WO2004040700A2 - Steckverbinder zur verbindung zweier flachbandleiter sowie zugehöriges steckverbindersystem - Google Patents

Steckverbinder zur verbindung zweier flachbandleiter sowie zugehöriges steckverbindersystem Download PDF

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WO2004040700A2
WO2004040700A2 PCT/EP2003/012088 EP0312088W WO2004040700A2 WO 2004040700 A2 WO2004040700 A2 WO 2004040700A2 EP 0312088 W EP0312088 W EP 0312088W WO 2004040700 A2 WO2004040700 A2 WO 2004040700A2
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ribbon
spring element
connector
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Thomas Bernhard Pabst
Hans-Otto Geltsch
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Fci
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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
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/77—Coupling devices for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H01R12/78—Coupling devices for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures connecting to other flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures

Definitions

  • the present invention relates to a connector for connecting two ribbon cables and a connector system.
  • Ribbon cables find an ever broader field of application in many areas of technology, since they can be used to easily form pre-formed cable sets that can be easily and quickly installed during assembly.
  • One area of application of these ribbon conductors is increasingly the automotive industry, since the use of many electronic components in the vehicle increases the resulting current flows.
  • the larger one needed for a larger current flow Conductor cross-section can be adjusted for ribbon cables by the width of the conductor track.
  • spring elements When connecting two ribbon conductors, spring elements are used, among other things, which are arranged in such a way that they apply the normal contact force necessary for the contact between the two ribbon conductors.
  • FR-A-1 236 251 a connector for connecting two ribbon conductors is known, each ribbon conductor being fixed to a holder which has a spring element over which the ribbon conductor is stretched. With this connector, however, the stripped ribbon conductors are each open with their contact surface on their respective holder.
  • 1 shows the contact resistance between two conductor tracks as a function of the applied contact normal force for a flexible ribbon conductor with a thickness of 200 ⁇ m.
  • the contact resistance is constant from a contact normal force of approximately 2 N and is no longer lower. It can be concluded from this that a normal contact force of ⁇ 2 N minimizes the contact resistance between two conductor tracks.
  • 2 shows the plastic deformation of conductor tracks with a thickness of 100 ⁇ m and 200 ⁇ m, which results when a test ball with a diameter of 2 mm is pressed onto the stripped bare copper conductor track with a certain test force. As can be seen from the two measurement curves shown, there is a detectable plastic deformation with a ball diameter of 2 mm only from a force of approx.
  • the object of the present invention is to create a connection between two ribbon conductors which meet the above requirements of the normal contact force and which at the same time have a single have a simple and inexpensive structure and enable a simple connection between the two conductors.
  • the connector for connecting two ribbon conductors has at least one spring element which applies the normal contact force required for connecting the two ribbon conductors, the spring element making contact with both ribbon conductors and establishing the electrical connection between the two ribbon conductors. Due to the fact that the spring element contacts both spring elements directly, the necessary normal contact force can be set in a simple manner by the design of the spring element.
  • the spring element is firmly connected to the first ribbon conductor, for example it can be firmly soldered to the first ribbon conductor.
  • the first ribbon conductor is preferably arranged on a printed circuit board, the ribbon conductor forming the conductor tracks of the circuit board.
  • the plug connector can have a receptacle for a plug-in unit, on which the second ribbon conductor is fixed. This slot with the ribbon cable attached to it is in inserted the connector so that the spring element can contact the conductor tracks of the second ribbon conductor when it is inserted into the connector.
  • the receptacle preferably has channels separated from one another by ribs, in each of which a spring element is arranged. With this arrangement, the spring elements used for the electrical connection can be arranged in the receptacle in a simple manner.
  • the spring element preferably has a free end which is bent in the direction of insertion of the insert.
  • the spring element touches the stripped contact surface of the second ribbon conductor.
  • the insert in the insertion direction can have an elevation in front of the spring element, which forms a stop for the spring element.
  • this increase forms a protection for the spring element in the receptacle when the insert is not inserted, since this, when the connector is arranged on the printed circuit board with the ribbon conductor, is more difficult to access from the outside and therefore cannot be bent or damaged.
  • the insert again has a rib-shaped structure, into which the spring element engages and contacts the second flat ribbon conductor fixed on the insert. Due to this rib-shaped structure, the spring element is when the plug-in is inserted into the connector managed and a successful contact between the spring element and the second ribbon conductor ensured.
  • the rib structure also protects the contact area of the second flat conductor from improper damage by an operator if the insert is not yet in the connector and the contact area of the second flat conductor would otherwise be freely accessible and unprotected.
  • the object of the invention is further achieved by a connector system for connecting two ribbon conductors, which has a first holder on which the first ribbon conductor is fixed, a second holder on which the second ribbon conductor is fixed, which has a spring element which for the Connection of the two ribbon conductors applies the necessary normal contact force.
  • the first holder has a cami structure, the first flat ribbon conductor being placed around webs of the comb structure which engage between ribs formed on the second mount and thus connect the two flat ribbon conductors to one another. This arrangement ensures a safe and simple connection of the individual conductor tracks with the necessary normal contact force.
  • the at least one spring element is preferably arranged in at least one recess formed in the second holder.
  • the second ribbon conductor can be arranged between the spring element arranged in the recess and the ribs, so that the spring element presses the second ribbon conductor against the ribs.
  • the ribbon conductors lying around the webs of the comb structure each engage between two ribs and contact the ribbon cable, which is pressed from below by the spring element against the ribs. In this way, non-slip simple contacting of the ribbon cable is achieved.
