Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder für eine flexible Leiterfolie. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Steckverbinders und eine Steckverbinderanordnung, welche den Steckverbinder aufweist.

Stand der Technik

Flexible Leiterfolien mit folienisolierten Leitern werden heute in den unterschiedlichsten Gebieten der Unterhaltungs- und Konsumelektronik, aber auch im Fahrzeugbau eingesetzt. Leiterfolien kommen insbesondere dort zum Einsatz, wo eine sehr flexible Leiterstruktur bei möglichst geringem Gewicht und beschränkten Raumbedingungen erwünscht ist Flexible Leiterfolien gestatten eine geordnete Parallelführung von einer Vielzahl getrennter Leiterbahnen, wobei auch größere Biegungen möglich sind und so Teile elektrisch leitend miteinander verbindbar sind, die in einem nur sehr begrenzten Bauraum angeordnet sind. Insbesondere im Fahrzeugbau müssen derartige Leiterfolien auch größeren mechanischen Einwirkungen, wie beispielsweise Vibrationen, widerstehen können. Dabei kommt insbesondere der Kontaktierung der einzelnen folienisolierten Leiter eine besondere Bedeutung zu. Besonders im Fahrzeugbau muss diese Kontaktierung sicher und gegenüber äußeren mechanischen Einwirkungen, aber auch gegenüber Temperatureinflüssen und Umgebungseinflüssen unterschiedlichster Art, widerstandsfähig ausgebildet sein.

Die DE 10 2015 100401 B4 beschreibt einen Steckverbinder für flexible Leiterfolien mit folienisolierten Leitern mit einem Steckverbindergehäuse, in dem wenigstens ein Steckkontaktelement angeordnet ist. In einem Anschlussbereich können mit dem wenigstens einen Steckkontaktelement elektrisch leitend verbundene Schneiden wenigstens einen folienisolierten Leiter unter Herstellung eines elektrischen Kontakts durchdringen und fixieren. Das Steckverbindergehäuse umfasst zwei ineinanderschiebbare Gehäuseteile. Das erste Gehäuseteil lagert die Schneiden und das wenigstens eine mit diesen elektrisch leitend verbundene Steckkontaktelement. Das zweite Gehäuseteil nimmt die flexible Leiterfolie auf und lagert diese. Weiterhin weist das zweite Gehäuseteil wenigstens eine an die Schneiden angepasste Schneidenaufnahme auf, deren Begrenzungsflächen so ausgebildet sind, dass wenigstens einige der Schneiden beim Ineinanderschieben der beiden Gehäuseteile in Richtung der folienisolierten Leiter gebogen werden. Durch das Biegen der Schneiden wird ein Druck auf die Kontaktfläche zwischen Schneiden und Leiterfolie ausgeübt, sodass sich die elektrische Kontaktfläche vergrößert. Gleichzeitig werden die Schneiden unter einer gewissen Spannung in dem Steckverbindergehäuse gehalten. Auf diese Weise kann eine elektrisch gute und gasdichte Kontaktierung in dem Steckverbinder realisiert werden.

Zur Aufnahme der flexiblen Leiterfolie in das zweite Gehäuseteil wird diese durch eine Aufnahmeöffnung in den Steckverbinder eingeführt. Allerdings haben Leiterfolien hierbei hohe Toleranzen, durch welche sie nicht immer mittig in dem Steckverbindergehäuse gelagert werden. Wenn die Schneiden auf eine fehlerhaft gelagerte Leiterfolie zubewegt werden, um in diese einzuschneiden, kann es dazu kommen, dass sie in den Randbereich eines Leiters einschneiden. Während ein Teil der Schneiden dann immer noch den Leiter elektrisch kontaktiert, erstreckt sich ein anderer Teil lediglich durch Isolationsmaterial der Leiterfolie. Die elektrische Kontaktierung zwischen dem Leiter und dem Steckkontaktelement wird dadurch verschlechtert.

