DE19948454A1 - Folienleiter mit einem einem Gegenstück definiert zuzuordnenden Kopplungsbereich - Google Patents

Abstract

Es wird ein Folienleiter mit einem einem Gegenstück definiert zuzuordnenden Kopplungsbereich vorgeschlagen, welcher zur Übertragung von elektrischen Signalen von Energie zum bzw. vom Gegenstück ein die funktionserfüllenden Komponenten positionsgerecht haltendes Trägerteil aufweist. Zu dem Zweck, einen Folienleiter zu schaffen, der bei einfachem und kostengünstigem Aufbau eine einfache Handhabung auch bei schlecht zugänglichen Kopplungsstellen ermöglicht, sind zumindest die funktionserfüllenden Komponenten des Kopplungsbereiches zwecks induktiver Übertragung als auch zumindest einer der beiden Hauptflächen des Folienleiters direktflächig aufgebrachte, in räumlicher Zuordnung zu benachbarten Ferritbahnen verlaufende, jeweils in Art zumindest einer Windung einer Spule angeordnete Leiterstrecken ausgebildet.

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Folienleiter mit einem einem Gegenstück definiert zuzuordnenden Kopplungsbereich aus.

Derartige Folienleiter sind dafür vorgesehen, mittels ihrer Kopplungsbereiche zum Zwecke der Übertragung von elektrischen Signalen und/oder elektrischer Energie eine wieder lösbare Verbindung zu einem Gegenstück herzustellen. Durch die Verwendung solcher Folienleiter können z. B. auf einfache Art und Weise vorgeformte Schaltungsträger für elektrische/elektronische Steuergeräte oder vorgeformte Leitungssätze gebildet werden, die sich bei der Montage schnell und einfach montieren bzw. verlegen und über ihre Kopplungsbereiche entsprechenden Gegenstücken zuordnen lassen. Wegen ihrer einfachen Handhabung und platzsparenden sowie robusten Ausbildung sind als Anwendungsgebiete in Kraftfahrzeugen, insbesondere der Instrumentenbereich, der Dachhimmel, die Türen, das Lenksäulenmodul und elektrische/elektronische Steuergeräte zu nennen.

Durch die EP 0 443 655 B1 ist ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechender Folienleiter mit mehreren Kopplungsbereichen bekanntgeworden. Jeder Kopplungsbereich kann dabei, zum Zweck der Übertragung von elektrischen Signalen und/oder elektrischer Energie, einem entsprechend ausgeführten Gegenstück zugeordnet werden. Dabei ist jedem Kopplungsbereich ein Gehäuse zugeordnet, welches kooperierend mit einem entsprechend ausgebildeten Gehäuse des Gegenstückes zusammengesteckt wird. Zur Übertragung von elektrischen Signalen und/oder elektrischer Energie kommen metallische Leiterstrecken des Kopplungsbereiches unter Federwirkung direkt an metallischen Steckerstiften des Gegenstückes zur Anlage. Eine solche Zuordnung von Kopplungsbereich und Gegenstück in Art einer Steckverbinderkupplung bedingt jedoch nicht nur eine präzise kleine Toleranzen aufweisende Ausführung der miteinander in Wirkverbindung kommende Bauteile, auch deren Handhabung ist zeitaufwendig und kompliziert. Insbesondere bei schlecht zugänglichen Kopplungsstellen ergeben sich deshalb oftmals fehlerhafte Kopplungen, was letztendlich zum Ausfall der betreffenden Übertragungsstrecken führen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Folienleiter mit einem einem Gegenstück definiert zuzuordnenden Kopplungsbereich zu schaffen der bei einfachem und kostengünstigem Aufbau eine einfache Handhabung auch bei schlecht zugänglichen Kopplungsstellen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhaft bei einer derartigen Ausgestaltung ist, daß alle funktionserfüllenden Komponenten in Art von aufgedruckten bzw. kaschierten Bahnen bzw. Strecken flächig direkt auf dem Folienleiter vorhanden sind, und eine sichere Kopplung zur Bildung einer zuverlässig funktionierenden Übertragungsstrecke auch bei großzügig bemessenen Toleranzen gewährleistet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen solchermaßen ausgebildeter Kopplungsbereiche von Folienleitern sind in den Unteransprüchen angegeben. Anhand von zwei in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele sei der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert, und zwar zeigen

Fig. 1 prinziphaft einen Kopplungsbereich eines Folienleiters ohne Trägerteil gemäß eines ersten Ausführungsbeispieles

Fig. 2 prinziphaft ein zweites Ausführungsbeispiel des Kopplungsbereiches eines Folienleiters ohne Trägerteil

Fig. 3 prinziphaft ein Trägerteil mit einem daran befestigten Kopplungsbereich gemäß erstem bzw. zweiten Ausführungsbeispiel

Fig. 4 prinziphaft einen Kopplungsbereich in Zuordnung zu einem Gegenstück.