  • a conductor track of the first ribbon conductor is preferably located around each web of the cam structure, a shoulder being formed between the webs for guiding the respective conductor tracks.
  • the latter In order to fix the first ribbon cable in the first holder, the latter has a transverse web running transversely to the conductor tracks and a hinge which can be folded from a pre-locking position into an end locking position and which at the same time locks the end of the ribbon cable in the end locking position.
  • the stripped end of the ribbon cable can simply be placed around the webs of the comb structure and at the same time a strain relief for the cable can be achieved, which is caused by the fact that the cable is fixed between the beam and the hinge.
  • a spring element is provided between two ribs of the second holder, each of which presses a conductor track of the second ribbon conductor in the direction of the first ribbon conductor placed around the webs. In this way, the optimum contact normal force is achieved for each individual conductor track.
  • FIGS. 1 a and 1 b show the relationship between the contact resistance and the normal contact force when connecting two conductors and the depth of penetration of a test ball for two different conductor thicknesses as a function of the force used
  • FIG. 2 shows an oblique view of a connector according to a first embodiment of the invention
  • 3a and 3b show the insertion of the connector used in Fig. 2 in a pre-locking and final locking position
  • FIG. 5 shows the connector system of FIG. 4 in a top view
  • Fig. 6 shows a section along A-A of Fig. 5
  • Fig. 7 shows a section along B-B of Fig. 5
  • FIG. 8a and 8b show a holder of the connector system of FIG. 5 in an oblique view from above and obliquely below,
  • FIG. 9 shows the holder from FIG. 8 without ribbon conductor
  • Fig. 10 shows a section along B-B of Fig. 8b
  • FIG. 11 shows a detailed view of FIG. 10, 12 shows a second holder with a ribbon conductor which is used in the connector system of FIG. 5,
  • Fig. 14 shows a section along a conductor track through the holder of Fig. 12, and
  • FIG. 15 shows a detailed view of FIG. 14.
  • the connector 10 has a housing 14 with an opening 15 which forms a receptacle for an insert 16 (see FIGS. 3a and 3b) which can be fastened to the housing 14 of the connector 10 with a latch 17.
  • the insert also has a coding 18 so that the insert is not inserted into the housing in the opposite direction.
  • the insert 16 has a housing 19 made of insulating material, on the upper side of which a rib-shaped structure 20 is formed.
  • the second ribbon conductor 11 is inserted with its conductor tracks 1, which are stripped at the front end, up to an end stop 22 into the housing 19 and fixed there by a holding plate 23.
  • the holding plate is shown in the pre-locking position. It has locking lugs (not shown) with which it is provided on the grooves 19 in the housing 19.
  • the holding plate 23 is shown in the final locking position, the conductor tracks 21 now being pressed against the rib-shaped structure 20 from below by the holding plate 23.
  • the rib-shaped structure 20 at the same time forms a protection for the stripped conductor tracks, since handling by an operator does not touch the conductor tracks and can thus contaminate or damage them.
  • the holding plate 23 with the housing 19 at the rear end forms a strain relief 25 for the second ribbon conductor 11.
  • the insert 16 is now inserted into the housing 14 of the connector 10, one on the conductor track 26 of the first flat ribbon conductor 12 fixed spring element 27 electrically connects the first conductor 12 to the second conductor 11.
  • the spring element can, for example, be soldered to the first conductor 12.
  • the spring element is arranged in channels 29 of the housing 14 formed by ribs 28, the free end 30 of the spring element 27 being bent over and forming the contact surface with the flat conductor 11.
  • the channel 29 designed to receive the spring element 27 is delimited at the front end by an elevation 31 which forms a stop for the spring element 27 and at the same time provides protection for the spring element when the insert 16 is not inserted.
  • the necessary normal contact force can be easily adjusted by bending the spring.
  • the free end 30 of the spring element 27 is normally beyond the elevation 31, so that the spring element is biased in the embodiment shown in FIG. 2.
  • the spring element 27 can also have a different geometrical shape, an area of the spring element only has to protrude beyond the elevation 31 when the insert 16 is not inserted and contact the conductor tracks of the insert in the inserted state.
  • FIG 4 shows an embodiment of a connector system 50 according to the invention.
  • the connector system 50 connects a first ribbon conductor 51 to a second ribbon conductor 52.
  • the first ribbon conductor 51 is fixed to a first holder 60
  • the second ribbon conductor 52 is arranged to a second holder 80 in the housing 53 of the connector system.
  • 5 shows a top view of the connector system 50.
  • FIG. 6 shows a section along the line AA from FIG. 5 between two conductor tracks of the connector system.
  • the first ribbon conductor 51 is placed around the first holder 60, which, as shown in FIG. 6, is inserted into the housing 53 of the connector system 50 from the left.
  • the first holder 60 is shown in FIGS. 8 to 11 and has a base body 61 which has resilient arms 62 on its two sides with projections 63, with which the first holder 60 is fixed in the housing 53 of the connector system 50.
  • webs 64 of a comb structure 65 are formed on the base body 61, around which the conductor is placed, as shown in FIGS. 8a and 8b.
  • the webs 64 are arranged such that one conductor track of the ribbon conductor 51 can be placed around each web.
  • the comb structure 65 has on its underside shoulders 66, which are designed as elongated projections, with which the conductor tracks are each guided on the webs 64.