Die DE 19920 981 A1 beschreibt einen elektrischen Verbinder. Dieser weist einen Isolator mit einem Öffnunqsabschnitt zum Aufnehmen eines Verbindungsteiles an einer vorbestimmten Position über einer Mehrzahl von Kontakten auf. Ein Pressteil ist drehbar von dem Isolator gelagert. Ein Verriegelungsaufbau dient zum Verriegeln des Pressteiles mit dem Isolator nur dann, wenn das Verriegelungsteil richtig an der vorbestimmten Position angeordnet ist. Ein Erfassungsaufbau erfasst die fehlerhafte Positionierung des Verriegelungsteiles. Der Verriegelungsaufbau weist einen Verriegelungsabschnitt, der auf dem Isolator gebildet ist, und einen Eingriffsvorsprung, der auf dem Pressteil gebildet ist und in Eingriff mit dem Verriegelungsabschnit zu bringen ist, auf. Der Erfassungsaufbau weist ein Paar von Verriegelungsarmen, die auf dem Isolator gebildet sind, und einen Erfassungsvorsprung, der auf dem Pressteil gebildet ist, auf. Wenn das Verbindungsteil teilweise zwischen die Verriegelungsarme eingeführt ist, werden die Verriegelungsarme nach außen gepresst und verformt, wodurch die Drehung des Pressteiles behindert wird.

In der DE 11 2013 003 215 T5 wird ein flexibler integrierter Mehrdraht- Steckverbinder beschrieben. Dieser umfasst ein Paar von Eingreifhaken, die jeweils an beiden Endseiten einer Montagefläche in der Breitenrichtung ausgebildet sind und in ein Paar von Eingreiflöchern eingreifen, die jeweils an beiden Endseiten eines Anschlussteils in der Breitenrichtung gebohrt sind.

Aus der US 4,577,920 ist ein einteiliges Metallelement zum Führen eines Kabels in ein abgeschirmtes Steckergehäuse bekannt, das eine Kabelhaltebasis aufweist. Kabellokalisierer stehen von der Kabelhaltebasis hoch, um zwischen ihnen eine Reiche isolierter Leiter und einen Kabelmantel anzuordnen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Steckverbinder für eine flexible Leiterfolie mit folienisolierten Leitern bereitzustellen, in dem die Leiterfolie so präzise positioniert werden kann, dass sichergestellt wird, dass alle Schneiden des Steckverbinders stets vollständig durch Leiter durch Leiterfolie schneiden. Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Steckverbinders bereitzustellen, sowie eine Steckverbinderanordnung bereitzustellen, welche den Steckverbinder und eine flexible Leiterfolie aufweist.

Offenbarung der Erfindung

In einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine dieser Aufgaben durch einen Steckverbinder für eine flexible Leiterfolie mit folienisolierten Leitern gelöst, welcher einen Aufnahmebereich für die Leiterfolie aufweist. Der Aufnahmebereich weist eine Aufnahmerichtung auf. Unter der Aufnahmerichtung wird dabei jene Richtung verstanden, in welche die Leiterfolie von außerhalb des Steckverbinders in den Aufnahmebereich des Steckverbinders hineingeschoben werden kann. Federelemente bzw. federnde Elemente sind so in dem Aufnahmebereich angeordnet, dass sie orthogonal zu der Aufnahmerichtung federn. Insbesondere sind sie orthogonal zu der Aufnahmerichtung federvorgespannt. Dies bewirkt, dass eine Leiterfolie, die entlang der Aufnahmerichtung in den Aufnahmebereich eingeführt wird, einer orthogonal zu der Aufnahmerichtung wirkenden Federkraft ausgesetzt wird. Hierdurch kann die Leiterfolie orthogonal zu der Aufnahmerichtung an einer gewünschten Position positioniert werden. Toleranzen zwischen einer Breite der Leiterfolie und einer Breite des Aufnahmebereichs sind dabei unproblematisch. Der Aufnahmebereich kann daher so breit ausgeführt sein, dass die Leiterfolie einfach in diesen eingeführt werden kann. Er kann auch für unterschiedlich breite Leiterfolien ausgelegt werden, sofern die Position der Leiter auf der Leiterfolie für alle Leiterfolien identisch ist.

Der Steckverbinder ist so ausgebildet, dass er ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil aufweist. Das erste Gehäuseteil weist wenigstens ein Steckkontaktelement auf, mit dem mehrere Schneiden elektrisch leitend verbunden sind. Das zweite Gehäuseteil weist den Aufnahmebereich und die Federelemente auf. Die Gehäuseteile sind ineinandergeschoben. Diese Ausführung des Steckverbinders ermöglicht es, die Leiterfolie zunächst in den Aufnahmebereich des zweiten Gehäuseteils einzuführen und anschließend die Gehäuseteile weiter ineinander zu schieben, sodass die Schneiden in den Aufnahmebereich hineinbewegt werden und die Leiterfolie durchschneiden. Durch die Federelemente im Aufnahmebereich kann die Leiterfolie dabei so im Aufnahmebereich positioniert werden, dass jeder Leiter der Leiterfolie über mehreren Schneiden zum Liegen kommt, die mit demselben Steckkontaktelement verbunden sind, wobei die Schneiden jeweils mittig am Leiter positioniert werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Schneiden ausschließlich den Leiter durchschneiden und nicht in ein Isolationsmaterial am Rande des Leiters einschneiden.