Ähnliche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Wie aus den Figuren hervorgeht, bestehen die funktionserfüllenden Komponenten eines solchen Kopplungsbereiches 1 von Folienleitern 2 im wesentlichen aus flächig direkt auf zumindest eine Hauptfläche aufgebrachte, in räumlicher Zuordnung zu benachbarten Ferritbahnen 3 verlaufenden, jeweils zumindest in einer Windung einer Spule angeordneten Leiterstrecken 4. Um den Kopplungsbereich 1 in definierte Zuordnung mit einem Gegenstück bringen zu können, ist dieser an einem Trägerteil 5 festgelegt.

Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, weist der Kopplungsbereich 1 drei Leiterstrecken 4 auf, die über Leiterbrücken 6 elektrisch leitend miteinander in Verbindung stehen. Jede der drei flächig ausgeführten Leiterstrecken 4 ist wiederum zur Bildung von mehreren Windungen spiralförmig auf eine der beiden Hauptflächen des Folienleiters 2 aufgebracht. Die ebenfalls flächig aufgebrachten Ferritbahnen 3 verlaufen unter Wahrung eines geringen Isolationsabstandes benachbart zu den Leiterstrecken 4 ebenfalls spiralförmig, so daß insgesamt drei Windungsanordnungen gebildet sind. Der Kopplungsbereich 1 weist also zur Bildung einer Spule drei elektrisch miteinander in Verbindung stehende Windungsanordnungen auf. Um zu einem kompakten Windungspaket zu kommen, werden zwei der drei Windungsanordnungen entsprechend einer vorgezeichneten Biegelinie 7 jeweils um 180° abgebogen, so daß die Windungsanordnungen in drei Schichten übereinanderliegend zusammengefaßt sind. Um gegen Leiterschluß bzw. gegen Beschädigungen geschützt zu sein, sind die Leiterstrecken 4 und die Ferritbahnen 3 von einer aus Isolationslack bestehenden Schutzschicht abgedeckt. Um die vorgezeichneten Biegungen einfacher durchführen zu können, weisen die beiden Biegelinien 7 in ihrem Verlauf jeweils Perforierungen auf. Die Faltung des Folienleiters 2 wird dabei selbstverständlicherweise derart vorgenommen, daß die Stromflußrichtung für die Spule erhalten bleibt. Wie weiterhin insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, kann der Folienleiter 2 sowohl Bestandteil eines elektrischen/elektronischen Gerätes als auch Bestandteil einer Kabelbaumstruktur sein. Wie beispielsweise dargestellt, finden solche Folienleiter 2 Anwendung bei elektrischen/elektronischen Geräten bzw. Leitungssätzen einer Tür 9 bzw. eines Lenksäulenmodules 8 von Kraftfahrzeugen, wobei die End- bzw. Abzweigstellen dieser Folienleiter 2 entsprechend als Kopplungsbereich(e) 1 ausgeführt sind.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, sind fünf Leiterstrecken 4 flächig auf die eine Hauptfläche 21 und vier Leiterstrecken 4 flächig auf die andere Hauptfläche 22 des Kopplungsbereiches 1 des Folienleiters 2 aufgebracht. Die Leiterstrecken 4 sind jeweils in Art eines fast geschlossenen Außenringes und die zugeordneten Ferritbahnen 3 jeweils als völlig geschlossene Innenringe ausgeführt. Um paarweise die sich direkt gegenüberliegenden Leiterstrecken 4 der beiden Hauptflächen 21, 22 elektrisch leitend miteinander in Verbindung zu bringen, sind an entsprechenden Stellen des Kopplungsbereiches 1 Durchkontaktierungen 10 vorgesehen. Somit bildet jeder der vier paarweise miteinander verbundenen Leiterstrecken 4 jeweils eine aus zwei Windungen bestehende Windungsanordnung. Der Kopplungsbereich 1 weist also zur Bildung einer Spule vier Windungsanordnungen und eine einzelne Windung auf. Um zu einem kompakten Windungspaket zu kommen, werden die vier aus jeweils zwei Leiterstrecken 4 bestehenden Windungsanordnungen entsprechend einer vorgezeichneten Biegelinie 7 jeweils um 180° abgebogen, so daß die Windungsanordnungen bzw. die einzelne Windung in fünf Schichten übereinanderliegend zusammengefaßt sind. Bis auf freibleibende Kontaktfelder 11 sind die neun Leiterstrecken 4 und die neun Ferritbahnen 3 mit einer Schutzschicht aus Isolationslack abgedeckt. Durch das mehrfache Umbiegen des Folienleiters 2 innerhalb des Kopplungsbereiches 1 kommen die entsprechenden Kontaktfelder 11 der Leiterstrecken 4 elektrisch leitend aneinander zur Anlage, so daß eine durchgängige elektrische Verbindung zwischen den neun Leiterstrecken 4 innerhalb des kompakten Windungspaketes gewährleistet ist. Somit weist der als kompaktes Windungspaket ausgebildete Kopplungsbereich 1 eine aus neun Windungen bestehende Spule auf. Um die vorgezeichneten Biegungen einfacher durchführen zu können, weisen die beiden Biegelinien 7 in ihrem Verlauf jeweils Perforierungen auf. Die Faltung des Folienleiters 2 wird dabei selbstverständlicherweise derart vorgenommen, daß die Stromflußrichtung für die Spule erhalten bleibt. Der Folienleiter 2 kann sowohl Bestandteil eines elektrischen/elektronischen Gerätes als auch Bestandteil einer Kabelbaumstruktur sein. Beispielsweise ist die Anwendung dieser Folienleiter 2 bei elektrischen/elektronischen Geräten bzw. Leitungssätzen einer Tür 9 bzw. eines Lenksäulenmodules 8 von Kraftfahrzeugen vorgesehen. Die End- bzw. Abzweigstellen dieser Folienleiter 2 sind dabei entsprechend als Kopplungsbereich(e) 1 ausgeführt.

