DE10123688A1 - Fixationszahn - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flexfolienkontaktanordnung für Automobilanwendungen oder dergleichen, bei dem ein Auflagebereich vorgesehen ist, auf dem eine Flexfolie aufliegen kann, und ein gegenüberliegender Zahn, der zum Einstechen in die Flexfolie ausgebildet ist. Hierbei ist vorgesehen, daß der Zahn mit einem Formschlußteil ausgebildet ist, um einen formschlüssigen Eingriff des durch die Flexfolie gedrungenen Zahnes beim Auflagebereich vorzusehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flexfolienkontak­ tanordnung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches.

Flexfolien sind dünne Kunststoffolien, auf welchen eine oder mehrere metallische Leiterbahnen angebracht sind. Diese Flex­ folien zeichnen sich durch ihr geringes Gewicht und aufgrund des dünnen Materials durch ihre Flexibilität aus. Bei ent­ sprechend breiter Leiterbahn-Auslegung sind die Folien nicht nur zur Daten-Signalübertragung, sondern auch zur Energiever­ sorgung von Verbrauchern wie LEDs usw. einsetzbar. Dabei ist es auch schon bekannt, an den Enden der Flexfolien Kontak­ tanordnungen vorzusehen, an welchen die Flexfolie kontaktiert wird.

Das im Vergleich zu herkömmlichen Kabeln, auch Flachbandka­ beln geringe Gewicht macht die Verwendung von Flexfolien im Automobilbereich besonders attraktiv.

Problematisch ist bei Einsatz von Flexfolienleitern im Auto­ mobilbereich jedoch die Notwendigkeit, Übergänge am Leiteren­ de zu Verbrauchern, Bussen, Spannungsversorgungen usw. zu schaffen, die auch unter den ungünstigen Bedingungen ständig wechselnder Temperaturen, Vibrationen usw. eine dauerhaft si­ chere Kontaktierung gewährleisten, die überdies eine leichte Verbindbarkeit und eine unproblematische Lösung der Verbin­ dung etwa im Reparaturfall bei zugleich niedrigem Gewicht der Anordnung gewährleistet.

In der DE 100 26 406.9 desselben Anmelders wird vorgeschla­ gen, dass bei einer Flexfolienkontaktanordnung für Automobi­ lanwendungen oder dergl. mit zumindest einem Kontaktelement, das eine Kontaktstiftaufnahmekammer und einen Flexfolienkon­ taktbereich aufweist, vorgesehen ist, dass der Flexfolienkon­ taktbereich durch einen mit der Kontaktstiftaufnahmekammer einstückig verbundenen Auslegerarm gebildet ist, der einen von der Kontaktstiftaufnahmekammer beabstandeten Auflagebe­ reich zum Kontaktieren der Leiterfolienbahn umfaßt.

Diese Anordnung ergibt problemfrei gute elektrische Kontakte und lässt sich leicht montieren. Um die bereits gute Vibrati­ onsfestigkeit, Kontaktierung usw. noch weiter zu verbessern und überdies ein versehentliches Herausgleiten einer Flexfo­ lie aus der Kontaktanordnung während der Montage und derglei­ chen besonders gut zu vermeiden, wurde des weiteren schon vorgeschlagen (DE 100 48 728), dass bei einer Flexfolienkon­ taktanordnung für Automobilanwendungen oder dergl. mit zumin­ dest einem Kontaktelement, das eine Kontaktstiftaufnahmekam­ mer und einen Flexfolienkontaktbereich aufweist, wobei der Flexfolienkontaktbereich durch einen mit der Kontaktstiftauf­ nahmekammer einstückig verbundenen Auslegerarm gebildet ist, der einen von der Kontaktstiftaufnahmekammer beabstandeten Auflagebereich zum Kontaktieren der Leiterfolienbahn umfaßt und bei dem Auflagebereich am Auslegerarm zumindest eine Zahnspitze zum Einstechen in die Flexfolie vorgesehen ist. Dabei wurde bereits vorgeschlagen, daß die Flexfolie durch einen ein in diese einstechenden Zahn noch weiter fixiert wird. Das Einstechen verhinderte einerseits, dass die Flexfo­ lie ohne weiteres herausgezogen werden kann, und anderer­ seits, dass sie seitlich verrutscht, was zu einer Verpolung bestimmter Leitungen gegeneinander führen kann.