Der Aufnahmebereich ist dazu vorgesehen, dass eine Leiterfolie entlang der Aufnahmerichtung mit ihrer Vorderseite in diesen hineingeschoben wird, während ihre Rückseite außerhalb des Steckverbinders verbleibt. Der Steckverbinder weist zwei Federelemente auf, die auf einer linken Seite der Aufnahmerichtung angeordnet sind und zwei Federelemente, die auf einer rechten Seite der Aufnahmerichtung angeordnet sind. Indem auf jeder Seite an zwei unterschiedlichen Positionen Druck auf die Leiterfolie ausgeübt wird, wird diese nicht nur im Aufnahmebereich zentriert, sondern es wird zusätzlich verhindert, dass die Längsachse der Leiterfolie gegen die Aufnahmerichtung verdreht wird. Außerdem ermöglichen zwei Federelemente pro Seite eine redundante Kontaktierung der Leiterfolie, durch die eine Zentrierung selbst dann noch möglich ist, wenn eines der Federelemente beschädigt sein sollte.

Wenn der Steckverbinder mehrere Federelemente aufweist, sind vorzugsweise alle Federelemente gleich federvorgespannt, damit gleichmäßig Druck auf die Leiterfolie ausgeübt wird.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Aufnahmebereich einen Anschlag für die Leiterfolie aufweist, welcher der Aufnahmeöffnung für die Leiterfolie gegenüberliegt. Wenn die Leiterfolie mit ihrer Vorderseite durch die Aufnahmeöffnung in den Aufnahmebereich geführt wird, kann sie anschließend nur so weit in den Aufnahmebereich hineingeschoben werden, bis die Vorderseite an den Anschlag anschlägt. Um eine optische Prüfung zu ermöglichen, ob die Leiterfolie tatsächlich am Anschlag angeschlagen hat, ist es bevorzugt, dass mindestens eine Öffnung in dem zweiten Gehäuseteil angeordnet ist, durch die der Anschlag sichtbar ist. Die Öffnung ist insbesondere als Schlitz ausgeführt, der orthogonal zur Aufnahmerichtung verläuft. Seine Länge entspricht insbesondere einer Breite des Aufnahmebereichs.

Die Federelemente sind vorzugsweise so ausgeführt, dass sie einen Federarm aufweisen, der im Wesentlichen parallel zur Aufnahmerichtung angeordnet ist. Unter im Wesentlichen parallel wird dabei insbesondere verstanden, dass eine Längsachse des Federarms mit der Aufnahmerichtung einen Winkel von maximal 10 Grad bildet. Weiterhin weist das Federelement ein Positionierelement auf, das von dem Federarm orthogonal zu der Aufnahmerichtung in den Aufnahmebereich vorspringt. Beim Einfuhren der Leiterfolie in den Aufnahmebereich kontaktiert das Federelement die Leiterfolie an einer definierten Position mittels des Positionierelements. Der Federarm wird dabei gegenüber seiner Längsachse ausgelenkt, wodurch eine Federkraft auf die Leiterfolie wirkt.

Der Federarm und das Positionierelement sind vorzugsweise als einstückiges massives Gussteil ausgeführt, um eine hohe Federkraft realisieren zu können, ohne dass die Gefahr eines Brechens des Federarm beim Einfuhren der Leiterfolie in den Aufnahmebereich besteht.

Auch wenn es grundsätzlich möglich ist, das Federelement als separates Bauteil in den Steckverbinder einzubauen, ist es doch bevorzugt, dass es einstückig mit dem Steckverbinder ausgebildet ist. Dies vereinfacht zum einen die Fertigung des Steckverbinders und verringert zum anderen das Risiko von Toleranzen in der Position des Federelements. Wenn der Steckverbinder zwei Gehäuseteile aufweist, dann sind die Federelemente vorzugsweise einstückig mit dem zweiten Gehäuseteil ausgebildet.

