[0001] Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindung zwischen einer signalverarbeitenden
Einheit und einer Antennenstruktur auf oder in einem Fahrzeugteil, insbesondere einer
Fahrzeugscheibe, für ein Fahrzeug, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs
1.
[0002] Aus der DE 196 05 999 A1 ist die Kontaktierung einer flächigen Antennenleiterstruktur
bekannt. Hierbei wird unterhalb eines Karosserieteiles des Fahrzeuges eine signalverarbeitende
Einheit, insbesondere ein Antennenverstärker, über geeignete Befestigungsmittel angeordnet.
Das Gehäuse dieser Einheit weist einen Träger (Auslegerarm) auf, an dessen Ende Kontaktierungsmittel
vorgesehen sind. Diese Kontaktierungsmittel sind über Verbindungsleitungen, die in
oder auf dem starren Träger angeordnet sind, mit der signalverarbeitenden Einheit
verbunden. Über die Kontaktierungsmittel erfolgt eine Kontaktierung zu Kontaktflächen
einer Antennenleiterstruktur, die sich auf der Fahrzeugscheibe befindet. Über den
Träger ist es einerseits möglich, über eine gewisse Distanz die Antennenleiterstruktur
mit der signalverarbeitenden Einheit zu verbinden. Aufgrund der Zuordnung des Einbauortes
dieser Einheit und der Kontaktierungsfläche der Antennenleiterstruktur sind aber große
Toleranzbereiche erforderlich, damit die Kontaktierungsmittel die Kontaktfläche der
Antennenleiterstruktur treffen. Ein weiterer Nachteil dieser Konstruktion besteht
darin, daß die gesamte signalverarbeitende Einheit mit dem Träger und an dem Träger
angeordnete Kontaktierungsmittel vollständig ausgetauscht werden müssen, wenn diese
z. B. in einem Crashfall des Fahrzeuges beschädigt worden sind. Damit ist ein hoher
Aufwand verbunden, da die signalverarbeitende Einheit im Regelfall zwischen der Karosserie
(Fahrzeugdach) und dem Dachhimmel integriert ist und somit nur schwer zugänglich ist.
[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Verbindung zwischen
einer signalverarbeitenden Einheit und einer Antennenleiterstruktur auf oder in einem
Fahrzeugteil, insbesondere einer Fahrzeugscheibe, bereitzustellen, die einfach montierbar
ist, Toleranzen ausgleicht sowie im Falle einer Beschädigung leicht ersetzbar ist.
[0004] Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0005] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß ein an oder in einem Gehäuse der signalverarbeitenden
Einheit montierbarer Träger vorgesehen ist, der zur Kontaktierung einer in dem Gehäuse
angeordneten Leiterplatte mit der Antennenleiterstruktur zumindest ein Kontaktierungsmittel
aufweist. Mit diesem Kontaktierungsmittel wird es ermöglicht, Toleranzen zwischen
der Leiterplatte in dem Gehäuse der signalverarbeitenden Einheit und den Kontaktierungsflächen
für die Antennenleiterstruktur auszugleichen. Dabei ist es bei der Realisierung der
Kontaktierungsmittel wichtig, daß diese zum Ausgleich der maximal möglichen Toleranzen
ausgestaltet sind, wobei gleichzeitig darauf zu achten ist, daß die erforderlichen
elektrischen Eigenschaften (insbesondere Andruckkraft zur Erzeugung der elektrischen
Kontaktierung und einwandfreie Übertragung der Signale) sichergestellt sind. Außerdem
gewährleistet der an oder in dem Gehäuse der signalverarbeitenden Einheit angeordnete
Träger mit seinen Kontaktierungsmitteln die Möglichkeit, im Defektfalle (wenn z. B.
bei einem Crash die Fahrzeugscheibe beschädigt wurde) den Träger auszutauschen und
anschließend eine neue Fahrzeugscheibe zu montieren, ohne daß die signalverarbeitende
Einheit selber mit ausgetauscht werden muß. Zu diesem Zweck ist es von besonderem
Vorteil, wenn der Träger von außen in oder an dem Gehäuse angeordnet wird, so daß
er von dort aus ausgetauscht werden kann, ohne daß das Gehäuse der signalverarbeitenden
Einheit geöffnet werden muß.
[0006] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen, die in den Unteransprüchen
beansprucht sind, zu denen Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht
beschränkt ist, gezeigt und im folgenden beschrieben sind.
