CN117916474A - 用于将装置的装置壳体紧固到机动车辆的车辆面板的紧固布置、以及机动车辆和装置 - Google Patents

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CN117916474A CN202280059289.7A CN202280059289A CN117916474A CN 117916474 A CN117916474 A CN 117916474A CN 202280059289 A CN202280059289 A CN 202280059289A CN 117916474 A CN117916474 A CN 117916474A
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Abstract

本发明涉及一种装置(13)的装置壳体(16)在机动车辆(10)的车辆面板(11)上的紧固布置,其中,装置壳体(16)支承在该车辆面板(11)的第一侧(12)上,并且该装置(13)的组装附件(15)穿过该车辆面板(11)的组装开口(14)插入,并且从该装置壳体(16)突伸到该组装附件(15)中的紧固螺钉(18)被拧紧并因此将配对件(17)拉靠在该车辆面板(11)的相反的第二侧(20)上。本发明提供的是,支撑元件(27)被设置在该装置壳体中,该支撑元件将通过该紧固螺钉(18)的螺钉头部(23)的拧紧(51)施加的力(24)借助于穿过该装置壳体(16)的壳体壁(33)的该支撑元件(27)传递到该车辆面板(11)上,并且以此方式防止或至少最小化该壳体上和/或设置在该壳体中的PCB上的形变,从而避免由于所引入的旋拧力而造成的损坏。

Description

用于将装置的装置壳体紧固到机动车辆的车辆面板的紧固布 置、以及机动车辆和装置
本发明涉及一种装置或模块的装置壳体在机动车辆的车辆面板上的紧固布置。本文中的装置的装置壳体支承在车辆面板的第一侧上(例如,在外侧上),并且装置的组装附件穿过车辆面板的组装开口插入,并且拧紧紧固螺钉,其方式为使得,该紧固螺钉将组装附件中的配对件拉靠在车辆面板的第二侧(与车辆面板的第一侧相反)上(例如,靠在车辆面板的内侧上)。
在机动车辆的组装过程中,可以将装置附接到机动车辆的车辆面板(例如,外部面板或所谓的外蒙皮),该装置以此方式由车辆面板承载或保持。这样的装置的示例是天线模块,比如车顶天线模块、侧面指示器、挡风玻璃刮擦器的刮擦器电机。这样的装置在车辆面板上的组装应该能够通过仅几次手部移动快速地执行,以便能够使机动车辆的生产成本有效。另外,所使用的部件应该能够以成本有效的方式提供。为了在一侧上组装,可以因此提供的是,在车辆面板中设置组装开口或贯通开口,该装置的一个部分可以穿过该组装开口或该贯通开口插入,其方式为确保装置壳体支承在车辆面板的一侧上,并且该装置的穿过所述组装开口插入的另一部分形成装置从另一侧在车辆面板上的安装。该装置的穿过组装开口插入的这个部分在此被称为“组装附件”。组装可以提供的是,组装附件穿过组装开口插入,并且然后紧固螺钉被拧紧,其结果是,配对件(例如,板)在组装附件中对准并且在该组装开口后面(从装置壳体的视角来看)与组装开口的周边共同地在车辆面板上形成基脚或形状配合。
出于成本原因,具有由塑料材料制成的装置壳体并且特别地具有内部PCBA(印刷电路板组件)的模块或装置(尤其在作为车辆(车窗)天线系统中的放大器/滤波器/阻塞电路的应用中)经常是在没有用于加强的特殊结构支撑元件的情况下和/或在没有金属壳体的情况下制成的。为了优化PCBA(印刷电路板组件)到车辆的电接地连接,印刷电路板在此经常由紧固螺钉直接电接触,装置壳体借助于该紧固螺钉组装在车辆面板上。因此,所需的拧紧扭矩(其经常是高的)被直接传递到PCBA和装置壳体的塑料材料。这经常导致将不可允许的力引入到受影响的部件(尤其是PCBA和装置壳体)。
如果在组装过程中由所需的拧紧扭矩潜在地产生的表面压力在此过大,则装置壳体的塑料材料以及还有PCBA不可允许地变形。结果是,由于装置壳体上的不可允许的高机械应力而导致电子部件的破坏或脱离或断裂。在组装机动车辆时,对于其他部件可以使用4Nm(400kg)的无线式螺丝刀,这造成了以下风险:这些无线式螺丝刀也被组装操作者用于天线模块或车辆面板上的另一装置,使得所述无线式螺丝刀将装置壳体的印刷电路板(PCB)和/或塑料壳体部分拉入车辆面板的组装开口(例如,车顶开口)中并且使所述物体变形。