Die Zahnspitze der vorbekannten Anordnung sollte typischer­ weise zumindest in die Flexfolien-Grundfolie eindringen und diese zumindest deformieren, bevorzugt aber durchstechen. Es wurde erwähnt, daß die Zahnspitze einstückig mit dem Ausle­ gerarm aus Metallblech herausgestanzt und umgebogen sein kann und als bevorzugt angegeben, die Zahnspitze vom Auflagebe­ reich so weit zu beabstanden, dass sie in einen leiterbahn­ freien Flexfolienbereich einsticht. Dies sollte verhindern, dass die Leiterbahn zerstört wird und Abweichungen von den elektrischen Sollwerten auftreten. Überdies wurde so bereits die Gefahr einer Lagentrennung, also einer Trennung von Grundfolie und Leiterbahn, verhindert. Um das Einstechen in einen leiterbahnfreien Flexfolienbereich gewährleisten zu können, ist als besonders bevorzugt angegeben gewesen, daß die Zahnspitze seitlich in einem geeigneten Abstand neben dem Auflagenbereich angeordnet ist.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, den Auflagenbereich an ei­ ner Stelle engster Annäherung des gekrümmt auslegbaren Ausle­ gerarms zur Flexfolie vorzusehen; in einem solchen Fall war es besonders bevorzugt, wenn die Zahnspitze distal vom Aufla­ gebereich vorgesehen ist, also weiter weg von der Kontakt­ stiftaufnahmekammer. Dies sollte bewirken, dass zunächst der Auflagebereich in Kontakt mit der Flexfolie gedrückt wird, sich dann gegebenenfalls eine am Auflagebereich vorgesehene Aufrauhung durch die Flexfolienisolierung über der Leiterbahn durchgraben bzw. durchscheuern kann und erst nach Einsetzen dieses Prozesses die Zahnspitze fixierend in die Flexfolie hineingedrückt wird.

Es war als möglich angegeben, die Zahnspitze allgemein schwertförmig auszugestalten, und zwar mit einer parallel zum Auslegerarm bzw. zur Leiterbahn größeren Breite als quer zum Auslegerarm bzw. zur Leiterbahn. Dies sollte ein fixierendes Langloch am Durchstich, das zur beschädigungsfreien Kraftauf­ nahme gegen Verschieben besonders geeignet ist.

Es war überdies als möglich und bevorzugt angegeben, den Aus­ legerarm federnd auzugestalten ist. In einem solchen Fall be­ sitzt die Zahnspitze bevorzugt eine Länge, die auch bei fe­ derndem Nachgeben des Auslegerarms ein Absenken des unteren Zahnspitzenendes unterhalb der Flexfolie gewährleistet. In Verbindung mit einer gebogenen Ausführung des Auslegerarms bewirkt dabei zugleich die federnde Ausgestaltung des Ausle­ gerarms eine stärkere Bewegungsaufnahme zwischen Flexfolie und Kontaktanordnung bzw. von Kontaktende und Steckerstift.