  • FIG. 10 shows a section along the line BB from FIG. 8b.
  • the ribbon conductor 51 runs coming from the left between a crosspiece 67 and a cover 68 which laterally engages with the base body 61 via latching hooks (not shown).
  • this cover 68 is arranged such that it can be folded over a hinge 69.
  • the hinge is opened and the cover 68 is in an upper position, so that the flat ribbon conductor can be guided around the webs 64 via the transverse web 67 before the end of the flat tape conductor 51 can be fixed by a fixing element 70.
  • a projection 71 of the cover 68 forms a stop which presses the fixing element 70 with the flat ribbon conductor 51 in between against the web 64 and thus firmly fixes the flat ribbon conductor in the first holder 60.
  • the flat conductor 51 is stripped in the area in which it is placed around the webs 64 of the comb structure 65.
  • FIG. 6 shows the section along A-A of FIG. 5 between two conductor tracks through the connector system 50.
  • section B-B of FIG. 5 shows this section along a conductor track of the two ribbon conductors 51, 52.
  • the conductor 51 defined by the transverse web 67 and the cover 68, which serve as strain relief, runs around the web 64 of the comb structure 65 and contacts the second ribbon conductor 52, which is placed around the second holder 80.
  • the second bracket 80 is shown in FIGS. 12 to 15.
  • the second holder 80 has a housing 81 which essentially corresponds to the housing 19 of the insert 16 shown in FIG. 3a.
  • the housing 81 (see FIG. 13 a) has a catch 82 on its two longitudinal sides, with which it is fastened to the housing 53 of the connector system 50. It also has ribs 83 and grooves 84, into which locking shoulders 85 engage, which are formed on a base body 86 of the second holder at different heights for a pre-locking and final locking position.
  • the base body 86 forms a holder for the second ribbon conductor 52, which is stripped at its front end, so that the conductor tracks 54 form the contact area.
  • To guide the individual leader tracks 54 are elongated flanks on the base body 86
  • the base body shown in FIG. 13 b is clicked onto the housing 81 of the housing and can be moved between a pre-locking position and an end locking position, which are defined by the different height of the locking shoulders 85 on the base body 86.
  • the base body 86 has cutouts
  • the spring element 90 rests on the bottom 91 of the cutout 88, is bent over and ends in a free end 93 which presses the flat strip conductor 52 against the ribs 83 from behind with its contact surface 92.
  • the force with which the flat strip conductor 52 is pressed against the ribs 83 is influenced by the choice of the spring geometry and the material selection of the spring element 90.
  • the spring also has a semicircular bend 94 at the free end 93, which stops the movement of the free end downward when the bend 94 rests on the lower part of the spring element.
  • the webs 64 surrounded by the first ribbon conductor 51 engage between the ribs 83 of the second holder 80 and press the stripped first ribbon conductor 51 with its contact region 72 against the contact region 92 of the ribbon conductor 52, which is connected to the spring element 90 is pressed against the ribs 83.
  • the second holder is preferably designed in such a way that a recess 88 with a spring element 90 is provided for each conductor track 54, the spring element 90 pressing the conductor 52 between two ribs 83.
  • the present connector system provides a repeatedly releasable system in which conductor tracks of different ribbon conductors can be connected with good contact transitions in a small space.
  • the second holder can be modified such that the conductor tracks of the second ribbon conductor have a different width.
  • contact with a defined contact force is achieved by two simple insertion movements of the two holders.

Landscapes

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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder (10) zur Verbindung zweier Flachbandleiter (11, 12), der mindestens ein Federelement (27) aufweist, das die für die Verbindung der beiden Flachbandleiter notwendige Kontaktnormalkraft aufbringt. Das Federelement (27) kontaktiert beide Flachbandleiter (11, 12) und stellt die elektrische Verbindung zwischen den beiden Flachbandleitern her.

Description

Steckverbinder zur Verbindung zweier Flachbandleiter sowie zugehöriges Steckverbindersystem
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur Verbindung zweier Flachbandleiter sowie ein Steckverbinder system.
Flachbandleiter finden in vielen Einsatzgebieten der Technik ein immer breiteres Anwendungsgebiet, da mit ihnen auf einfache Art und Weise vorgeformte Leitungssätze gebildet werden können, die sich bei der Montage einfach und schnell verlegen lassen. Ein Anwendungsgebiet dieser Flachbandleiter ist vermehrt die Kraftfahrzeugindustrie, da durch die Verwendung vieler elektronischer Komponenten im Fahrzeug die sich ergebenden Stromflüsse immer größer werden. Der für einen größeren Stromfluß benötigte größere Leiterquerschnitt kann bei Flachbandleitern durch die Breite der Leiterbahn angepaßt werden.
Bei der Verbindung zweier Flachbandleiter werden unter anderem Federelemente verwendet, die so angeordnet werden, daß sie die für den Kontakt notwendige Kontaktnormalkraft zwischen den beiden Flachbandleitern aufbringen.
Aus der FR-A-1 236 251 ist ein Steckverbinder zur Verbindung zweier Flachbandleiter bekannt, wobei jeder Flachbandleiter jeweils an einer Halterung festgelegt ist, die ein Federelement aufweist, über das der Flachbandleiter- gespannt ist. Bei diesem Steckverbinder liegen die abisolierten Flachbandleiter jedoch jeweils mit ihrer Kontaktfläche offen auf ihrer jeweiligen Halterung.