本发明所基于的目的是在以上描述的紧固布置中减小由塑料材料制成的装置壳体中的机械应力,并且以此方式避免由于高拧紧扭矩引起的缺陷/损坏。
该目的通过独立专利权利要求的主题来实现。通过从属权利要求、以下说明和附图描述了本发明的有利改进。
作为解决方案,本发明包括一种装置或模块的装置壳体在机动车辆的车辆面板上的紧固布置,其中,装置壳体支承在车辆面板的第一侧上,并且该装置的组装附件(沿着插入方向)穿过车辆面板的组装开口插入,并且从装置壳体突伸到组装附件中的紧固螺钉被拧紧并因此将设置在组装附件中的配对件拉靠在车辆面板的与第一侧相反的第二侧上。为此目的,配对件本身可以具有例如带螺纹的螺纹孔,紧固螺钉在该螺纹孔中旋转。通过转动或拧紧紧固螺钉,配对件朝向车辆面板的第二侧被拉动,并且可以与组装开口的周边(即,与车辆面板)建立形状配合。替代性地,配对件可以具有孔或贯通开口,紧固螺钉穿过该孔或该贯通开口插入,并且紧固螺钉的螺母可以沿朝向车辆面板的方向推动配对件。
在螺钉头部(在车辆面板的第一侧上的装置壳体中)与配对件(在车辆面板的另一侧上)之间由于拧紧的紧固螺钉而作用的力也从螺钉头部作用在装置壳体的壳体壁上,螺钉头部直接或间接地支承在或支撑在该壳体壁上。以此方式,力可以经由螺钉头部传递到装置壳体的壳体壁中,并且因此,装置壳体可以通过形变而被拉到组装开口中或被拉向组装开口。通常,不能减小组装开口,因为包含配对件的组装附件必须穿过所述组装开口插入。使用组装附件的优点在于,组装过程中的工作或组装必须在一侧上(即,仅从第一侧)执行,因为装置壳体可以放置在组装开口上,在该过程中,具有配对件的组装附件可以穿过组装开口插入,并且然后通过从第一侧拧紧紧固螺钉,也可以实现或执行配对件的对准和朝向车辆面板的第二侧的拉动。然而,由于这样要求的组装开口的大小,当螺钉头部压靠在壳体壁上时,装置壳体的壳体壁的支撑相应地很小,因为螺钉头部可能具有比组装开口更小的直径。特别是在开篇所述的力在大于3Nm的范围内的情况下。
然而,为了避免如可能由紧固螺钉的螺钉头部的接触压力引起的壳体的壳体壁的形变,设想支撑元件被设置在装置壳体中,该支撑元件沿着平行于车辆面板的面板表面的至少一个空间方向具有外部尺寸,该外部尺寸大于组装开口在同一空间方向上的内径、或等于内径、或比内径小最多百分之20,并且支撑元件以此方式将通过紧固螺钉的螺钉头部的拧紧施加的力借助于穿过装置壳体的壳体壁的支撑元件传递到车辆面板上,并且尤其以此方式防止或至少最小化装置壳体上和/或设置在该装置壳体中的PCB上的形变,从而避免由于所引入的旋拧力(紧固螺钉的力)而造成的损坏。换言之,垂直于插入方向(组装附件已沿着该插入方向插入组装开口中)的支撑元件在至少一个空间方向上比组装开口本身更宽或更大,使得支撑元件支承在组装开口的边缘上(在其间的壳体壁设置在支撑元件与车辆面板之间)。优选地,在组装开口上方的支撑元件支承在组装开口的轮廓的至少40%的范围中,或者该支撑元件在所有方向上突伸超出组装开口,因此改善了力的分布。例如,支撑元件可以被设计为板或盘。支撑元件可以具有例如孔或贯通开口,紧固螺钉穿过该孔或该贯通开口插入,使得螺钉头部压在支撑元件上或支承在该支撑元件上并且可以将力或接触压力传递到支撑元件,并且支撑元件(而不是壳体壁)朝组装开口的周边侧向地(即,横向于插入方向)分布或消散力或接触压力。然而,已经证明,如果外部尺寸等于内径或比内径小最多百分之20,就足以实现优点。在后一种情况下,支撑元件的外部尺寸因此则是内径的至少百分之80。这仍是足够的,因为装置壳体的壳体壁在支撑元件与组装孔洞的周边之间的所得短距离上足够稳定,以便在不被损坏和/或因此显著变形的情况下传递力。如果拧紧紧固螺钉的扭矩小于6牛顿米,则尤其如此。
由本发明引起的优点在于,独立于壳体壁的强度、并且因此独立于壳体壁的材料选择,通过提供支撑元件可以建立或实现的是:从螺钉头部传出的力可以经由支撑元件引导或导向至组装开口的周边(即,朝向车辆面板)。这意味着壳体壁的材料自身不必能够在无形变的情况下向车辆面板并因此横向于插入方向传递力。
本发明还涵盖了产生额外优点的发展。
