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Die
Efrindung betrifft ein Bauteil nach dem Oberbegriff des Patenanspruchs
1.
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Bauteile,
die empfindlich gegen Stoß, Schmutz,
Staub, Feuchtigkeit o. dgl. sind, können mit einem Körper umhüllt sein,
um diese Bauteile entsprechend zu schützen. Solche Bauteile können beispielsweise
in einem elektronischen Schlüssel
für ein Schließsystem
in einem Kraftfahrzeug Verwendung finden.
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Ein
derartiges Bauteil für
den elektronischen Schlüssel
besitzt eine elektrische und/oder elektronische Bauelemente enthaltende
elektrische/elektronische Schaltung, die umhüllend mit dem Körper in
der Art eines Gehäuses
versehen ist. Die solcherart vor schädlichen Einflüssen geschützte Schaltung
befindet sich dann im wesentlichen unzugänglich im Körper. Aufgrund der Unzugänglichkeit
der Schaltung ist es dann nicht mehr möglich ein Bauelement nachträglich in
der Schaltung anzuordnen. Ein solches Erfordernis kann jedoch beispielsweise
dann gegeben sein, wenn das Bauelement, wie eine Sende- und/oder
Empfangsspule in dem elektronischen Schlüssel, noch nachträglich abzugleichen
ist.
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Zu
einem anderen Zweck, nämlich
zur Reduzierung der Variantenvielfalt für eine Baugruppe, ist in der
DE 197 55 767 C2 vorgeschlagen,
nachträglich den
jeweils gewünschten
Stecker an der Baugruppe anzuordnen. Hierzu besitzt das Gehäuse der
Baugruppe eine Öffnung,
in die der Stecker eingesetzt wird. Im Hinblick auf die nachträgliche Abgleichbarkeit
der elektronischen Schaltung in der Baugruppe gibt diese Druckschrift
jedoch keine Anregung.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Bauteil derart weiter
zu entwickeln, daß ein
Bauelement bedarfsweise nachträglich
in der Schaltung angeordnet werden kann.
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Diese
Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Bauteil durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Im
Körper
des erfindungsgemäßen Bauteils befindet
sich eine Öffnung
in dem Bereich, in dem das Bauelement nachträglich anzuordnen ist, derart daß die Öffnung eine
elektrische Verbindung des Bauelements mit der elektrischen/elektronischen Schaltung
gestattet. Bei dem nachträglich
anzuordnenden Bauelement handelt es sich um ein abgleichbares und/oder
der Abgleichung dienendes Bauelement. Nach Abgleich und/oder Einsetzen
des Bauelements wird diese Öffnung
dann verschlossen. Somit ist die Möglichkeit gegeben, das Bauelement nachträglich zum
gewünschten
Zeitpunkt einzusetzen, so daß die
ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit des
Bauteils gewährleistet
ist. Dennoch ist durch vollständige
Umhüllung
der elektrischen/elektronischen Schaltung einschließlich des
nachträglich
eingesetzten Bauelements vorteilhafterweise der Schutz des Bauteils
vor schädlichen
Einflüssen
gewährleistet. Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zweckmäßigerweise
ist die elektrische/elektronische Schaltung, und zwar sind insbesondere
die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente mitsamt den
Leiterbahnen der Schaltung, auf einer Leiterplatte befindlich. Die
Umhüllung
der Schaltung mit dem Körper
kann dann so erfolgen, daß die
Leiterplatte allseitig im Inneren des Körpers befindlich ist. Es kann
aber auch genügen,
daß die
Leiterplatte einseitig und zwar an der Seite, an der sich die Bauelemente
befinden, mit dem Körper
versehen ist. Vorteilhafterweise läßt sich dann der Körper in
einfacher Weise herstellen, indem der Körper auf diese Seite der Leiterplatte
gespritzt, beschichtet, gegossen o. dgl. wird.
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Der
Körper
kann aus Kunststoff bestehen, womit das Bauteil vor allem stoßunempfindlich
ist. Als geeignete Kunststoffe haben sich Thermoplaste, thermoplastische
Elastomere o. dgl., erwiesen. In einfacher Weise kann die elektrische/elektronische Schaltung
dann mit diesen Kunststoffen in herkömmlichen Spritzgießmaschinen
umspritzt werden.