Aus der DE 198 32 011 AI ist ein Anschlußbereich zur "Verbindung zweier Flachbandleiter bekannt, bei dem der eine Flachbandleiter im Inneren des Gehäuses des Anschlußbereichs um eine im Gehäuse verschiebbare Halterung angeordnet ist. Diese Halterung weist Fe- derelemerit auf, die den einen Flachbandleiter auf den anderen Flachbandleiter drücken, um die notwendige Kontaktnormalkraft zu erzeugen. Dieser Anschlußbereich ist von seinem Gesamtaufbau mit seiner verschiebbaren Halterung kompliziert und teuer, da ein schwenkbarer Versteflmechanismüs vorgesehen ist, der die notwendige Kontaktnormalkraft erzeugt.
Für einen guten elektrischen Kontakt ist der Übergangswiderstand zwischen den beiden Flachbandleitern an der Kontaktierungsstelle sowie die an dieser Kontaktierungsstelle ausgeübte Kontaktnormal- kraft von entscheidender Bedeutung. In den Fig. 1 und 2 sind von der Anmelderin durchgeführte Meßkurven abgebildet, die sich mit diesen entscheidungserheblichen Parametern beschäftigen.
In Fig. 1 ist der Übergangswiderstand zwischen zwei Leiterbahnen in Abhängigkeit von der angewendeten Kontaktnormalkraft für einen flexiblen Flachbandleiter mit einer Dicke von 200 μm dargestellt. Wie aus dieser Figur zu erkennen ist, ist der Übergangswiderstand ab einer Kontaktnorinalkraft von ungefähr 2 N konstant und wird nicht mehr geringer. Daraus kann gefolgert werden, daß eine Kontaktnormalkraft von ≥ 2 N den Übergangswiderstand zwischen zwei Leiterbahnen minimiert. In Fig. 2 ist die plastische Verformung von Leiterbahnen mit 100 μm und 200 μm Dicke dargestellt, die sich ergibt, wenn eine Prüfkugel mit einem Durchmesser von 2 mm mit einer bestimmten Prüfkraft auf die abisolierte blanke Kupferleiterbahn gedrückt wird. Wie sich aus den beiden dargestellten Meßkurven erkennen läßt, ergibt sich eine nachweisbare plastische Verformung bei einem Kugeldurchmesser von 2 mm erst ab einer Kraft von ca. 2 N bei einer Leiterdicke von 100 μm und von 4 N bei einer Leiterdicke von 200 μm. Aus den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Meßkurven kann gefolgert werden, daß die Verbindung zweier Flachbandleiter bei einer richtigen Auslegung der Kontaktstellen gut möglich ist, wobei die Kontaktnormalkraft je nach Leiterbahndicke bei ungefähr 2 bis 4 N liegen sollte.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindung zwischen zwei Flachbandleiter zu schaffen, die die obigen Anforderungen der Kontaktnormalkraft erfüllen, und die gleichzeitig einen ein- fachen und kostengünstigen Aufbau haben und eine einfache Verbindung zwischen den beiden Leitern ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch einen Steckverbinder nach dem unabhängigen Patentanspruch 1 erfüllt.
Diese Aufgabe wird ebenso durch ein Steckverbindersystem nach Anspruch 10 erfüllt.
Erfindungsgemäß weist der Steckverbinder zur Verbindung zweier Flachbandleiter mindestens ein Federelement auf, das die für die Verbindung der beiden Flachbandleiter notwendige Kontaktnormalkraft aufbringt, wobei das Federelement beide Flachbandleiter kontaktiert und die elektrische Verbindung zwischen beiden Flachbandleitern herstellt. Durch die Tatsache, daß das Federelement beide Federelemente direkt kontaktiert, kann durch die Ausbildung des Federelements die notwendige Kontaktnormalkraft auf einfache Weise eingestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Federelement fest mit dem ersten Flachbandleiter verbunden, beispielsweise kann es fest auf den ersten Flachbandleiter aufgelötet sein. Hierbei ist der erste Flachbandleiter vorzugsweise auf einer gedruckten Leiterplatte angeordnet, wobei der Flachbandleiter die Leiterbahnen der Leiterplatte bildet.
Weiterhin kann der Steckverbinder eine Aufnahme für einen Ein- schub aufweisen, an dem der zweite Flachbandleiter festgelegt ist. Dieser Einschub mit dem daran festgelegten Flachbandleiter wird in den Steckverbinder eingeführt, damit das Federelement die Leiterbahnen des zweiten Flachbandleiters kontaktieren kann, wenn dieser in den Steckverbinder eingeschoben wird.
Vorzugsweise weist die Aufnahme durch Rippen voneinander getrennte Kanäle auf, in denen jeweils ein Feder element angeordnet ist. Durch diese Anordnung können die für die elektrische Verbindung verwendeten Federelemente auf einfache Weise in der Aufnahme angeordnet werden.
Weiterhin weist das Federelement vorzugsweise ein freies Ende auf, das in Einführrichtung des Einschubs umgebogen ist. Beim Einführen des Einschubs mit dem daran festgelegten zweiten Flachbandleiter berührt das Federelement die abisolierte Kontaktfläche des zweiten Flachbandleiters.