一种改进包括:支撑元件具有弯曲部或凸部,并且支撑元件具有与壳体的包围装置的形状对应的形状编码,支撑元件被插入在该包围装置中,并且支撑元件的由弯曲部引起的凸部指向背离车辆面板。所述弯曲部或凸部可以导致例如支撑元件中的所述贯通开口或孔借助于钻孔器被钻出,并且因此,支撑元件是凹进的并且于是不再表示例如完全平坦的板或盘,但是支撑元件的边缘例如相对于中心凸起例如多于十分之一毫米、但通常小于十分之五毫米。换言之,由于弯曲部或凸部,支撑元件可以具有盘形弹簧的形状。虽然这可能是与生产相关的(例如通过所述钻孔和/或通过由金属板材冲压出支撑元件而引起),但是这可以被有利地利用,因为形状编码确保了支撑元件通过其在装置壳体中的弯曲部或凸部而在包围部或包围装置中对准,其方式为使得支撑元件充当盘形弹簧,即,螺钉头部支承在弯曲部的最高点上,并且支撑元件的周边支承在壳体壁上。在由塑料材料制成的装置壳体中,包围装置可以例如借助于注塑模制过程形成。例如,这可以是框架和/或卡位件元件(例如,比如螺柱或腹板),后者的轮廓对应于由形状编码限定的轮廓。形状编码的示例可以是支撑元件被设计为在一个方向上具有延伸部(例如,拐角)的圆盘。通常,形状编码防止支撑元件的轮廓中的旋转对称和/或镜像对称。特别地,它防止了支撑元件借助一侧以及倒置地借助另一侧来配合在包围装置中。通过使用形状编码,根据所谓的防错原理,可以确保技术人员将支撑元件以正确的空间取向插入包围装置中,以便获得盘形弹簧的效果,尽管弯曲部不应被肉眼察觉。以此方式,甚至可以有利地利用支撑元件的与生产相关且因此在计划外的弯曲部或凸部。
一种改进包括:支撑元件由比壳体壁的材料更坚固和/或更硬的材料制成,其中,支撑元件(作为插入元件或插入垫圈)被设置在螺钉头部与壳体壁之间并且为此目的具有贯通开口,紧固螺钉的螺纹螺栓或螺钉柄或螺纹柄穿过该贯通开口插入。特别地,优选地具有在500MPa-1200 MPa之间的强度的钢(在此可以由本领域技术人员选择各种不锈钢以及退火钢)已被证明作为材料是有利的。因为支撑元件的材料可以独立于壳体壁的材料来进行选择,壳体壁可以针对其他应用(例如,紧密度和/或生产成本)进行优化,并且仍然借助于支撑元件提供用于将力从螺钉头部消散到车辆面板中的足够坚固和/或硬的材料。通常,装置壳体可以例如包括塑料材料(例如,聚碳酸酯)作为材料。例如,装置壳体可以借助于注塑模制过程来生产。
一种改进包括:至少一个尖刺部被形成在配对件上,该至少一个尖刺部在车辆面板的第二侧上在相应的穿刺部位处被压入车辆面板的涂料中和/或压入车辆面板的金属中,其中,支撑元件在车辆面板的第一侧上与相应的穿刺部位相反地延伸并且以此方式在相应的穿刺部位处支撑车辆面板。通常,配对件可以被设计为例如盘或板。在拧紧紧固螺钉时,配对件被该紧固螺钉拉靠在车辆面板的第二侧(即,例如,车辆面板的内侧)上。在该过程中,从配对件作用在车辆面板上的力可以用于将形成在配对件上的至少一个(例如,两个或三个或四个)尖刺部压入车辆面板中,从而例如穿过该车辆面板的涂漆或涂料和/或压入车辆面板的金属中。这允许建立或提供从装置的电部件(比如印刷电路板)经由紧固螺钉和配对件到车辆面板的电连接。为此目的,配对件本身优选地由导电材料(例如,金属、特别是钢)形成。除了材料的选择之外,可以通过涂层(例如,ZN-NI(锌-镍))实现优点,其尤其确保了在建立到车辆面板的电链接时的腐蚀保护。由于对应的机械应力在尖刺部的相应穿刺部位处从尖刺部作用到车辆面板上,因此可以通过在车辆面板的相反的第一侧上的对应宽或大的支撑元件来确保:用于车辆面板的机械支撑由在车辆面板的与相应的穿刺部位相反的第一侧上的支撑元件提供,从而避免了车辆面板朝向第一侧(例如,车辆面板的外侧)凹陷。配对件上的尖刺部可以被设计为例如附件或尖端或爪形件,该附件或尖端或爪形件可以例如通过弯曲配对件的拐角或尖端来形成。
先前,支撑元件已经被描述为板或盘。然而,支撑元件还可以具有附加的三维结构以支持力从螺钉头部到车辆面板的消散。
一种改进包括:接片被形成在支撑元件的至少一个边缘上,该接片穿过壳体壁中的相应的槽缝插入并且直接支承在车辆面板上。以此方式,支撑元件可以经由接片直接支撑在车辆面板上,并且不必支承在壳体壁的材料上或经由壳体壁将力传递到车辆面板。这防止了壳体壁在支撑元件与车辆面板之间压坏。如已经描述的,相应的接片可以特别地被对准或设置,其方式为使得接片特别地与相应尖刺部的至少一个穿刺部位相反地支承。换言之,在车辆面板的第二侧上的尖刺部相应地压入穿刺部位中,该穿刺部位表示对于支撑元件的接片在车辆面板的相反的第一侧上的支撑表面或支撑区域。
一种改进包括:衬圈被形成在支撑元件的至少一个边缘上,该衬圈是通过使支撑元件的周边弯曲而形成的。衬圈或者直立或弯曲的边缘可以例如通过深拉支撑元件来实现或形成。因为支撑元件没有被设计为平坦的盘或板,而是支撑元件的至少一个边缘、特别是两个边缘或所有边缘相对于板平面直立或弯曲或卷曲,支撑元件的弯曲刚度与如板或盘等设计相比是增加的。
