Kontaktbereich (180, 280, 380) aufweist, und wobei wenigstens das Ende des flexiblen Kontaktelements (150, 250, 350) mit dem ersten Kontaktbereich (160, 260, 360) in das zweite Gehäuse (130, 230, 330) eingeführt ist und mit dem zweiten Kontaktbereich (180, 280, 380) des zweiten Elektronikmoduls (140, 240, 340) überlappend angeordnet ist derart, dass das flexible Kontaktelement (150, 250, 350) und das zweite Elektronikmodul (140, 240, 340) elektrisch kontaktiert sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Kontaktelement (150, 250, 350) mittels einer anisotropen, leitfähigen Folie (170, 270) im Kontaktbereich (160, 260, 360) mit dem zweiten Elektronikmodul (140, 240, 340) verbunden ist.
  2. Verbindungsanordnung (100, 200, 300) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (100, 200, 300) Zugentlastungsmittel (190a, 190b; 290a, 290b; 390a, 390b) aufweist, die in einem elektrisch verbundenen Zustand der beiden Baugruppen (110, 120; 220; 320) eine Zugentlastung der der Verbindung mittels der anisotropen, leitfähigen Folie (170, 270) bewirken.
  3. Verbindungsanordnung (100, 200, 300) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (100, 200, 300) zum Positionieren des flexiblen Kontaktelements (150, 250, 350) relativ zur zweiten Baugruppe (120, 220, 320) beim Verbinden der beiden Baugruppen (110, 120; 220; 320) Mittel zum Positionieren (190a, 190b; 290a, 290b; 390a, 390b) aufweist.
  4. Verbindungsanordnung (100, 200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass flexible Kontaktelement (150, 250, 350) als Mittel zum Positionieren wenigstens eine Ausnehmung (190b, 290b, 390b) aufweist und das zweite Gehäuse (130, 230, 330), wenigstens einen zur Ausnehmung des flexiblen Kontaktelements (150, 250, 350) korrespondierend ausgebildeten Positionierstift (190a, 290a, 390a), wobei der Positionierstift (190a, 290a, 390a) und die Ausnehmung jeweils derart angeordnet sind, dass der Positionierstift in die Ausnehmung des flexiblen Kontaktelements (150, 250, 350) eingreift, wenn das Kontaktelement (150, 250, 350) sich in einer Verbindungsposition befindet.
  5. Verbindungsanordnung (100, 200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Elektronikmodul (140, 240, 340) für eine definierte Positionierung innerhalb des zweiten Gehäuses (130, 230, 330) wenigstens eine zu wenigstens einem Positionierstift (190a, 290a, 390a) des zweiten Gehäuses (130, 230, 330) korrespondierende Ausnehmung aufweist.
  6. Verbindungsanordnung (100, 200, 300) nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Positionieren (190a, 190b; 290a, 290b; 390a, 390b) derart ausgebildet sind, dass sie in einem elektrisch verbundenen Zustand eine Zugentlastung der Verbindung mittels der anisotropen, leitfähigen Folie (170, 270) bewirken.
  7. Verbindungsanordnung (100, 200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (160, 260, 360) des flexiblen Kontaktelements (150, 250, 350) aus Metall besteht.
  8. Verbindungsanordnung (100, 200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (130, 230, 330) derart ausgebildet ist, dass eine zum Verbinden des flexiblen Kontaktelements (150, 250, 350) mittels der anisotropen leitfähigen Folie (170, 270) mit dem zweiten Elektronikmodul (140, 240, 340) auf die Kontaktfläche aufzubringende Druckkraft durch das Gehäuse selbst auf einer von der elektrischen Kontaktierung abgewandten Seite des zweiten Elektronikmoduls (140, 240, 340) abstützbar ist.
  9. Verbindungsanordnung (100, 200, 300) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (130, 230, 330) eine Öffnung aufweist, durch die beim Verbinden des flexiblen Kontaktelements (150, 250, 350) mit dem zweiten Elektronikmodul (140, 240, 340) mittels der anisotropen leitfähigen Folie (170, 270) zur Abstützung der zum Verbinden aufzubringenden Druckkraft ein Stempel auf einer von der elektrischen Kontaktierung abgewandten Seite des zweiten Elektronikmoduls (140, 240, 340) einführbar ist.
  10. Verbindungsanordnung (100, 200, 300) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung des zweiten Gehäuses (130, 230, 330) durch einen Teil des ersten Gehäuses verschlossen ist.
  11. Kraftfahrzeug mit einer Verbindungsanordnung (100, 200, 300) für eine Verbindung einer ersten elektronischen Baugruppe (110) des Kraftfahrzeugs mit einer zweiten elektronischen Baugruppe (120, 220, 320) des Kraftfahrzeugs,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (100, 200, 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.
  12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektronische Baugruppe (110) ein Lenkstockhebel (110) oder ein Lenkrad ist und die zweite elektronische Baugruppe (120, 220, 320) ein in einem Bereich an einem lenkradseitigen Ende einer Lenksäule angeordnetes Lenksäulenmodul (120, 220).
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