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Das
nachträgliche
Einsetzen des Bauelements ist vor allem dann erforderlich, wenn
es sich bei dem Bauelement um ein auf die Parameter der Schaltung
abgleichbares und/oder der Abgleichung dienendes Bauelement handelt.
Es erfolgt dann zum geeigneten Zeitpunkt, jedoch nach Umhüllen der Schaltung
mit dem Körper,
die entsprechende Messung der Parameter zum Abgleich des Bauelements. Anschließend wird
dann das dementsprechend abgeglichene Bauelement in die Öffnung eingesetzt. Hervorzuheben
ist besonders, daß auch
noch einer eventuellen Veränderung
von Parametern der elektrischen/elektronischen Schaltung beim Umhüllen der Schaltung
mit dem Körper
wirksam begegnet werden kann, was bisher jedenfalls nicht möglich war.
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Zweckmäßigerweise
reicht die Öffnung
im Körper
bis zur Leiterplatte, so daß das
Bauelement nachträglich
auf der Leiterplatte befestigt werden kann. Die Öffnung kann dann nach dem Einsetzen des
Bauelements beispielsweise mit Vergußmasse ausgegossen werden,
womit die Umhüllung
der Schaltung dann abschließend
vervollständigt
wird.
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Zur
Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils
bietet sich nachfolgende Verfahrensweise an. Zunächst wird die elektrische und/oder
elektronische Bauelemente enthaltende Schaltung mit Kunststoff derart
umspritzt, daß der
Körper
eine Öffnung
in dem Bereich, in dem das Bauelement nachträglich anzuordnen ist, aufweist.
Danach erfolgt zu gegebener Zeit, falls notwendig und/oder gewünscht, der
Abgleich des Bauelements. Das abgeglichene und/oder der Abgleichung
dienende Bauelement wird nachfolgend in die Öffnung eingesetzt und mit der
Schaltung elektrisch verbunden. Anschließend wird dann noch die Öffnung im
Körper
verschlossen, beispielsweise indem diese mit einer Vergußmasse ausgegossen wird.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß das
Bauteil vollständig
vor schädlichen
Einflüssen
geschützt
ist und daher besonders ausfall- und fehlersicher ist. Dies gilt insbesondere
auch für
das nachträglich
einzusetzende Bauelement. Das Bauteil ist daher besonders für sicherheitskritische
Anwendungen, wie in Kraftfahrzeugen, geeignet. Dennoch ist das Bauteil
in einfacher und kostengünstiger
Weise herzustellen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen
ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
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1 ein mit einem Schließsystem
ausgestattetes Kraftfahrzeug,
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2 einen Schnitt durch den
Schlüssel
des Schließsystems
und
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3 ein Baüteil des Schlüssels in
perspektivischer Ansicht.
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Die
Erfindung soll im folgenden näher
anhand eines elektronischen Schlüssels 5 für ein Schließsystem 3 in
einem Kraftfahrzeug 1 erläutert werden, welches in 1 dargestellt ist. Das Kraftfahrzeug 1 ist
für die
Zugangsberechtigung mit dem Schließsystem 3 als Türschließsystem
versehen, das eine Steuereinrichtung 4 und einen zugehörigen mobilen
elektronischen Schlüssel 5,
einen Identifikations(ID)-Geber, eine Chipkarte, eine Smartcard
o. dgl. umfaßt.
Der Schlüssel 5 befindet
sich im Besitz eines berechtigten Benutzers 2, womit dieser
innerhalb eines Wirkbereichs 8 bedienungsunabhängig Zugang
zum Kraftfahrzeug 1 besitzt.