Weiterhin kann der Einschub in Einführrichtung vor dem Federelement eine Erhöhung aufweisen, die einen Anschlag für das Federelement bildet. Gleichzeitig bildet diese Erhöhung bei nicht eingeschobenem Einschub einen Schutz für das Federelement in der Aufnahme, da dieses, wenn der Steckverbinder auf der Leiterplatte mit dem Flachbandleiter angeordnet ist, von außen schwerer zugänglich ist und somit nicht verbogen oder beschädigt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Einschub wiederum eine rippenförmige Struktur auf, in die das Federelement eingreift und den an dem Einschub festgelegten zweiten Flachbandleiter kontaktiert. Durch diese rippenförmige Struktur wird das Federelement bei der Einführung des Einschubs in den Steckverbinder geführt und eine erfolgreiche Kontaktierung zwischen Federelement und zweitem Flachbandleiter sichergestellt. Durch die Rippenstruktur wird auch der Kontaktbereich des zweiten Flachbandleiters vor unsachgemäßen Beschädigungen durch eine Bedienperson geschützt, wenn der Einschub noch nicht im Steckverbinder liegt, und der Kontaktbereich des zweiten Flachbandleiters sonst frei zugänglich und ungeschützt wäre.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Steckverbindersystem zur Verbindung zweier Flachbandleiter gelöst, das eine erste Halterung aufweist, an dem der erste Flachbandleiter festgelegt ist, eine zweite Halterung, an der der zweite Flachbandleiter festgelegt ist, die ein Federelement aufweist, das die für die Verbindung der beiden Flachbandleiter notwendige Kontaktnormalkraft aufbringt. Die erste Halterung weist erfindungsgemäß eine Kamπistruktur auf, wobei der erste Flachbandleiter um Stege der Kammstruktur gelegt ist, die zwischen an der zweiten Halterung ausgebildete Rippen greifen und so die beiden Flachbandleiter miteinander verbinden. Durch diese Anordnung wird eine sichere und einfache Verbindung der einzelnen Leiterbahnen mit der notwendigen Kontaktnormalkraft erreicht.
Vorzugsweise ist das mindestens eine Federelement jeweils in mindestens einer in der zweiten Halterung ausgebildeten Aussparung angeordnet. Weiterhin kann der zweite Flachbandleiter zwischen dem in der Aussparung angeordneten Federelement und den Rippen angeordnet sein, so daß das Federelement den zweiten Flachbandleiter gegen die Rippen drückt. Die um die Stege der Kammstruktur liegenden Flachbandleiter greifen jeweils zwischen zwei Rippen ein und kontaktieren den Flachbandleiter, der von unten durch das Federelement gegen die Rippen gedrückt wird. Auf diese Weise wird eine nicht verrutschbare einfache Kontaktierung der Flachbandleiter erreicht.
Vorzugsweise liegt um jeden Steg der Karnmstruktur eine Leiterbahn des ersten Flachbandleiters, wobei zwischen den Stegen eine Schulter zur Führung der jeweiligen Leiterbahnen ausgebildet ist.
Zur Festlegung des ersten Flachbandkabels in der ersten Halterung weist diese einen quer zu den Leiterbahnen verlaufenden Quersteg und einen von einer Vorverriegelungs- in eine Endverriegelungspo- sition klappbares Scharnier auf, das gleichzeitig in der Endverriege- lungsposition das Ende des Flachbandkabels arretiert. Auf diese Weise kann das abisolierte Ende des Flachbandkabels einfach um die Stege der Kammstruktur gelegt werden und gleichzeitig eine Zugentlastung für das Kabel erreicht werden, die dadurch entsteht, daß das Kabel zwischen dem Balken und dem Scharnier festgelegt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen zwei Rippen der zweiten Halterung jeweils ein Federelement vorgesehen, das jeweils eine Leiterbahn des zweiten Flachbandleiters in Richtung des um die Stege gelegten ersten Flachbandleiters drückt. Hierdurch wird die optimale Kontaktnorrnalkraft für jede einzelne Leiterbahn erreicht.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Die Fig. la und lb zeigen den Zusammenhang zwischen dem Übergangswiderstand und der Kontaktnorrnalkraft bei der Verbindung zweier Leiter sowie die Eindringtiefe einer Prüfkugel für zwei verschiedene Leiterdicken in Abhängigkeit von der angewendeten Kraft,
Fig. 2 zeigt eine Schrägaufsicht eines Steckverbinders gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
die Fig. 3a und 3b zeigen den Einschub des in Fig. 2 verwendeten Steckverbinders in einer Vorrast- und Endraststellung,
Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Steckverbindersystem in einer schrägen Aufsicht,
Fig. 5 zeigt das Steckverbindersystem von Fig. 4 in einer Aufsicht,
Fig. 6 zeigt einen Schnitt entlang A-A von Fig. 5,
Fig. 7 zeigt einen Schnitt entlang B-B von Fig. 5,
die Fig. 8a und 8b zeigen eine Halterung des Steckverbindersystems von Fig. 5 in einer Ansicht von schräg oben und schräg unten,
Fig. 9 zeigt die Halterung von Fig. 8 ohne Flachbandleiter,
Fig. 10 zeigt einen Schnitt entlang B-B von Fig. 8b,
Fig. 11 zeigt eine Detailansicht von Fig. 10, Fig. 12 zeigt eine zweite Halterung mit Flachbandleiter, die bei dem Steckverbindersystem von Fig. 5 verwendet wird,
die Fig. 13a und 13b zeigen das Gehäuse sowie den Grundkörper der in Fig. 12 gezeigten Halterung,
Fig. 14 zeigt einen Schnitt entlang einer Leiterbahn durch die Halterung von Fig. 12, und
Fig. 15 zeigt eine Detailansicht von Fig. 14.