Es war als besonders bevorzugt angegeben, wenn der Ausle­ gerarm eine zur festen Verbindung mit der Leiterbahn ausge­ bildete Kontaktfläche aufweist. Die feste Verbindung kann da­ bei durch Auflöten der Kontaktfläche auf die Leiterbahn ge­ schehen oder unter Verwendung einer aufgerauht ausgebildeten Kontaktfläche, die durch ihre Aufrauhung so die Leiterbahni­ solierung durchdringt und/oder sich in die Leiterbahn ein­ gräbt. Dazu kann die Aufrauhung eine Höhe von zumindest 0,1 mm besitzen. Hierbei ist besonders vorteilhaft, dass die Kon­ taktfläche am Auslegerarmende angeordnet ist. Dies ermöglicht es, das gesamte Kontaktelement aus einem einzigen Stanz- Prägeteil einstückig herzustellen, wobei lediglich im Bereich der Kontaktfläche eine unterschiedliche Ausbildung für die Präge- oder Lötversion erforderlich ist. Auf diese Weise ist ein besonders einfacher und kostengünstiger Werkzeugbau mög­ lich, einfach, indem Wechselteile zur Gesamtprägeform bereit­ gestellt werden.

Obwohl die vorbekannten Flexfolienkontaktierungen gute elek­ trische und mechanische Stabilitäten ergaben und insbesondere im Automobilbereich bereits gegenüber anderen Steckersystemen gute Kontaktierungen ergaben, besteht der Wunsch, die beste­ henden bereits guten Anordnungen weiter zu verbessern, um sich insbesondere in sehr kritischen Anwendungen bewähren zu können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in unabhängiger Form bean­ sprucht. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Gemäß einem ersten wesentlichen Aspekt der Erfindung ist so­ mit bei einer Flexfolienkontaktanordnung für Automobilanwen­ dungen oder dergleichen, bei dem ein Auflagebereich vorgese­ hen ist, auf dem eine Flexfolie aufliegen kann, und ein ge­ genüberliegender Zahn, der zum Einstechen in die Flexfolie ausgebildet ist, vorgeschlagen, daß der Zahn mit einem Form­ schlußmittel ausgebildet ist, um einen formschlüssigen Ein­ griff des durch die Flexfolie gedrungenen Zahnes beim Aufla­ gebereich vorzusehen.

Diese Ausbildung, bei der ein formschlüssiger Eingriff er­ zielt wird, ist insbesondere vorteilhaft, weil durch den Formschluß ein Lösen des Zahnes und/oder eine Bewegung des­ selben, insbesondere eine nur geringe Hin- und Herbewegung unterbunden werden kann, die sich andernfalls negativ auf die Langzeitstabilität der Flexfolie auswirkt.

Bevorzugt ist, wenn die Flexfolienkontaktanordnung so ausge­ bildet ist, dass die Zahnspitze zum selbsttätigen Durchstoßen der Flexfolie gebildet ist. Andernfalls kann z. B. eine Vor­ stanzung der Folie erfolgen, was aber in der Regel uner­ wünscht ist.

Die Zahnspitze kann insbesondere zum Ein- bzw. Durchstechen in einen leiterfreien Flexfolienbereich ausgebildet sein. So sind die auf die Zahnspitze wirkenden Kräfte geringer, was vorteilhaft bei der Montage ist und bei gleicher Material­ stärke zu niedrigeren Fehlerquoten führt. Die Zahnspitze kann aber unmittelbar seitlich neben dem Bereich des elektrischen Kontaktes zwischen Flexfolie und Kontaktelement gebildet sein. Dies stellt sicher, daß die Fixierungswirkung sich be­ sonders positiv auf die elektrischen Eigenschaften der Flex­ folienkontaktanordnung auswirkt.

Beim Auflagebereich kann eine Ausnehmung vorgesehen sein, durch welche der Zahn stoßen kann. Dies gewährleistet, daß der Zahn nur durch die dünne Flexfolie stoßen muß und dann in und/oder mit der Ausnehmung in Formschluß treten kann.

Der Zahn kann eine Einkerbung aufweisen, die am Auflagebe­ reich verrastbar ist. In diesem Fall wird der Formschluß durch die Verrastung erzielt.