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Die
Steuereinrichtung
4 und der Schlüssel
5 besitzen zu
deren bestimmungsgemäßen Betrieb Sende-
und/oder Empfangsmittel zum drahtlosen Senden und/oder Empfangen
von Signalen
7. Bei wenigstens einem dieser zwischen dem
Schlüssel
5 und
der Steuereinrichtung
4 übertragenen Signale
7 handelt
es sich um ein codiertes, elektromagnetisches Betriebssignal. Das
codierte Betriebssignal
7 dient zur Authentikation des
Schlüssels
5.
Das Betriebssignal
7 kann insbesondere aus mehreren Teilsignalen
bestehen und in einer bidirektionalen Kommunikation zwischen der
Steuereinrichtung
4 und dem Schlüssel
5 übertragen
werden. Im Hinblick auf nähere
Einzelheiten zur bidirektionalen Kommunikation an sich wird auch
auf die
DE 43 40 260
A1 verwiesen.
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Bei
berechtigtem Schlüssel 5,
was in der Authentikation nach positiver Auswertung des übertragenen
Betriebssignals 7 festgestellt wird, ist die Ent- und/oder
Verriegelung der Autotüren 6 bewirkbar.
Die Übertragung
des codierten Betriebssignals 7 erfolgt dann, wie man der 1 entnehmen kann, wenn der berechtigte
Benutzer 2 den Türgriff 10 an
der Autotüre 6 betätigt oder
sich dem Türgriff 10 annähert. Dadurch
wird die Entriegelung der Autotüren 6 entsprechend
der KeylessEntry-Funktionalität
ausgelöst. Ebensogut
kann die Übertragung
des codierten Betriebssignals 7 auch selbsttätig ohne
Mitwirkung des Benutzers 2 erfolgen, sobald dieser den
Wirkbereich 8 betritt, was jedoch im folgenden nicht näher betrachtet
wird. Schließt
der Benutzer die Autotüren 6 von
außen,
so erfolgt eine selbsttätige
Verriegelung der Autotüren 6.
Ebensogut kann die selbsttätige
Verriegelung der Autotüren 6 erfolgen,
nachdem der Benutzer den Wirkbereich 8 verlassen hat.
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Das
Schließsystem 3 stellt
weiterhin bedienungsunabhängig
die Fahrberechtigung für
das Kraftfahrzeug 1 fest. Die Übertragung des codierten Betriebssignals 7 zur
Authentikation des Schlüssels 5 erfolgt
dann, wenn der berechtigte Benutzer 2 sich im Innenraum 24 des
Kraftfahrzeugs 1 befindet und einen in 1 schematisch angedeuteten Start/Stop-Schalter 9 im
Armaturenbrett betätigt.
Dadurch wird der Start-Vorgang o. dgl. des Kraftfahrzeugs 1 entsprechend
der KeylessGo-Funktionalität ausgelöst.
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Schließlich läßt sich
mit Hilfe des Schlüssels 5 das
Schließsystem 3 zur
Zugangsberechtigung auch bedienungsabhängig in der Art einer Fernbedienung
ansteuern. Hierfür
lassen sich die Autotüren 6 des
Kraftfahrzeugs 1 fernbedienbar bis zu einer gewissen maximalen
Entfernung vom Kraftfahrzeug 1 ver- und entriegeln, d.h.
die Zentralverriegelung für die
Autotüren
läßt sich
so durch den Benutzer 2 mittels am Schlüssel 5 befindlicher
Tasten 14 betätigen. Desweiteren
ist noch eine im wesentlichen bedienungsabhängige Fahrberechtigung in der
Art einer Nahbedienung möglich,
wozu der Schlüssel 5 in
einen im Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs 1 befindlichen,
nicht weiter gezeigten Zündstartschalter
eingesteckt wird.
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Wie
näher in 2 zu sehen ist, weist der elektronische
Schlüssel 5 ein
Gehäuse 11 auf.
An der Oberfläche
des Gehäuses 11 befinden
sich die Tasten 14. Im Inneren des Gehäuses 11 ist ein eine
elektrische/elektronische Schaltung 16 (siehe 3) enthaltendes Bauteil 12 angeordnet.