Fig. 2 zeigt einen Steckverbinder 10, der einen ersten Leiter 12 mit einem zweiten Leiter 11 verbindet. Der zweite Leiter 11 ist im vorliegenden Beispiel ein flexibler Flachbandleiter, der Leiter 12 ist im vorliegenden Beispiel auf einer Leiterplatte 13 angeordnet. Der zweite Leiter 12 muß nicht notwendigerweise auf einer Leiterplatte, sondern kann auch auf jeder anderen Unterlage angeordnet sein, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorzugsweise starr ist. Der Steckverbinder 10 weist ein Gehäuse 14 mit einer Öffnung 15 auf, die eine Aufnahme für einen Einschub 16 bildet (siehe Fig. 3a und 3b), der mit einer Verrastung 17 am Gehäuse 14 des Steckverbinders 10 befestigt werden kann. Der Einschub weist weiterhin eine Kodierung 18 auf, damit der Einschub nicht seitenverkehrt in das Gehäuse eingeschoben wird.
Wie in Fig. 3a zu erkennen ist, weist der Einschub 16 ein Gehäuse 19 aus isolierendem Material auf, auf dessen Oberseite eine rippenförmige Struktur 20 ausgebildet ist. Der zweite Flachbandleiter 11 wird mit seinen Leiterbahnen 1, die am vorderen Ende abisoliert sind, bis zu einem Endanschlag 22 in das Gehäuse 19 eingeschoben und dort durch eine Halteplatte 23 festgelegt.
In Fig. 3a ist die Halteplatte in Vorraststellung dargestellt. Sie weist (nicht gezeigte) Rastnasen auf, mit denen sie am Gehäuse 19 ausgebildete Nuten 24 angebracht ist.
In Fig. 3b ist die Halteplatte 23 in Endraststellung dargestellt, wobei nun die Leiterbahnen 21 durch die Halteplatte 23 von unten gegen die rippenförmige Struktur 20 gedrückt wird. Die rippenförmige Struktur 20 bildet gleichzeitig einen Schutz der abisolierten Leiterbahnen, da durch Handhabung durch einen Bedienperson diese die Leiterbahnen nicht berühren und somit verschmutzen oder beschädigen kann. In Endraststellung bildet die Halteplatte 23 mit dem Gehäuse 19 am hinteren Ende eine Zugentlastung 25 für den zweiten Flachbandleiter 11. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird nun der Einschub 16 in das Gehäuse 14 des Steckverbinders 10 eingeschoben, wobei eine auf der Leiterbahn 26 des ersten Flachbandleiters 12 fest angeordnetes Federelement 27 den ersten Leiter 12 mit dem zweiten Leiter 11 elektrisch verbindet. Das Federelement kann beispielsweise auf dem ersten Leiter 12 verlötet sein. Das Federelement ist in durch Rippen 28 gebildete Kanäle 29 des Gehäuses 14 angeordnet, wobei das freie Ende 30 des Federelements 27 umgebogen ist und die Kontaktfläche mit dem Flachbandleiter 11 bildet. Der zur Aufnahme des Federelements 27 ausgebildete Kanal 29 ist am vorderen Ende durch eine Erhöhung 31 begrenzt, die einen Anschlag für das Federelement 27 bildet und gleichzeitig bei nicht eingeschobenem Einschub 16 einen Schutz für das Federelement darstellt. Mit dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Steckverbinder wird ein Steckverbinder mit guter Langzeitstabilität erreicht, bei dem durch die Ausbildung der Feder die notwendige Kontaktnormalkraft mit niedrigen Übergangswiderständen erreicht wird. Der Steckverbinder ist auch einfach herstellbar, da das abisolierte Flachbandkabel nur bis zum Endanschlg 22 eingeschoben werden muß, die Halteplatte in ihre Endraststellung von Fig. 3b gebracht werden muß, und der Einschub mitsamt Flachbandleiter in das Gehäuse 14 des Steckverbinders 10 eingeschoben werden muß. Diese Arbeitsschritte sind alle voll automatisierbar, wodurch der Steckverbinder einfach herzustellen ist. Weiterhin läßt sich die notwendige Kontaktnormalkraft leicht durch die Biegung der Feder einstellen. Im nicht eingeführten Zustand des Einschubs 16 steht das freie Ende 30 des Federelements 27 normalerweise über die Erhöhung 31 hinaus, so daß das Federelement in der in Fig. 2 dargestellten Ausführung vorgespannt ist. Das Federelement 27 kann auch anders geometrisch geformt sein, ein Bereich des Federelements muß nur bei nicht eingeführtem Einschub 16 über die Erhöhung 31 überstehen und die Leiterbahnen des Einschubs im eingeführten Zustand kontaktieren.
In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Steckverbindersystems 50 dargestellt. Das Steckverbindersystem 50 verbindet in der dargestellten Ausführungsform einen ersten Flachbandleiter 51 mit einem zweiten Flachbandleiter 52. Der erste Flachbandleiter 51 ist an einer ersten Halterung 60 festgelegt, der zweiten Flachbandleiter 52 ist an einer zweiten Halterung 80 im Gehäuse 53 des Steckverbindersystems angeordnet. In Fig. 5 ist eine Aufsicht auf das Steckverbindersystem 50 dargestellt. In Fig. 6 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 5 zwischen zwei Leiterbahnen des Steckverbindersystems dargestellt. Der erste Flachbandleiter 51 ist um die erste Halterung 60 gelegt, die in Fig. 6 dargestellt von links in das Gehäuse 53 des Steckverbindersystems 50 eingeschoben wird.