[0007] Es zeigen:
- Figur 1
- Schnitt durch die Anordnung einer signalverarbeitenden Einheit an einer Karosserie
eines Fahrzeuges,
- Figur 2
- dreidimensionale Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles,
- Figur 3
- Bestandteil eines Kontaktierungsmittels in dreidimensionaler Ansicht,
- Figur 4
- Bestandteil des Kontaktierungselementes im Schnitt gemäß Figur 3,
- Figur 5
- dreidimensionale Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles eines Kontaktierungsmittels,
- Figur 6
- Schnitt durch das Kontaktierungsmittel gemäß Figur 5.
[0008] Figur 1 zeigt die Anordnung einer signalverarbeitenden Einheit, insbesondere einem
Antennenverstärker, an einem Teil einer Karosserie 1 eines Fahrzeuges. Eine nicht
näher dargestellte Antennenleiterstruktur ist in oder auf einem Fahrzeugteil des Fahrzeuges
vorhanden, bei dem es sich beispielsweise um eine Fahrzeugscheibe 2 (insbesondere
Front- oder Heckscheibe) handelt. Die nicht weiter im Detail dargestellte signalverarbeitende
Einheit weist ein Gehäuse 3 auf, welches ein- oder mehrteilig ausgebildet ist und
mit dem die signalverarbeitende Einheit auf geeignete Art und Weise an dem Teil der
Karosserie 1 befestigt ist. In dem Gehäuse 3 ist eine Leiterplatte 4 angeordnet, die
insbesondere elektronische Bauteile für die Signalverarbeitung trägt. Ebenfalls auf
der Leiterplatte 4 sind Kontaktierungsflächen (Kupferbereiche) angeordnet, über die
die elektrische Verbindung zwischen der signalverarbeitenden Einrichtung und der Antennenleiterstruktur
hergestellt werden soll. Diese Kontaktierungsflächen auf der Leiterplatte 4 korrespondieren
von ihrer Anordnung her mit ebenfalls auf der Fahrzeugscheibe 2 angeordneten Kontaktierungsflächen,
wobei zwecks Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen diesen Kontaktierungsflächen
erfindungsgemäß Kontaktierungsmittel 5 angeordnet sind, die ihrerseits an einem Träger
6 angeordnet sind, der wiederum in bzw. an dem Gehäuse 3 angeordnet ist. Über diese
Kontaktierungsmittel 5 wird die elektrische Verbindung zwischen der Antennenleiterstruktur
auf der Fahrzeugscheibe 2 und den Bauteilen auf der Leiterplatte 4 hergestellt. Dabei
sind folgende Montageschritte denkbar: Zunächst wird das Gehäuse 3 mit der signalverarbeitenden
Einheit an dem Teil der Karosserie 1 befestigt und anschließend der Träger 6 mit den
Kontaktierungsmitteln in das Gehäuse 3 eingesetzt. Alternativ dazu kann auch erst
die signalverarbeitende Einheit hergestellt und der Träger 6 in das Gehäuse 3 eingesetzt
werden, wonach anschließend diese Einheit am Teil der Karosserie 1 befestigt wird.
Abschließend erfolgt die Montage der Fahrzeugscheibe 2 an der Karosserie 1 in an sich
bekannter Weise, so daß automatisch mit der Montage der Fahrzeugscheibe 2 die elektrische
Verbindung zwischen der Antennenleiterstruktur und der Leiterplatte 4 hergestellt
wird. Hierbei ist es wichtig, daß die Längserstreckung des Kontaktierungsmittels 5
den maximal möglichen Abstand zwischen der Kontaktierungsfläche auf der Leiterplatte
4 und der zugehörigen Kontaktierungsfläche auf der Fahrzeugscheibe 2 aufweist, in
besonders vorteilhafter Weise jedoch eine größere Erstreckung aufweist, als die maximal
mögliche Distanz zwischen diesen beiden Kontaktierungsflächen, wobei dann aber eine
Reduktion der Längserstreckung des Kontaktierungsmittels 5 nach der Montage auf die
dann vorhandene Distanz der Kontaktierungsflächen möglich sein muß. Dies erfolgt in
besonders vorteilhafter Weise dann, wenn das Kontaktierungsmittel 5 unter einer Vorspannung
steht. So ist zwecks Verdeutlichung der Erfindung in Figur 1 gezeigt, daß das Kontaktierungsmittel
5 vor der Montage der Fahrzeugscheibe 2 eine größere Längserstreckung aufweist, als
nach der Montage der Fahrzeugscheibe 2, die Distanz zwischen der Kontaktierungsfläche
auf der Leiterplatte 4 und der zugehörigen Kontaktierungsfläche auf der Fahrzeugscheibe
2 beträgt. Das heißt, daß das Kontaktierungsmittel 5 in Figur 1 im unmontierten Zustand
der Fahrzeugscheibe 2 gezeigt ist und nach deren Montage zusammengedrückt wird.