Die Schaltung 16 dient zum bestimmungsgemäßen Betrieb
des Schlüssels 5,
beispielsweise umfaßt
die Schaltung 16 die Sende- und/oder Empfangsmittel zum
drahtlosen Senden und/oder Empfangen von Signalen 7. Für die Energieversorgung
der Schaltung 16 befinden sich im Gehäuse 11 schließlich noch
Batterien 13.
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Der
Schlüssel 5 ist
im allgemeinen einem rauhen Betrieb ausgesetzt. Beispielsweise kann
der Schlüssel 5 versehentlich
vom Benutzer 2 fallengelassen werden oder auch Feuchtigkeit,
Staub, Schmutz o. dgl. ausgesetzt sein. Es ist unmittelbar ersichtlich,
daß dadurch
die elektrische/elektronische Schaltung 16 beschädigt werden
und ausfallen kann. Um einer derartigen Gefahr wirksam zu begegnen,
ist die Schaltung 16 als ein geschütztes, insbesondere stoßgeschütztes sowie
gegebenenfalls vor sonstigen schädlichen
Einflüssen
geschütztes
Bauteil 12 ausgestaltet.
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Wie
näher aus 3 hervorgeht, umfaßt das Bauteil 12 einen
vorliegend quaderförmig
ausgestalteten Körper 15 in
der Art eines Gehäuses.
Falls gewünscht,
kann jedoch der Körper 15 selbst
so ausgestaltet sein, daß dieser
das Gehäuse 11 des
Schlüssels 5 bildet,
was allerdings nicht weiter gezeigt ist. Die elektrische/elektronische
Schaltung 16 mit deren elektrischen und/oder elektronischen
Bauelementen 17, bei denen es sich beispielsweise um IC's, Mikroprozessoren,
ASIC's o. dgl. handeln
kann, befindet sich wenigstens teilweise unzugänglich im Körper 15. Der Deutlichkeit
halber ist der Körper 15 in 3 durchsichtig dargestellt,
damit die im Inneren des Körpers 15 befindlichen
Teile der Schaltung 16 sichtbar sind. Selbstverständlich kann
der Körper 15 jedoch
aus an sich undurchsichtigem Material bestehen.
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Wie
bereits erwähnt,
umfaßt
die Schaltung 16 die Sende- und/oder Empfangsmittel des
Schlüssels 5.
Im allgemeinen sind die Parameter für diese Sende- und/oder Empfangsmittel
bei der Montage des Schlüssels 5 einzustellen
oder abzugleichen. Hierzu ist ein entsprechend dimensioniertes Bauelement 18 nachträglich – also zu
einem Zeitpunkt, bei dem die Schaltung 16. bereits mit
dem Körper 15 versehen
ist – in
der Schaltung 16 anzuordnen. Bei diesem Bauelement 18,
das nachträglich
in der Schaltung 16 angeordnet wird, kann es sich beispielsweise um
eine Spule handeln.
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Die
Erfindung sieht hierzu vor, daß im
Körper 15 eine Öffnung 19 in
dem Bereich befindlich ist, in dem das Bauelement 18 anzuordnen
ist. Die Öffnung 19 ist
nun derart ausgestaltet, daß diese
eine elektrische Verbindung des Bauelements 18 mit der
elektrischen/elektronischen Schaltung 16 gestattet. Nach Abgleich
und/oder Einsetzen des Bauelements 18 wird die Öffnung 19 dann
verschlossen, so daß der Körper 15 die
Schaltung 16 mitsamt dem Bauelement 18 vollständig schützend umgibt.
Hierzu kann die Öffnung 19 nach
dem Einsetzen des Bauelements 18 beispielsweise mit einer
Vergußmasse 23 ausgegossen
werden.
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Wie
weiter aus 3 ersichtlich
ist, ist die elektrische/elektronische Schaltung 16 zweckmäßigerweise
auf einer Leiterplatte 20 befindlich. Je nach Erfordernis
kann es sich um eine einfache Leiterplatte oder auch um eine Multilayer-Leiterplatte
handeln. Auf der Leiterplatte 20 befinden sich die elektrischen und/oder
elektronischen Bauelemente 17, 18 sowie die diese
verbindenden, nicht weiter gezeigten Leiterbahnen. Zur elektrischen
Kontaktierung der Bauelemente 17, 18 kann sich
ein sogenanntes "Ball
Grid Array" als
Kontaktanordnung 21 auf der Leiterplatte 20 befinden.