Die erste Halterung 60 ist in den Fig. 8 bis 11 dargestellt und weist einen Grundkörper 61 auf, der an seinen beiden Seiten federnde Arme 62 mit Vorsprüngen 63 aufweist, mit denen die erste Halterung 60 im Gehäuse 53 des Steckverbindersystems 50 festgelegt wird. Wie in Fig. 9 dargestellt, sind an dem Grundkörper 61 Stege 64 einer Kammstruktur 65 angeformt, um die, wie in den Fig. 8a und 8b gezeigt, der Leiter gelegt wird. Die Stege 64 sind derart angeordnet, daß um jeden Steg jeweils eine Leiterbahn des Flachbandleiters 51 gelegt werden kann. Wie in Fig. 8b dargestellt, weist die Kammstruktur 65 auf ihrer Unterseite Schultern 66, die als längliche Vorsprünge ausgebildet sind, auf, mit denen die Leiterbahnen jeweils auf den Stegen 64 geführt werden.
In Fig. 10 ist ein Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 8b dargestellt. Der Flachbandleiter 51 läuft von links kommend zwischen einem Quersteg 67 und einem Deckel 68 festgelegt, der seitlich über (nicht gezeigte) Rasthaken mit dem Grundkörper 61 verrastet. Dieser Deckel 68 ist, wie in Fig. 11 vergrößert dargestellt, über ein Scharnier 69 klappbar angeordnet. Zum Einlegen des Flachbandleiters 51 ist das Scharnier geöffnet und der Deckel 68 in einer oberen Stellung, so daß der Flachbandleiter über den Quersteg 67, um die Stege 64 herumgeführt werden kann, bevor das Ende des Flach- bandleiters 51 von einem Fixierelement 70 festgelegt werden kann. Beim Schließen des Deckels 68 bildet ein Vorsprung 71 des Deckels 68 einen Anschlag, der das Fixierelement 70 mit dem dazwischenliegenden Flachbandleiter 51 gegen den Steg 64 drückt und somit den Flachbandleiter fest in der ersten Halterung 60 festlegt. Der Flachbandleiter 51 ist in dem Bereich, in dem er um die Stege 64 der Kamm Struktur 65 gelegt ist, abisoliert.
In Fig. 6 ist der Schnitt entlang A-A von Fig. 5 zwischen zwei Leiterbahnen durch das Steckverbindersystem 50 dargestellt. In Fig. 7 ist im Schnitt B-B von Fig. 5 dieser Schnitt entlang einer Leiterbahn der beiden Flachbandleiter 51, 52 dargestellt. Der Leiter 51, festgelegt durch den Quersteg 67 und dem Deckel 68, die als Zugentlastung dienen, umläuft den Steg 64 der Kammstruktur 65 und kontaktiert den um die zweite Halterung 80 gelegten zweiten Flachbandleiter 52.
Die zweite Halterung 80 ist in den Fig. 12 bis 15 dargestellt. Die zweite Halterung 80 weist ein Gehäuse 81 auf, das im wesentlichen dem in Fig. 3a dargestellten Gehäuse 19 des Einschubs 16 entspricht. Das Gehäuse 81 (siehe Fig. 13a) weist an seinen beiden Längsseiten eine Verrastung 82 auf, mit der es an dem Gehäuse 53 des Steckverbindersystems 50 befestigt wird. Ebenso weist es Rippen 83 und Nuten 84 auf, in die Rastschultern 85 eingreifen, die an einem Grundkörper 86 der zweiten Halterung in verschiedener Höhe für eine Vorrast- und Endraststellung ausgebildet sind. Der Grundkörper 86 bildet eine Halterung für den zweiten Flachbandleiter 52, der an seinem vorderen Ende abisoliert ist, so daß die Leiterbahnen 54 den Kontaktbereich bilden. Zur Führung der einzelnen Leiter- bahnen 54 sind am Grundkörper 86 länglich ausgebildete Flanken
87 angeordnet. Der in Fig. 13b dargestellte Grundkörper wird auf das Gehäuse 81 des Gehäuses aufgeklickt und kann zwischen einer Vorraststellung und einer Endraststellung .bewegt werden, die durch die unterschiedliche Höhe der Rastschultern 85 am Grundkörper 86 definiert sind.
Wie in Fig. 14 dargestellt weist der Grundkörper 86 Aussparungen
88 auf, in denen jeweils ein Federelement 90 angeordnet ist. Wie in Fig. 15 vergrößert dargestellt, liegt das Federelement 90 am Boden 91 der Aussparung 88 auf, ist umgebogen und endet in einem freien Ende 93, das den Flachbandleiter 52 von hinten mit ihrer Kontaktfläche 92 gegen die Rippen 83 drückt. Durch die Wahl der Federgeometrie sowie der Materialauswahl des Federelements 90 wird die Kraft beeinflußt, mit der der Flachbandleiter 52 gegen die Rippen 83 gedrückt wird. Die Feder weist am freien Ende 93 weiterhin eine halbkreisförmige Umbiegung 94 auf, die die Bewegung des freien Endes nach unten stoppt, wenn die Umbiegung 94 auf dem unteren Teil des Federelements aufliegt.