一种改进包括:支撑元件被紧固到螺钉头部。例如,其中支撑元件被提供为盘的螺钉头部例如被按压到该盘上,因此借助于压配合被附接到紧固螺钉的螺钉柄。换言之,螺钉头部的直径在此增大,其方式为使得所述螺钉头部具有的尺寸大于组装开口的内径。支撑元件的盘形状可以是圆形的或矩形的。替代性地,支撑元件可以插入装置壳体中(例如,所描述的包围装置中)。
一种改进包括:该装置的电路的印刷电路板(PCB)通过螺钉头部和/或通过支撑元件保持在装置壳体中。换言之,电路的PCBA的印刷电路板也借助于紧固螺钉来保持。在此,通过紧固螺钉的拧紧来保护印刷电路板免于在组装开口的方向上凹进或变形,因为从螺钉头部传出的力可以例如通过印刷电路板消散或在组装开口的周边处直接消散到车辆面板中。换言之,在这种情况下,支撑元件也支撑印刷电路板以防形变。
其中设置有配对件的组装附件必须满足两个条件。一方面,它必须配合穿过组装开口,并且另一方面,在紧固螺钉的拧紧过程中,配对件必须相对于组装开口对准,其方式为使得配对件支承在组装开口的周边上,即,使得所述配对件不再可以从组装开口拉出。
一种改进包括:组装开口具有长形形状,该长形形状具有纵向尺寸和相对于纵向尺寸更小的横向尺寸(例如,矩形形状),并且配对件比长形形状的纵向尺寸或对角线更短并且比横向尺寸更长,并且被安装在组装附件中从而可旋转一旋转角,该旋转角在从40°至140°的范围内,其中,通过拧紧紧固螺钉,旋转位置改变,其方式为使得配对件通过拧紧而侧向地旋转出组装附件的侧壁并且支承在组装附件的卡位件上。特别地,组装附件被指明的方式为使得,当该装置被组装在车辆面板上时,通过拧紧紧固螺钉,配对件的旋转位置从组装位置开始改变,使得配对件的一部分通过拧紧而侧向地旋转出组装附件的侧壁进入保持位置中并且支承在组装附件的卡位件上。换言之,在插入组装附件时,配对件沿着组装开口的纵向尺寸或纵向方向在该组装附件中对准,使得配对件可以穿过组装开口朝向车辆面板的第二侧插入。如果紧固螺钉随后被转动或拧紧,则配对件共同旋转,直到它在所述角度范围内旋转之后停止在卡位件处为止,并且被防止进一步的旋转。然而,以此方式,配对件借助于其纵向尺寸相对于组装开口横向地或倾斜地定向,其方式为使得配对件不再配合组装开口(由于较小的横向尺寸)并且因此可以与组装开口的周边(即,与车辆面板)建立形状配合。以此方式,该装置到车辆面板的紧固能够通过插入组装附件并拧紧紧固螺钉来执行。这简化了组装程序。
一种改进包括:支撑元件支承在肋结构上,该肋结构被配置在壳体壁上。因此,可以在壳体壁上配置肋结构或凸起结构(例如,腹板),支撑元件可以支承在该肋结构或凸起结构上。从支撑元件传递到车辆面板的力可以由肋结构的形状导向。与围绕肋结构的壳体壁的区域相比,肋结构还表示该壳体壁的增厚,其方式为使得壳体壁的稳定性或抗压缩性可以通过肋结构的构型来调整。特别地,提供的是,壳体壁上的附件是借助于肋结构形成的,这些附件突伸超出支撑元件的周边,即,被设计成比支撑元件更宽或具有比该支撑元件更大的外部尺寸。这允许从支撑元件开始进入壳体壁中的力分布在大于支撑元件本身所覆盖的面积的面积上。
一种改进包括:该装置被设计为车顶天线模块,并且车辆面板是机动车辆的车辆车顶。特别是在车辆车顶的情况下,已经证明有利的是使用所描述的紧固布置来保持或紧固附接到该车辆车顶的装置、特别是车顶天线。特别是在这种情况下,该装置包括所描述的印刷电路板,该印刷电路板借助于紧固螺钉被保持在装置壳体中。例如,用于天线的放大器和/或滤波器和/或阻塞电路可以设置在车顶天线模块中。
作为另外的解决方案,本发明包括一种机动车辆,该机动车辆具有紧固到机动车辆的车辆面板的装置,其中,该装置借助于根据前述权利要求之一所述的紧固布置来紧固。换言之,因此还提供了一种机动车辆,该机动车辆可以被设计为例如乘客机动车辆或机动卡车或乘客公共汽车。该机动车辆可以可靠地生产,因为该装置可以借助于紧固螺钉和配对件以很少的额外努力保持在车辆面板上,而不引起该装置的壳体和/或印刷电路板的形变或损坏。