In eimer besonders bevorzugten Variante sind der Auflagebe­ reich und der Zahn an einem jeweiligen Auslegerarm vorgese­ hen, der jeweils eine Krümmung zur Flexfolie hin aufweist, wobei die Zahnspitze distal vom Auflagebereich vorgesehen ist. Dies erlaubt es, insbesondere, wenn der Auslegerarm fe­ dernd ausgestaltet ist, eine derartige Nachgiebigkeit der mit einander in Eingriff tretenden Elemente zu erreichen, daß bei Formschluß ein Druck auf die Flexfolie ausgeübt wird.

Es ist möglich und bevorzugt, wenn die Zahnspitze allgemein parallel zum Auslegerarm eine größere Breite als allgemein quer zu diesem besitzt. Diese schwertartige Ausbildung ergibt bei leichtem Eindringen eine gute Fixierung gegen seitliches Verschieben der Flexfolie.

Kostenmäßige Vorteile werden erreicht, wenn die Anordnung einstückig ist.

Es kann an der Flexfolienkontaktanordnung die Kontaktfläche zum Durchdringen einer Leiterbahnisolierung und/oder Eingra­ ben in die Leiterbahn aufgerauht und/oder mit Querrippen ver­ sehen sein. Dies verbessert die Kontaktierung weiter. Die Aufrauhung oder Querrippe kann zumindest 0,1 mm Höhe besitzen.

Die Erfindung wird in folgendem nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, wobei auf die Beschreibung der beiden Anmeldungen DE 100 26 406.9 und DE 10 04 8728 Bezug genommmen wird. Diese sind durch Bezugnahme vollumfänglich eingeglie­ dert. Es zeigt nur beispielhaft

Fig. 1a eine Flexfolienkontaktanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung von unten

Fig. 1b eine Flexfolienkontaktanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung von der Seite;

Fig. 2a die Flexfolienkontaktanordnung entspre­ chend Fig. 1 in offenem Zustand;

Fig. 2b die Flexfolienkontaktanordnung entspre­ chend Fig. 1 in geschlossenem Zustand oh­ ne Flexfolie;

Fig. 2c die Flexfolienkontaktanordnung entspre­ chend Fig. 1 in Zustand mit Flexfolie

Fig. 3a-d Varianten der Erfindung für verschiedene Kontaktierungsaufgaben;

Fig. 4 eine weitere Flexfolienkontaktanordnung.

Nach Fig. 1 weist eine allgemein mit 1 bezeichnete einstückig durch Stanz- und Biegevorgänge hergestellte Flexfolienkontak­ tanordnung 1 für Automobilanwendungen oder dergleichen an ih­ rem Flexfolienkontaktende 2 einen Auflagebereich 3 auf, auf dem eine Flexfolie 4 (Fig. 2), die elektrisch zu kontaktieren ist, aufliegen kann, sowie einen gegenüberliegender Zahn 5, der zum Einstechen in die Flexfolie 4 (Fig. 2) ausgebildet ist. Am Zahn 5 ist ein später detaillierter zu beschreibendes Formschlußmittel 6 vorgesehen, um einen formschlüssigen Ein­ griff des durch die Flexfolie gedrungenen Zahnes beim Aufla­ gebereich vorzusehen. Die Ausbildung des vom Flexfolienkon­ taktende 2 abgewandten Bereiches 7 ist abhängig davon, zu was für einem Leiter eine elektrische Verbindung hergestellt wer­ den soll und ist daher in Fig. 1 nicht näher ausgeführt. Ein­ zelne Beispiele hierfür sind aber in Fig. 3 explizit erkenn­ bar.