Wie in Fig. 7 dargestellt, greifen die mit dem ersten Flachbandleiter 51 umgebenen Stege 64 zwischen die Rippen 83 der zweiten Halterung 80 ein und drücken den abisolierten ersten Flachbandleiter 51 mit seinem Kontaktbereich 72 gegen den Kontaktbereich 92 des Flachbandleiters 52, der mit dem Federelement 90 gegen die Rippen 83 gedrückt wird.
Durch die geometrische Auswahl der Stege und die Auswahl der Federgeometrie und Material des Federelements 90 kann nun das Steckverbindersystem so eingestellt werden, daß die gewünschte Kontaktnormalkraft zwischen 2 bis 4 N liegt, so daß eine optimale Kontaktierung mit niedrigem Übergangswiderstand erfolgt, während die Eindringtiefe in den Leiter nicht zu groß ist, daß diese beschädigt werden.
Vorzugsweise ist die zweite Halterung derart ausgebildet, daß für jede Leiterbahn 54 eine Aussparung 88 mit einem Federelement 90 vorgesehen ist, wobei das Federelement 90 den Leiter 52 zwischen zwei Rippen 83 drückt.
Durch das vorliegende Steckverbindersystem wird ein wiederholt lösbares System bereitgestellt, bei dem Leiterbahnen verschiedener Flachbandleiter auf geringem Platzbedarf mit guten Kontaktübergängen verbunden werden kann. Beispielsweise kann die zweite Halterung derart abgeändert werden, daß die Leiterbahnen des zweiten Flachbandleiters eine unterschiedliche Breite haben. Insgesamt wird durch zwei einfache Einschubbewegungen der beiden Halterungen ein Kontakt mit definierter Kontaktkraft erreicht.

Claims

Ansprüche
1. Steckverbinder (10) zur Verbindung zweier Flachbandleiter (11, 12), der mindestens ein Federelement (27) aufweist, das die für die Verbindung der beiden Flachbandleiter notwendige Kontaktnormalkraft aufbringt, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (27) beide Flachbandleiter (11, 12) kontaktiert und die elektrische Verbindung zwischen den beiden Flachbandleitern herstellt.
2. Steckverbinder (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (27) fest mit dem ersten Flachbandleiter (12) verbunden ist.
3. Steckverbinder (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder eine Aufnahme für einen Einschub (16) aufweist, an dem der zweite Flachbandleiter (11) festgelegt ist.
4. Steckverbinder (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme durch Rippen (28) voneinander getrennte Kanäle (29) aufweist, in denen jeweils ein Federelement (27) angeordnet ist.
5. Steckverbinder (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (27) ein freies Ende aufweist, das in Einführrichtung des Einschubes umgebogen ist.
6. Steckverbinder (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschub (16) in Einführrichtung vor dem Federelement eine Erhöhung (31) aufweist, die einen Anschlag für das Federelement (27) bildet.
7. Steckverbinder (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Federelements (27) den am Einschub (16) festgelegten zweiten Flachbandleiter (11) berührt.
8. Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschub (16) eine rippenförmige Struktur (20) aufweist, in die das Federelement (27) eingreift und den an dem Einschub (16) festgelegten zweiten Flachbandleiter (11) kontaktiert.
9. Steckverbinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Flachbandleiter (12) auf einer Leiterplatte (13) angeordnet ist.
10. Steckverbindersystem (50) zur Verbindung zweier Flachbandleiter (51, 52), mit
- einer ersten Halterung (60), an dem der erste Flachbandleiter (51) festgelegt ist
- einer zweiten Halterung (80), an der der zweite Flachbandleiter (52) festgelegt ist, die mindestens ein Federelement (90) aufweist, das die für die Verbindung der beiden Flachbandleiter (51, 52) notwendige Kontaktnormalkraft aufbringt, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Halterung (60) eine Kammstruktur (65) aufweist, wobei der erste Flachbandleiter um Stege (64) der Karnmstruktur (65) gelegt ist, die zwischen an der zweiten Halterung (80) ausgebildete Rippen (83) greifen und so die beiden Flachbandleiter miteinander verbinden.
11. Steckverbindersystem (50) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Federelement (90) jeweils in mindestens einer in der zweiten Halterung ausgebildeten Aussparung (88) angeordnet ist.
12. Steckverbindersystem (50) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Flachbandleiter (52) zwischen dem in der Aussparung (88) angeordneten Federelement (90) und den Rippen (83) angeordnet ist, so daß das Federelement (90) den zweiten Flachbandleiter (52) gegen die Rippen (83) drückt.
13. Steckverbindersystem (50) nach einem der Ansprüche 10 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß um jeden Steg (64) der Kainπistruktur (65) eine Leiterbahn des ersten Flachbandleiters (51) liegt, wobei zwischen den Stegen (64) eine Schulter (66) zur Führung der jeweiligen Leiterbahnen ausgebildet ist.
14. Steckverbindersystem (50) nach einem der Ansprüche 10 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachbandleiter in der ersten Halterung zwischen einem quer zu den Leiterbahnen verlaufenden Quersteg (67) und einem von einer Vorverriege- lungs- in eine Endverriegelungsposition klappbaren Scharnier (69) festgelegt ist, das gleichzeitig in der Endverrriegelungsposi- tion das Ende des Flachbandleiters (51) arretiert.
15. Steckverbindersystem (50) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Rippen (83) jeweils ein Federelement (90) vorgesehen ist, das jeweils eine Leiterbahn des zweiten Flachbandleiters (52) in Richtung des um die Stege (64) gelegten ersten Flachbandleiters (51) drückt.
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