作为另外的解决方案,本发明包括一种装置、特别是车顶天线模块,该装置具有装置壳体和设置在该装置壳体上的组装附件,该组装附件用于沿着插入方向穿过机动车辆的车辆面板的组装开口插入,其中,从装置壳体突出到组装附件中的紧固螺钉借助于螺纹连接到设置在组装附件中的配对件。支撑元件被设置在装置壳体中,该支撑元件沿着垂直于插入方向的至少一个空间方向具有外部尺寸,该外部尺寸大于组装附件在同一空间方向上的外部尺寸,和/或该支撑元件沿着横向于或垂直于插入方向的至少一个空间方向具有外部尺寸,该外部尺寸等于或大于组装附件的横向尺寸和/或大于配对件的纵向范围。该装置可以被准备好用于组装,其方式为使得配对件已经设置在组装附件中并且紧固螺钉已经从装置壳体朝向配对件突伸到组装附件中。通过将组装附件插入机动车辆的车辆面板中的组装开口中并且拧紧或转动紧固螺钉,该装置可以附接到车辆面板,而不会由于拧紧紧固螺钉时的扭矩而损坏借助于紧固螺钉保持的装置壳体和/或印刷电路板。当然,扭矩在此被限制为例如小于6Nm、特别地小于5Nm、但可以特别地大于3Nm。组装附件可以例如形成为保持架、或由多个侧壁形成,并且被设计用于在组装过程中(在拧紧紧固螺钉之前)保持配对件。本领域技术人员可以在此利用相应已知的解决方案。
本发明还包括根据本发明的装置以及根据本发明的机动车辆的改进,这些改进具有如已经在根据本发明的紧固布置的改进的背景下描述的特征。为此,在此不再描述对根据本发明的方法的对应改进。
本发明还涵盖了所描述的实施例的特征的组合。
下文中描述了本发明的示例性实施例。在附图中:
图1示出了截面的示意图示,该截面穿过根据本发明的机动车辆的实施例的一部分;
图2示出了根据本发明的装置的实施例的分解视图的示意图示;
图3示出了图2的装置在组装状态下的示意图示;
图4示出了具有形状编码的支撑元件的示意图示;
图5示出了具有弯曲部的支撑元件的示意图示;
图6示出了根据本发明的装置的另一个实施例的分解视图的示意图示;
图7示出了图6的装置在组装状态下的示意图示;
图8示出了具有配对件的组装附件的截面视图的示意图示,该配对件使用尖刺部压入车辆面板中;
图9示出了图8的支撑元件在组装状态下的示意图示,其中展示了力通量;
图10示出了在组装位置和保持位置中的配对件的示意图示,在所述位置之间的改变通过拧紧紧固螺钉而发生;以及
图11示出了具有接片和衬圈的支撑元件的示意图示。
下文说明的示例性实施例是本发明的优选实施例。在示例性实施例中,该实施例的所描述部件各自表示本发明的单独特征,这些单独特征将被彼此独立地考虑并且各自还彼此独立地改进本发明并且因此还可以单独地或以除所示组合之外的组合被认为是本发明的一部分。此外,所描述的实施例还可以由本发明的已经描述的另外特征进行补充。
在附图中,功能等同的元件各自设有相同的附图标记。
图1示出了机动车辆10的车辆面板11,该车辆面板可以是例如机动车辆10的车辆车顶。在车辆面板11上,模块或装置13可以组装在第一侧12或外侧上,该模块或装置13可以是例如机动车辆10的天线电路或天线。为了将装置13紧固到车辆面板11,车辆面板11具有组装开口14,装置13的组装附件15可以穿过该组装开口插入。组装附件15可以形成在装置13的装置壳体16上或紧固到该装置壳体。配对件17(例如,金属的板或盘)可以设置在组装附件15中。紧固螺钉18可以设置在装置13中,该紧固螺钉通过借助于结合在螺纹螺栓或螺钉柄19中的螺纹19’拧紧或转动而可以已经将配对件17拉靠在车辆面板11的第二侧20或内侧上,其结果是,装置13与车辆面板11借助于紧固螺钉18和配对件17来稳固或紧固。示出了配对件17可以如何具有尖刺部21,在转动或拧紧紧固螺钉18时,这些尖刺部可以已在相应的穿刺部位22处压入车辆面板11中。通过拧紧紧固螺钉18,螺钉头部23可以在装置壳体16上施加接触力或接触压力、或者通常是力24。为了使壳体16的材料不必横向于组装附件15的插入方向25将力24传递到组装开口14的周边26,可以提供支撑元件27,该支撑元件在横向于或垂直于插入方向25并因此平行于车辆面板11的面板表面29的至少一个横向方向28上可以具有大于组装开口14的内径31的尺寸30。以此方式,支撑元件27因此至少沿着横向方向28(优选地完全围绕组装开口)突伸超出组装开口14。因此,支撑元件27经由装置壳体16的材料33’的壳体壁33间接地支承在车辆面板11上的组装开口14的相应周边26上。图1展示了力24可以如何因此以力通量34从螺钉头部23经由支撑元件27传递到车辆面板11。只有压缩力在此作用在装置壳体16的材料33’上,其中,在力通量34的区域中在一方面的支撑元件27与另一方面的车辆面板11之间的材料33’被保持或支撑的方式为使得,与代替支撑元件27而将只利用装置壳体16的材料33将力24从螺钉头部23传递到车辆面板11的装置壳体相比,避免或至少最小化了由于力24引起的装置壳体16的形变或偏转。