Das Flexfolienkontaktende 2 ist an einem federnden Ausle­ gerarm 2a gebildet, der auf den Flexfolienkontaktbereich 4a hin zu einem Kontaktbereichsbogen 2b gekrümmt und in dessen Nähe mit einer geprägten Querrippenstruktur von etwa 0,1 mm Höhe versehen ist, die zum Eindringen durch die Flexfolieni­ solierung hirneichend scharf ausgebildet ist. Distal vom Kon­ taktbereichsbogen 2b ist der Auslegerarm 2a verbreitert, wo­ bei er im Bereich seiner Verbreiterung 2c eine allgemein rechteckige Ausnehmung 2d aufweist.

Der Auflagebereich 3 für die Flexfolie ist auf der Seite des federnden Auslegerarm 2a gebildet durch den Kontaktbereichs­ bogen 2b und die Verbreiterung 2c.

Der Zahn 5 ist gleichfalls an einem federnden Auslegerarm 8a gebildet, der wiederum auf den Flexfolienkontaktbereich 4a hin zu einem Kontaktbereichsbogen 8b gekrümmt und in der Nähe des Flexfolienkontaktbereiches 4a' mit einer geprägten Quer­ rippenstruktur von etwa 0,1 mm Höhe versehen ist, die zum Ein­ dringen durch die Flexfolienisolierung ausgebildet ist. Di­ stal vom Kontaktbereichsbogen 8b ist der Zahn 5 vorgesehen. Der Zahn ist nun mit einer Einkerbung 5a versehen und dabei derart gestaltet, daß bei federnd gegeneinander gedrückten Auslegerarmen 2a, 8a die Einkerbung 5a in die Ausnehmung 2d dringt. Die Einkerbung 5a ist so geformt, daß sich dabei eine Verrastung in der Ausnehmung 2d ergibt.

Die Anordnung wird verwendet wie folgt:
Zunächst wird eine Flexfolie zwischen den beiden Auslegerar­ men 2a, 8a angeordnet, die eine Leiterbahn im Bereich der Aufrauhungen besitzt, aber nahe des Zahnes 5 bzw. der Ver­ breiterung 2c und der allgemein rechteckigen Ausnehmung 2d leiterbahnfrei ist. Dann werden die Auslegerarmen 2a, 8a auf­ einader zu bewegt. Hierbei graben sich die Querrippen an den Kontaktbereichsbögen 2b, 8b durch die über den Leiterbahnen vorgesehenn Isolierungen und stellen so den elektrischen Übergang zwischen der metallischen Flexfolienkontaktanordnung und der Flexfolie her.

Nun stößt der Zahn 5 bei weiterem Zusammenpressen der Ausle­ gerarme durch den leiterbahnfreien Bereich der Flexfolie 4 und dringt in die Ausnehmung 2d ein, worauf es zur Verrastung der Einkerbung 5a in der Ausnehmung 2d kommt, also zu einem formschlüssigen Eingriff. Dabei wirken durch den formschlüs­ sigen Eingriff Kräfte, die die Auslegerarme gegeneinander und gegen die Flexfolie pressen und so für sehr guten elektri­ schen Kontakt sorgen.

Es ist nicht zwingend, daß für den Zahn 5 und dessen Einker­ bung eine Ausnehmung vorgesehen wird; gegebenenfalls ist auch eine Einrastung am Auslegerarmrand möglich.

Fig. 3 zeigt die Ausbildung einer erfindungsgemäßen Kontak­ tanordnung für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen.

Die Anordnung von Fig. 3a dient dazu, zwei Flexfolien mitein­ ander zu verbinden. Dargestellt ist die bevorzugte Variante, bei welcher für beide Flexfolien die erfindungsgemäße Ausbil­ dung vorgesehen ist.

Die Anordnung von Fig. 3b dient dazu, eine Flexfolie mit ei­ ner Litze bzw. einem Draht zu verbinden. Zu diesem Zweck ist » die für die Flexfolienkontaktierung vorgesehene Seite erfin­ dungsgemäß ausgebildet, während auf der anderen Seite her­ kömmliche Crimpzungen zum Vercrimpen einer Litze vorgesehen sind.