In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Das zweite Gehäuseteil, welches die Federelemente aufweist, wird in dem Verfahren mittels eines Gussverfahrens in einer Form hergestellt. Bei dem Gussverfahren handelt es sich insbesondere um ein Spritzgussverfahren. Die Form wird in dem Gussverfahren mit einer Gussmasse, insbesondere mit einer Kunststoffschmelze, befüllt. Das Befüllen erfolgt dabei so, dass die Federelemente nicht am Ende eines Befüllens der Form befüllt werden. Indem der Teil der Form, welcher zur Bildung des Federelement dient, in einem frühen Stadium des Gussverfahrens befüllt wird, und ein Anguss an einer anderen Position des Gehäuseteils erfolgt, wird eine komplette und gleichmäßige Befüllung dieses Teils der Form sichergestellt. Damit wird ausgeschlossen, dass es durch eine ungleichmäßige Befüllung an dieser Stelle zu Toleranzen in der Form eines Federelement kommen kann. Solche Toleranzen sollten vermieden werden, weil eine fehlerfreie Form und Positionierung der Federelemente wichtig für eine genaue Positionierung der Leiterfolie im Steckverbinder sind.

In einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung eine Steckverbinderanordnung, welche einen Steckverbinder nach dem ersten Aspekt der Erfindung und eine flexible Leiterfolie mit folienisolierten Leitern aufweist. Die Leiterfolie ist so in dem Aufnahmebereich angeordnet, dass mindestens ein Federelement gegen eine erste Seite der Leiterfolie drückt, beispielsweise gegen eine linke Seite, und mindestens ein Federelement gegen eine zweite Seite der Leiterfolie drückt, die der ersten Seite gegenüberliegt, beispielsweise eine rechte Seite. Besonders bevorzugt kann hierdurch erreicht werden, dass die Leiterfolie vor den Federelementen in dem Aufnahmebereich zentriert wird.

Es ist bevorzugt, dass die Leiterfolie durch eine Aufnahmeöffnung in den Aufnahmebereich geführt ist, und an einen Anschlag anschlägt, welcher der Aufnahmeöffnung gegenüber liegt. Durch den Anschlag und die Federelemente ist eine exakte Positionierung der Leiterfolie sowohl entlang der Aufnahmerichtung als auch orthogonal zur Aufnahmerichtung möglich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Figur 1a zeigt Bestandteile einer Steckverbinderanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem ersten Montageschritt in einer isometrischen Darstellung.

Figur 1b zeigt Bestandteile einer Steckverbinderanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem ersten Montageschritt in einer geschnittenen isometrischen Darstellung.

Figur 1c zeigt Bestandteile einer Steckverbinderanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem ersten Montageschritt in einer Aufsicht.

Figur 1d zeigt Bestandteile einer Steckverbinderanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem ersten Montageschritt in einer isometrischen Ausschnittdarstellung.

Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf ein Federelement eines Steckverbinders gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 3a zeigt eine Steckverbinderanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem zweiten Montageschritt in einer isometrischen Darstellung.

Figur 3b zeigt eine Steckverbinderanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem zweiten Montageschritt in einer geschnittenen isometrischen Darstellung. Figur 3c zeigt eine Steckverbinderanordnung gemäß einem

Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem zweiten Montageschrit in einer Aufsicht.

Figur 3d zeigt eine Steckverbinderanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem zweiten Montageschritt in einer isometrischen Ausschnittdarstellung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung

In den Figuren 1a bis 1d ist ein erster Montageschritt einer Steckverbinderanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es werden ein Steckverbinder 10 und eine flache flexible Leiterfolie 20 mit folienisolierten Leitern 21 bereitgestellt. Der Steckverbinder 10 weist ein erstes Gehäuseteil 30 und ein zweites Gehäuseteil 40 auf. In dem Gehäuseteil 30 sind mehrere Steckkontaktelemente 31 angeordnet. Jedes Steckkontaktelement 31 ist über eine Schneidenleiste 32 elektrisch leitend mit fünf Schneiden 33 verbunden. Das zweite Gehäuseteil 40 weist einen Aufnahmebereich 41 für die Leiterfolie 20 auf. Dieser Aufnahmebereich ist zur Außenseite des Steckverbinders 10 hin trichterförmig aufgeweitet, um ein Einfuhren der Leiterfolie 20 zu erleichtern.