[0009] Figur 2 zeigt einen Träger 6 für mehr als ein Kontaktierungsmittel 5, wobei hier
beispielhaft vier Kontaktierungsmittel 5 dargestellt sind. Der Träger 6 kann beispielsweise
aus Kunststoff oder einem anderen beliebigen nicht leitfähigem Material, insbesondere
im Spritzgußverfahren hergestellt werden. Die elektrische Verbindung wird von einem
elektrisch leitfähigen Band 7 hergestellt, wobei dieses Band 7 um ein Vorspannelement
(siehe zu den Details Figur 3) herumgelegt wird und an einem Zapfen 8 zusammengeführt
und fixiert wird. Für den Einsatz des Vorspannelementes mit seinem darum gelegten
leitfähigen Band 7 ist in dem Träger 6 eine Ausnehmung vorhanden. Zur Führung des
Vorspannelementes weist der Träger 6 Führungsmittel, insbesondere Führungsschienen
10 auf, die insbesondere mit Herstellung des Trägers 6 gleichzeitig hergestellt werden.
[0010] Figur 3 zeigt die Bestandteile des Vorspannelementes, welches schon im zusammengesetzten
Zustand in Figur 2 dargestellt ist. Bei Betrachtung der Figur 3 ist erkennbar, daß
dieses Vorspannelement aus einem Oberteil 11 und einem Unterteil 12 besteht, die einzeln
voneinander aus Kunststoff oder einem anderen nicht leitfähigen Material, insbesondere
im Spritzgußverfahren, hergestellt werden. In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung
sind das Oberteil 11 und das Unterteil 12 Gleichteile. Das Oberteil 11 weist seinerseits
Führungsarme 13 auf, an deren Enden Rasthaken 14 vorhanden sind. Gleiches gilt für
das Unterteil 12, was seinerseits ebenfalls Führungsarme 15 und an deren Ende Rasthaken
16 aufweist. Zur Erzeugung der für die Kontaktierung erforderlichen Vorspannung ist
koaxial innerhalb des Oberteiles 11 und des Unterteiles 12 eine Spiralfeder 18 angeordnet.
Hinzuweisen ist noch auf die Lage der Führungsarme 13 und 15, die sich auf einer Kreisbahn
liegend einander abwechseln, so daß eine Relativbewegung zwischen Oberteil 11 und
Unterteil 12 möglich ist. Ein gemäß Figur 3 vorbereitetes Vorspannelement wird entweder
in die zugehörige Führungsschiene 10 an dem Träger 6 eingesetzt, wozu die Führungsschiene
10 zur Aufnahme der Führungsarme 13, 15 und den zugehörigen Rasthaken 14, 16 ausgebildet
ist. Alternativ dazu ist es denkbar, zunächst das Oberteil 11 in die Führungsschiene
10 einzusetzen, danach die Spiralfeder 18 und abschließend das Unterteil 12 einzusetzen.
Nachdem auf diese beschriebene Art und Weise das Vorspannelement sich in der Führungsschiene
10 befindet, wird das elektrisch leitfähige Band 7 darumgelegt und an dem Zapfen 8
befestigt. Zur Lagefixierung des Bandes 7 weist zumindest eines der Teile 11 und/oder
12 einen Noppen 17 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung des Bandes 7 eingreifen
kann.
[0011] Figur 4 zeigt im Schnitt die Ausgestaltung eines Kontaktierungsmittels 5 gemäß Figur
2. Hierbei ist deutlich zu erkennen, daß das in die Führungsschiene 10 eingesetzte
Vorspannelement aufgrund des Vorhandenseins der Spiralfeder 18 unter einer Vorspannung
steht und damit, insbesondere durch die Begrenzung des Bandes 7, die maximal mögliche
Längserstreckung gegeben ist. Wird dieses Vorspannelement nun zwischen die Kontaktierungsflächen
auf der Leiterplatte 4 und der Fahrzeugscheibe 2 gebracht, wird es zusammengedrückt,
so daß einerseits Toleranzen ausgeglichen werden und andererseits die erforderliche
Kontaktkraft gegeben ist. Außerdem handelt es sich bei einem derartigen Kontaktierungsmittel
5 um eine lösbare Verbindung, die ohne weiteres auswechselbar ist.