Die Öffnung 19 reicht
bis zur Leiterplatte 20, um eine Befestigung des Bauelementes 18 auf der
Leiterplatte 20 zu ermöglichen.
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Bei
dem nachträglich
anzuordnenden Bauelement 18 handelt es sich in der Regel
um ein abgleichbares und/oder der Abgleichung dienendes Bauelement.
Der Abgleich erfolgt mittels einer Messung durch ein schematisch
angedeutetes Meßgerät 22 an
der Öffnung 19 im
Bauteil 12 bei der Montage des Schlüssels 5. Anhand des
ermittelten Meßwertes wird
dann das Bauelement 18 entsprechend abgeglichen oder angepaßt. Anschließend wird
dann das solchermaßen
abgeglichene beziehungsweise angepaßte Bauelement 18 in
die Öffnung 19 eingesetzt.
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Der
Körper 15 kann
aus Kunststoff bestehen. Hierzu bietet sich ein Thermoplast, ein
thermoplastisches Elastomer o. dgl. an. Aufgrund der Elastizität des beispielhaft
genannten thermoplastischen Elastomers ist die Schaltung 16 im
Körper 15 besonders stoßsicher
aufbewahrt. Ein thermoplastischer Kunststoff läßt sich in einfacher Weise
mittels herkömmlicher
Spritzgießmaschinen
verarbeiten, so daß die elektrische/elektronische
Schaltung 16 mit dem Kunststoff zur Herstellung des Körpers 15 umspritzt werden
kann.
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Das
erfindungsgemäße Bauteil 12 läßt sich mit
Hilfe des nachfolgenden Verfahrens herstellen. Zunächst wird
die elektrische und/oder elektronische Bauelemente 17 enthaltende
elektrische/elektronische Schaltung 16 mit Kunststoff derart
umspritzt, daß diese
in einem Körper 15 eingebettet
ist, wobei der Körper 15 eine Öffnung 19 in
dem Bereich aufweist, in dem das Bauelement 18 nachträglich anzuordnen
ist. Das Bauelement 18, das entsprechend angepaßt ist und/oder
gegebenenfalls zuvor noch abgeglichen wird, wird dann in die Öffnung 19 eingesetzt
und mit der Schaltung 16 elektrisch verbunden. Anschließend wird
die Öffnung 19 im
Körper 15 verschlossen.
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Die
Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. Sie
umfaßt
vielmehr auch alle fachmännischen
Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten
Erfindung. So kann ein derartiges Bauteil 12 nicht nur
für einen
elektronischen Schlüssel 5 eines
Schließsystems 3 in
einem Kraftfahrzeug 1 eingesetzt werden, sondern überall dort
Anwendung finden, wo die elektrische/elektronische Schaltung 16 vor
schädlichen
Einflüssen,
insbesondere vor Stoßbelastungen,
zu schützen
ist.
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Benutzer
- 3
- Schließsystem
- 4
- Steuereinrichtung
- 5
- (elektronischer)
Schlüssel
- 6
- Autotüre
- 7
- Signal/Betriebssignal
- 8
- Wirkbereich
- 9
- Start/Stop-Schalter
- 10
- Türgriff
- 11
- Gehäuse (von
Schlüssel)
- 12
- Bauteil
- 13
- Batterie
- 14
- Taste
(an Schlüssel)
- 15
- Körper
- 16
- (elektrische/elektronische)
Schaltung
- 17
- (elektrisches/elektronisches)
Bauelement
- 18
- (nachträglich anzuordnendes)
Bauelement
- 19
- Öffnung (im
Körper)
- 20
- Leiterplatte
- 21
- Kontaktanordnung
(auf der Leiterplatte)
- 22
- Meßgerät
- 23
- Vergußmasse (für die Öffnung)
- 24
- Innenraum
(des Kraftfahrzeugs)