Die Leiterfolie 20 kann entlang einer Aufnahmerichtung R in den Aufnahmebereich 41 eingeführt werden. Entlang der Aufnahmerichtung R auf der linken Seite des Aufnahmebereichs 41 sind zwei Federelemente 42, 43 angeordnet. Entlang der Aufnahmerichtung R auf der rechten Seite des Aufnahmebereichs 41 sind zwei weitere Federelemente 44, 45 angeordnet. Das Einführen der Leiterfolie 20 in den Aufnahmebereich 41 erfolgt durch eine schlitzförmige Aufnahmeöffnung 46. Der Aufnahmebereich 41 endet an einem Anschlag 47, an dem die Leiterfolie 20 mit ihrer Vorderseite anschlägt, wenn sie durch die Aufnahmeöffnung 46 in den Aufnahmebereich 41 hineingeschoben wird. Der zweite Gehäuseteil 40 weist an seiner Oberseite eine schlitzförmige Öffnung 48 auf, durch welche der Anschlag 47 sichtbar ist. Figur 2 zeigt eines der Federelemente 42. Dieses weist einen Federarm 421 auf, welcher parallel zur Aufnahmerichtung R im Aufnahmebereich 41 angeordnet ist. Ein Positionierelement 422 springt an einem Ende des Federarms 421 von diesem orthogonal zu der Aufnahmerichtung in Richtung der Leiterfolie 20 in den Aufnahmebereich 41 vor. Das Ende des Federarms 421 , welches den Positionierelement 422 gegenüberliegt, ist mit dem Grundkörper des zweiten Gehäuseteils 40 verbunden. Dadurch ist das Federelement 42 federvorgespannt. Alle Elemente des zweiten Gehäuseteils 40, einschließlich der Federarme und Positionierelemente aller Federelemente 42 bis 45, sind einstückig aus einem Kunststoff gebildet.

Ein zweiter Montageschritt der Steckverbinderanordnung ist in den Figuren 3a bis 3d dargestellt. Die Leiterfolie 20 wurde in den Aufnahmebereich 41 des Steckverbinders 10 hineingeschoben, bis sie am Anschlag 47 anschlägt, sodass die Leiterfolie 20 in dem Aufnahmebereich 41 gelagert ist. Das Anschlägen der Leiterfolie 20 am Anschlag 47 kann optisch durch die Öffnung 48 überprüft werden, durch welche ein Anliegen der Leiterfolie am Anschlag 47 erkennbar ist. Alle Federelemente 42 bis 45 liegen nun in jeweils einem Punkt an den Seiten der Leiterfolie 20 an. Dabei drücken die Positionierelemente der ersten beiden Federelemente 42, 43 gegen die linke Seite der Leiterfolie 20 und die Positionierelemente der weiteren Federelemente 44, 45 drücken gegen die rechte Seite der Leiterfolie 20. Vor dem Einfuhren der Leiterfolie 20 war der von den Positionierelementen aufgespannte freie Bereich im Aufnahmebereich 41 geringfügig schmaler als die Leiterfolie 20. Beim Einführen in den Aufnahmebereich 41 hat diese daher die Federarme sämtlicher Federelemente 42 bis 45 deformiert, um die Positionierelemente von der Leiterfolie 20 wegzubewegen und auf diese Weise ihr Einführen in den Aufnahmebereich 41 zu ermöglichen. Aller Federelemente 42 bis 45 drücken nun mittels ihrer Federkraft gegen die Leiterfolie 20 und positionieren diese in der Mitte des Aufnahmebereichs 41. Dadurch wird jede Leiterbahn 21 exakt über einer Schneidenleiste 32 positioniert. Wenn in einem dritten, nicht dargestellten Montageschritt die beiden Gehäuseteile 30, 40 aufeinander zubewegt werden, sodass die Schneiden 33 die Leiterfolie 20 durchschneiden, ist hierdurch sichergestellt, dass jede Schneide 33 mittig durch eine der Leiterbahnen 21 schneidet.

Die Herstellung der beiden Gehäuseteile 30, 40 des Steckverbinders 10 kann in einem Spritzgussverfahren erfolgen. Hierzu wird jeweils eine geschmolzene thermoplastische Kunststoffmasse in eine Form eingespritzt. Beim Gießen des zweiten Gehäuseteils 40 ist der Anguss so positioniert, dass bereits zu Beginn der Füllung der Form alle Federelemente 42 bis 45 komplett aus der Gussmasse ausgeformt werden, bevor die restlichen Bereiche des zweiten Gehäuseteils 40 geformt werden.