Selbstverständlich kann ein Kopplungsbereich 1 zur Bildung mehrerer Übertragungsstrecken auch mehrere durch Leiterstrecken 4 gebildete Spulen aufweisen.

Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, ist das Trägerteil 5 des Kopplungsbereiches 1 integrales Bestandteil eines Steuergerätegehäuses. Bei diesem Trägerteil 5 ist der Folienleiter 2 lediglich mit seiner als kompaktes Windungspaket ausgebildeten Endstelle innerhalb einer eingeformten Tasche 30 des Steuergerätegehäuses festgelegt. Zur definierten Kopplung mit einem Gegenstück weist das Trägerteil 5 - der Einfachheit halber nicht näher dargestellte - mit entsprechenden Elementen des Gegenstückes in Wirkverbindung kommende Positions- und Haltemittel auf.

Wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, ist das Trägerteil 5 als separat zu händelndes Kopplungsgehäuse ausgeführt. Einerseits ist der Folienleiter 2 mit seiner als kompaktes Windungspaket ausgebildeten Endstelle innerhalb einer Tasche 30 im Trägerteil 5 aufgenommen. Andererseits ist der Folienleiter 2 mit seiner weiteren Erstreckung in Art einer Kabelbaumstruktur aus der Tasche 30 des Trägerteiles 5 herausgeführt. Das Trägerteil 5 weist zur einfachen definierten Kopplung mit einem definiert ausgeführten Gegenstück 14 Positioniermittel 12 und als Rastelemente ausgebildete Haltemittel 13 auf. Bei der Kopplung braucht der Kopplungsbereich 1 dem entsprechenden Bereich des Gegenstückes 14 nur annähernd zugeordnet werden. D. h. der Kopplungsbereich 1 und der entsprechende Bereich des Gegenstückes 14 kommen nicht aneinander zur Anlage sondern werden einander berührungslos zugeordnet. Größere Toleranzen in Zuordnungsrichtung, als auch quer dazu sind dabei ohne weiteres tolerierbar, ohne daß es zu störenden Beeinträchtigungen an der Übertragungsqualität von elektrischen Signalen und/oder elektrischer Energie zwischen dem Kopplungsbereich 1 und dem entsprechenden Bereich des Gegenstückes 14 kommt.