Die Anordnung von Fig. 3c dient dazu, eine Flexfolie mit ei­ nem Kontaktelement des Systems 0,64 zu verbinden, wie z. B. grundlegend in der unter Bezug genommenen DE 100 26 406.9 be­ schrieben.

Die Anordnung von Fig. 3d dient dazu, eine Flexfolie mit ei­ nem vorgegebenen Kontaktstecker zu verbinden und so einen Übergang zu einem anderen System zu schaffen.

Fig. 4 zeigt eine Flexfolienkontaktanordung, bei welcher kein verrastender Zahn vorgesehen wird, sondern ein die Flexfolie durchdringnder Zahn, der nach dem Durchdringen der Folie durch eine Ausnehmung beim Auflagebereich dringt und dann um­ gebogen wird. Dies kann bei entsprechender Ausgestaltung des die gezeigte Flexfolienkontaktanordung aufnehmenden Gehäuses durch Schließen eines auf den Zahn einwirkenden Gehäusedec­ kels oder bei automatisierter Montage in Montatgeautomaten mittels geeignet geformter Crimp- bzw. Umlegewerkzeuge ge­ schehen. Hier ergibt sich der Formschluß durch das Anliegen des umgebogenen Zahnendes auf dem gegenüberliegenden Feder- Arm nahe des Auflagebereiches.

Es kann im übrigen in einer Variante, bei der eine Vielzahl von Kontaktelementen in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind, auch vorgesehen werden, dass nicht an jedem Kontaktele­ ment Zähne und/oder erfindungsgemäße Zähne vorgesehen sind.

Claims (15)

1. Flexfolienkontaktanordnung für Automobilanwendungen oder dergleichen, bei dem ein Auflagebereich vorgesehen ist, auf dem eine Flexfolie aufliegen kann, und ein gegen­ überliegender Zahn, der zum Einstechen in die Flexfolie ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahn mit einem Formschlußmittel ausgebildet ist, um einen formschlüssigen Eingriff des durch die Flexfo­ lie gedrungenen Zahnes beim Auflagebereich vorzusehen.

2. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnspitze zum Durchstoßen der Flexfolie gebildet ist.

3. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnspitze zum Einstechen in einen leiterfreien Flexfolienbereich ausgebildet ist.

4. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnspitze unmittelbar seitlich neben dem Bereich elektrischen Kon­ taktes gebildet ist.

5. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auflagebereich eine Ausnehmung vorgesehen ist, durch welche der Zahn stoßen kann.

6. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahn zur Er­ zielung eines formschlüssigen Eingriffes eine Einkerbung aufweist, die am Auflagebereich verrastbar ist.

7. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflagebereich und der Zahn an einem jeweiligen Auslegerarm vorgesehen sind, der jeweils eine Krümmung zur Flexfolie hin auf­ weist, wobei die Zahnspitze distal vom Auflagebereich vorgesehen ist.

8. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnspitze all­ gemein parallel zum Auslegerarm eine größere Breite als allgemein quer zu diesem besitzt.

9. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslegerarm federnd ausgestaltet ist.

10. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einstückig ist.

11. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zahn und der ge­ genüberliegende Bereich, an welchem der formschlüssige Eingriff mit dem Zahn erfolgt, nachgiebig zueinander an­ geordnet sind, insbesondere derart, daß bei formschlüs­ sigen Eingriff ein Druck auf die Flexfolie ausgeübt wird.

12. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflä­ che zum Durchdringen einer Leiterbahnisolierung und/oder Eingraben in die Leiterbahn aufgerauht und/oder mit Querrippen versehen ist.

13. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufrauhung oder Querrippe zumindest 0,1 mm Höhe besitzt.

14. Flexfolienkontaktanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktele­ ment aus einem Stanz-Prägeteil einstückig hergestellt ist.

15. Flexfolienkontaktanordnung nach dem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Kontaktelementen vorgesehen ist.