包围装置E可以形成或设置在装置壳体16中,支撑元件27可以放置在该包围装置中。如将在下文中解释的(参见图4),通过形状编码可以实现的是,可以明确地实现支撑元件27在包围装置E中的位置或布置。
图2示出了装置13的实施例,在该装置中,由于紧固螺钉18,印刷电路板35可以额外地借助于紧固螺钉18来保持在装置壳体16中。另外,壳体盖16’可以属于装置壳体16,但是这无需在此处描述的功能模式的背景下进行解释。印刷电路板35可以具有例如电接触区域K,螺钉头部23可以支承在该电接触区域K上,其方式为使得获得接触区域K与紧固螺钉18之间的电连接。接触区域K可以由印刷电路板的铜层或铝层形成。以此方式,到车辆面板11的电连接(图1中未展示)可以借助于紧固螺钉18和配对件17以及该配对件的尖刺部21在穿刺部位22处实现,如图1的背景下所述。配对件17可以由导电材料(电导率特别是至少10000S/m)、特别是金属(例如,钢)制成。支撑元件27也可以由金属、特别是钢制成。装置壳体16可以由塑料材料(例如,聚碳酸酯)制成。
肋结构36可以被设计或设置在壳体壁33中,支撑元件27可以放置在该肋结构上。肋结构可以是突伸超出壳体壁的周围表面或从该壳体壁突出的凸起结构或模制件。一方面,由于肋结构36,在支撑元件27在壳体壁33上的支撑表面的区域中,壳体壁33的材料厚度与周围区域37相比可以加厚。另外或替代性地,借助于肋结构36可以提供的是,将作用在壳体壁33上的力24从支撑元件27分散或分布到支撑元件27的周边上的区域,其方式为使得力24也可以作用在超出支撑元件27的周边的壳体壁33上。
图3可视化了在组装状态下的装置13,在该组装状态下配对件17通过紧固螺钉18被拉靠在车辆面板11(图3中未示出)上,并且尖刺部21在穿刺部位22处压入车辆面板11中。在此,配对件17可以支承在机械卡位件38上,在转动或拧紧紧固螺钉18时,该机械卡位件阻挡配对件17的旋转移动,其中,配对件17从组装附件15的侧壁39突伸并且因此表示车辆面板11中的组装开口14方面的形状配合。
图4示出了具有形状编码40的支撑元件27的实施例,其结果是防止了支撑元件27的旋转对称。特别地,通过形状编码40避免了支撑元件27可以被放置在面朝下(从而被倒置)的上侧41的包围装置E中。
图5可视化了可以如何借助于形状编码40(参见图4)实现支撑元件27的弯曲部42被对准,其方式为使得由于支撑元件27,在力24到壳体16的壳体壁33的传递方面获得盘形弹簧的作用,也就是说,由弯曲部引起的凸部43背离车辆面板11或该车辆面板的面板表面定向。为了阐明,图5可视化了不正确的布置44,在该不正确的布置中,弯曲部朝向车辆面板11定向,其方式为使得在没有盘形弹簧的作用的情况下,力24作用在装置壳体16上。
图6展示了装置13的替代设计实施例,在该实施例中,支撑元件27可以具有一个或多个接片45,支撑元件27可以借助于该一个或多个接片直接支承在车辆面板或面板表面29上。图7可视化了对应于图3的具有接片或多个接片45的支撑元件27的对应布置。
图8可视化了力24可以如何借助于接片45以力通量34从支撑元件27内的螺钉头部23传递到车辆面板11。为此目的,该至少一个接片45可以穿过壳体壁33中的相应的槽缝46插入,使得相应的接片45支承在车辆面板11的面板表面29上。以此方式,支撑元件27可以直接支承在车辆面板11上。
螺钉柄19可以穿过支撑元件27中的贯通开口48插入。
图8进一步可视化了在组装附件15的组装或插入过程中,组装附件15中的配对件17可以如何沿着插入方向25穿过组装开口14定位在组装位置49中。如果后来在组装过程中借助于工具50实现紧固螺钉18的拧紧51或转动,则拉力53可以通过螺钉柄19的螺纹19’经由配对件17的螺纹52施加在配对件17上。配对件17可以被边缘54支撑而不旋转,但是在进一步的旋转51’过程中,由于螺纹19’和拉力53,导致配对件17朝向组装开口14的移动。在该过程中,配对件17沿着螺钉柄19移动。如果配对件17然后移过边缘54,配对件17就可以通过旋转移动56从组装位置49改变到保持位置55,其中所述配对件17然后停止在所描述的卡位件38处,并且在紧固螺钉18的拧紧51或进一步的拧紧过程中不执行任何进一步的旋转移动56。以此方式,配对件17被“设置为横向的”并且从组装附件15的侧壁39突伸。由于配对件17,进一步的拧紧51导致车辆面板11上的进一步的移动57,直到到达穿刺部位22为止,在这些穿刺部位处,尖刺部21在进一步的拧紧51过程中穿刺或凹进到车辆面板11中。