[0012] Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Kontaktierungsmittel 5, wobei
die Konstruktion bezüglich des Trägers 6 und sein darin angesetztes Vorspannelement
gleichgeblieben ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen das Oberteil 11 und das
Unterteil 12 in ihrem Endbereich ein Kontaktteil 19 auf, welches hier als Stanzbiegeteil
ausgebildet ist und sich um den Kopf des Oberteiles 11 bzw. des Unterteiles 12 anlegt.
Dieses Kontaktteil 19 weist zumindest ein Federteil, insbesondere abstehende Laschen
20, auf, die gegen die korrespondierenden Kontaktierungsflächen drücken. Diese Laschen
20 können, müssen aber nicht, vorhanden sein. Die elektrische Verbindung zwischen
den Kontaktteilen 19 erfolgt über eine Litze 21, bei der es sich auch wieder um ein
leitfähiges Kunststoffband oder ein Flachkabel handeln könnte. Diese Litze 21 ist
an einer Kontaktstelle 22 mit den Kontaktteilen 19 unlösbar, insbesondere durch Löten,
verbunden.
[0013] Figur 6 zeigt im Schnitt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5.
[0014] Es sei noch darauf hingewiesen, daß die elektrische Verbindung über das leitfähige
Kunststoffband 7, die Litze 21 oder gleichartige Mittel den Vorteil hat, daß dadurch
die elektrische Verbindung eine konstante Länge aufweist, unabhängig davon, wie weit
das Vorspannelement durch Toleranzen zusammengedrückt wurde. Dies ist besonders wichtig
aufgrund der zu übertragenden Hochfrequenzsignale. Je nach Frequenz der zu übertragenden
Signale oder auch abhängig von einer entsprechenden Signalverarbeitung kann allerdings
auch daran gedacht werden, das Oberteil 11 und das Unterteil 12 selber für die elektrische
Verbindung auszugestalten, indem sie beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigem
Material bestehen und z. B. teleskopartig ineinander verschiebbar sind.
Bezugszeichenliste
[0015]
- 1
- Karosserie
- 2
- Fahrzeugscheibe
- 3
- Gehäuse
- 4
- Leiterplatte
- 5
- Kontaktierungsmittel
- 6
- Träger
- 7
- leitfähiges Band
- 8
- Zapfen
- 9
- Ausnehmung
- 10
- Führungsschiene
- 11
- Oberteil
- 12
- Unterteil
- 13
- Führungsarm
- 14
- Rasthaken
- 15
- Führungsarm
- 16
- Rasthaken
- 17
- Noppen
- 18
- Spiralfeder
- 19
- Kontaktteil
- 20
- Laschen
- 21
- Litze
- 22
- Kontaktstelle
1. Elektrische Verbindung zwischen einer signalverarbeitenden Einheit und einer Antennenleiterstruktur
auf oder in einem Fahrzeugteil eines Fahrzeuges, insbesondere einer Fahrzeugscheibe
(2), dadurch gekennzeichnet, daß ein an oder in einem Gehäuse (3) der signalverarbeitenden Einheit montierbarer Träger
(6) vorgesehen ist, der zur Kontaktierung einer in dem Gehäuse (3) angeordneten Leiterplatte
(4) mit der Antennenleiterstruktur zumindest ein Kontaktierungsmittel (5) aufweist.
2. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktierungsmittel (5) ein Oberteil (11) und ein Unterteil (12) aufweist, die
relativ zueinander unter Vorspannung bewegbar sind.
3. Elektrische Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (11) eine elektrisch leitende und in ihrer Länge konstant bleibende
Verbindung zu dem Unterteil (12) aufweist, wobei die Kontaktierung zwischen der Leiterplatte
(4) und der Antennenleiterstruktur über die elektrisch leitende Verbindung erfolgt.
4. Elektrische Verbindung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (11) und das Unterteil (12) jeweils Führungsarme (13, 15) aufweist,
die an ihren Enden Rasthaken (14, 16) aufweisen, mit denen die beiden Teile (11, 12)
in Führungsschienen (10) am Träger (6) geführt sind.
5. Elektrische Verbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Verbindung als ein leitfähiges Kunststoffband (7) oder als
Litze (21) oder als Flachkabel ausgebildet ist.
6. Elektrische Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung mittels einer koaxial innerhalb des Oberteiles (11) und des Unterteiles
(12) angeordneten Spiralfeder (18) erzeugbar ist.
7. Elektrische Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (6) bzw. das Oberteil (11) bzw. das Unterteil (12) aus Kunststoff im Spritzgußverfahren
herstellbar sind.
8. Elektrische Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Oberteil (11) und Unterteil (12) Gleichteile sind.