Wie weiterhin aus Fig. 4 hervorgeht, weist der Kopplungsbereich 1 des Trägerteiles 5 Federmittel 15 zu seiner Ausrichtung bei der Kopplung mit dem entsprechenden Bereich des Gegenstückes 14 auf. Die Federmittel 15 sind in Art von Blattfedern ausgeführt und im wesentlichen als Ausgleichselemente vorgesehen. Um das Trägerteil 5 an einer Trägerstruktur 16 z. B. der Innenwandung einer Tür 9, dem Gehäuse eines Lenksäulenmodules 8 usw. befestigen zu können, weist dieses ebenfalls in Art von Rastelementen ausgebildete Befestigungsmittel 17 auf.

Claims (16)

1. Folienleiter mit einem einem Gegenstück definiert zuzuordnenden Kopplungsbereich, welcher zur Übertragung von elektrischen Signalen und/oder elektrischer Energie zum bzw. vom Gegenstück ein die funktionserfüllenden Komponenten positionsgerecht haltendes Trägerteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die funktionserfüllenden Komponenten des Kopplungsbereiches (1) zwecks induktiver Übertragung als auf zumindest einer der beiden Hauptflächen (21, 22) des Folienleiters (2) direkt flächig aufgebrachte, in räumlicher Zuordnung zu benachbarten Ferritbahnen (3) verlaufende jeweils in Art zumindest einer Windung einer Spule angeordnete Leiterstrecken (4) ausgebildet sind.

2. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Leiterstrecken (4) von zwei Windungen elektrisch leitend miteinander in Verbindung stehen und zu einer mehrere Windungen aufweisenden Spule zusammengefaßt sind.

3. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Leiterstrecken (4) von zwei Windungen über eine Leiterbrücke (6) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

4. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von mehreren Windungen zumindest eine Leiterstrecke (4) spiralförmig angeordnet ist

5. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Leiterstrecken (4) von zwei Windungen über zwei aneinander zur Anlage kommende Kontaktfelder (11) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

6. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Leiterstrecken (4) von zwei Windungen über Durchkontaktierungen (10) elektrisch leitend miteinander verbunden sind und daß die die Windungen einer Spule bildenden Leiterstrecken (4) sowohl auf der einen Hauptfläche (21), als auch auf der anderen Hauptfläche (22) des Folienleiters (2) vorhanden sind.

7. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch Faltung des Folienleiters (2) innerhalb des Kopplungsbereiches (1) zumindest die Leiterstrecken (4) von zwei Windungen elektrisch leitend miteinander in Verbindung bringbar und somit zu einer mehrere Windungen aufweisenden Spule zusammengefaßt sind.

8. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung mehrerer Übertragungsstrecken mehrere Spulen innerhalb zumindest eines Kopplungsbereiches (1) auf dem Folienleiter (2) vorhanden sind.

9. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Trägerteil (5) des Kopplungsbereiches (1) und am Gegenstück (14) miteinander in Eingriff bringbare Positioniermittel (12) vorhanden sind.

10. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Trägerteil (5) des Kopplungsbereiches (1) und am Gegenstück (14) miteinander kooperierende Haltemittel (13) vorhanden sind.

11. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Haltemittel (13) als abgeschirmter Magnet ausgeführt ist.

12. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Haltemittel (13) als miteinander in Wirkverbindung bringbare Rastelemente ausgeführt sind.

13. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (5) des Kopplungsbereiches (1) Befestigungsmittel (17) zur ortsfesten Ankopplung an eine Trägerstruktur aufweist.

14. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (5) Federmittel (15) zur Ausrichtung mit dem Gegenstück (14) aufweist.

15. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest am Trägerteil (5) zur Verhinderung von auf äußere Einflüsse zurückgehende Funktionsstörungen Abschirmmittel vorhanden sind.

16. Folienleiter mit Kopplungsbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trägerteil (5) und dem Gegenstück (14) miteinander in Wirkverbindung bringbare kooperierende Gehäuseteile zugeordnet sind.