穿刺部位22特别地相对于车辆面板11的面板表面29上的相应接片45的支撑区域22’。换言之,穿刺部位22和相应的支撑区域22’彼此相反地设置在车辆面板11的两侧12、20上。
图9可视化了具有所描述的接片45的支撑元件27的实施例。另外或替代性地,衬圈60可以被形成或设计在支撑元件的周边或边缘61上。例如,衬圈60可以通过对板进行深拉形成,支撑元件27将从该板形成。特别地,衬圈60是环绕的。可以有利地通过衬圈60调整、限定或增加挠曲刚度。
图10从另一个视角再次示出了组装附件15中的配对件17的组装位置49和保持位置55。
该图展示了组装开口14可以如何具有长形形状70,在该长形形状中,纵向尺寸71大于横向尺寸72。例如,形状70可以是矩形形状。配对件17的纵向范围73可以小于组装开口14的纵向尺寸71或对角线并且大于横向尺寸17。在保持位置55中,具有纵向范围73的配对件17可以平行于横向尺寸72对准。以此方式,在保持位置55中,配对件17不再可以与插入方向25相反地从组装开口14中拉出,并且获得了配对件17与车辆面板11之间的所描述的形状配合。另一方面,在组装位置49中,纵向范围73可以对准成使得组装附件15中的配对件17可以穿过组装开口14插入。从组装位置49到保持位置55的改变由所描述的旋转51’产生,该旋转例如为45°或90°或者通常在40°与140°之间的范围内。
因此,在PCBA下方引入优选金属的支撑元件以用于分布由紧固螺钉引入的力。这将力分布在更大的表面积上并防止/减少了PCB和装置壳体的局部偏转。这种措施对于在车辆车身中具有大的组装开口以及高拧紧扭矩的紧固件(间接螺纹连接)是尤其必要的。
替代解决方案是将这个支撑元件安装在PCBA上方、安装在螺钉头部正下方、或对应地增大螺钉头部自身的大小(例如,作为成型盘或作为压力配合盘)。该构思可以用于具有和不具有由塑料材料制成的PCBA的旋拧式壳体,在该旋拧式壳体中将超过可允许应力。
在安装其他部件时,现在可以使用4Nm(400kg)的无线式螺丝刀,这不再承担以下风险:所述无线式螺丝刀将天线模块的印刷电路板和/或塑料壳体部分(保持架)拉入车顶开口中,并且使所述印刷电路板和/或塑料壳体部分变形(在大于4Nm(即,400kg)时的问题)。
支撑元件使壳体的形变最小化。为此目的,特别地,它侧向地(至少在一个维度上)突伸超出机动车辆车顶组装开口并且被形成为:
-垫圈状元件,即,形成为板或盘(优选解决方案);
-螺钉头部的颈部大于组装开口;
-具有侧向弯曲接片的附接件,这些侧向弯曲接片在压力下压入槽缝中(例如,在塑料壳体部分或保持架中),并且这些侧向弯曲接片可以直接支承在车辆面板上,以便将压力传递到该车辆面板上(参见图8);
形成为垫圈或大螺钉头部、或中间部分。
总体上,示例示出了可以如何提供用于将螺钉头部的接触压力分布在壳体壁和PCB上的支撑元件。
附图标记清单
10 机动车辆
11 车辆面板
12 第一侧
13 装置
14 组装开口
15 组装附件
16 壳体盖
16 装置壳体
17 配对件
17 横向尺寸
19 螺纹
19 螺钉柄
20 第二侧
21 尖刺部
22 穿刺部位
23 螺钉头部
24 力
25 插入方向
26 周边
27 支撑元件
28 横向方向
29 面板表面
30 尺寸
31 内径
33 壳体壁
33' 材料
34 力通量
35 印刷电路板
36 肋结构
37 周围区域
38 卡位件
39 侧壁
40 形状编码
41 上侧
42 弯曲部
43 凸部
44 不正确布置
45 接片
46 槽缝
48 贯通开口
49 组装位置
50 工具
51 拧紧
52 螺纹
53 拉力
54 边缘
55 保持位置
56 旋转移动
57 移动
60 衬圈
61 边缘
70 形状
71 纵向尺寸
72 横向尺寸
73 纵向范围

Claims (13)

1.一种装置(13)的装置壳体(16)在机动车辆(10)的车辆面板(11)上的紧固布置,其中,装置壳体(16)支承在该车辆面板(11)的第一侧(12)上,并且该装置(13)的组装附件(15)穿过该车辆面板(11)的组装开口(14)插入,并且从该装置壳体(16)突伸到该组装附件(15)中的紧固螺钉(18)被拧紧并因此将设置在该组装附件(15)中的配对件(17)拉靠在该车辆面板(11)的与该第一侧(12)相反的第二侧(20)上,其特征在于,支撑元件(27)被设置在该装置壳体(16)中,该支撑元件沿着平行于该车辆面板(11)的面板表面(29)的至少一个空间方向(28)具有外部尺寸(30),该外部尺寸大于该组装开口(14)在同一空间方向(28)上的内径(31)、或等于该内径(31)、或比该内径(31)小最多百分之20,并且该支撑元件(27)以此方式将通过该紧固螺钉(18)的螺钉头部(23)的拧紧(51)施加的力(24)借助于穿过该装置壳体(16)的壳体壁(33)的该支撑元件(27)传递到该车辆面板(11)上。
2.如权利要求1所述的紧固布置,其中,该支撑元件(27)具有弯曲部(42),并且该支撑元件(27)具有与该装置壳体(16)的包围装置(E)的形状(70)对应的形状编码(40),该支撑元件(27)被放置到该包围装置中,并且该支撑元件(27)的由该弯曲部(42)引起的凸部(43)指向背离该车辆面板(11)。
3.如前述权利要求之一所述的紧固布置,其中,该支撑元件(27)由比该壳体壁(33)的材料(33’)更坚固和/或更硬的材料(33’)制成,其中,该支撑元件(27)被设置在该螺钉头部(23)与该壳体壁(33)之间并且为此目的具有贯通开口,该紧固螺钉(18)的螺钉柄(19)穿过该贯通开口插入。
4.如前述权利要求之一所述的紧固布置,其中,至少一个尖刺部(21)被形成在该配对件(17)上,该至少一个尖刺部在该车辆面板(11)的该第二侧(20)上在相应的穿刺部位(22)处被压入该车辆面板(11)的涂料中和/或压入该车辆面板(11)的金属中,其中,该支撑元件(27)在该车辆面板(11)的该第一侧(12)上与相应的穿刺部位(22)相反地延伸并且以此方式在相应的穿刺部位(22)处支撑该车辆面板(11)。
5.如前述权利要求之一所述的紧固布置,其中,接片(45)被形成在该支撑元件(27)的至少一个边缘(61)上,该接片穿过该壳体壁(33)中的相应的槽缝(46)插入并且直接支承在该车辆面板(11)上。
6.如前述权利要求之一所述的紧固布置,其中,衬圈(60)被配置在该支撑元件(27)的至少一个边缘(61)上,该衬圈是通过使该支撑元件(27)的周边弯曲而形成的。
7.如前述权利要求之一所述的紧固布置,其中,该支撑元件(27)被紧固到该螺钉头部(23)。
8.如前述权利要求之一所述的紧固布置,其中,该装置(13)的电路的印刷电路板(35),PCB,通过该螺钉头部(23)和/或通过该支撑元件(27)保持在该装置壳体(16)中。
9.如前述权利要求之一所述的紧固布置,其中,该组装开口(14)和/或该组装附件(15)具有长形形状(70),该长形形状具有纵向尺寸(71)和相对于该纵向尺寸(71)更小的横向尺寸(72),并且该配对件(17)比该长形形状(70)的纵向尺寸(71)或对角线更短并且比该横向尺寸(72)更长,并且被安装在该组装附件(15)中从而可旋转一旋转角,该旋转角在从40°至140°的范围内,其中,该组装附件(15)被指明的方式为使得,当该装置被组装在该车辆面板(11)上时,通过拧紧(51)该紧固螺钉(18),该配对件(17)的旋转位置从组装位置(49)开始改变,使得该配对件(17)的一部分通过拧紧(51)而侧向地旋转出该组装附件(15)的侧壁(39)进入保持位置(55)中并且支承在该组装附件(15)的卡位件(38)上。
10.如前述权利要求之一所述的紧固布置,其中,该支撑元件(27)支承在肋结构(36)上,该肋结构被配置在该壳体壁(33)上。
11.如前述权利要求之一所述的紧固布置,其中,该装置(13)被设计为车顶天线模块,并且该车辆面板(11)是该机动车辆(10)的车辆车顶。
12.一种机动车辆(10),该机动车辆具有紧固到该机动车辆(10)的车辆面板(11)的装置(13),其中,该装置(13)借助于如前述权利要求之一所述的紧固布置来紧固。
13.一种装置(13),该装置特别是车顶天线模块,具有装置壳体(16)和设置在该装置壳体上的组装附件(15),该组装附件用于沿着指定的插入方向(25)穿过机动车辆(10)的车辆面板(11)的组装开口(14)插入,其中,从该装置壳体(16)突伸到该组装附件(15)中的紧固螺钉(18)通过螺纹(52)连接到设置在该组装附件(15)中的配对件(17),其特征在于,支撑元件(27)被设置在该装置壳体(16)中,该支撑元件沿着横向于或垂直于该指定的插入方向(25)的至少一个空间方向(28)具有外部尺寸(30),该外部尺寸等于或大于该组装附件(15)的横向尺寸(72)和/或大于该配对件(17)的纵向范围(73)。
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