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Die
Erfindung betrifft eine Kontaktfeder eines Elektronikgerätes, insbesondere
eines Antennenverstärkers,
zur Kontaktierung mit einer Kontaktstelle auf einem flächigen Bauteil,
insbesondere einer Fahrzeugscheibe eines Fahrzeuges, gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Aus
der
DE 198 23 202
A1 ist eine Fahrzeugantenneneinrichtung bekannt. Bei dieser
Einrichtung sind leitende Antennenstrukturen auf einer Fahrzeugscheibe
angeordnet, wobei diese Antennenstrukturen mit Kontaktstellen versehen
sind. Über diese
Kontaktstellen werden die leitenden Antennenstrukturen mit einem
nachgeschalteten Elektronikgerät,
bei dem es sich hier um einen Antennenverstärker handelt, kontaktiert.
Zu diesem Zweck wird eine Leiterplatte des Elektronikgerätes, die üblicherweise Leiterbahnen
und elektronische Bauteile aufweist, so auf der Fahrzeugscheibe
plaziert, dass die Kontaktstellen der Antennenstrukturen, die vorzugsweise
in Gruppen zusammengefaßt
sind, mit der Lage der zugehörigen
Kontaktstellen auf der Leiterplatte korrespondieren. Zur Festlegung
des Elektronikgerätes
auf der Fahrzeugscheibe ist ein auf der Fahrzeugscheibe angebrachter
Rahmen vorhanden, der z. B. auf die Fahrzeugscheibe aufgeklebt wird,
und in den das Elektronikgerät
(gegebenenfalls mit Gehäuse)
oder die Leiterplatte eingesetzt wird. Zwecks elektrischer Kontaktierung
zwischen den Kontaktstellen auf der Fahrzeugscheibe und den zugehörigen Kontaktstellen
auf der Leiterplatte ist je Kontaktstellenpaar eine Kontaktfeder
vorhanden, die elektrisch leitfähig
ist. Bei einem Ausführungsbeispiel
der
DE 198 23 202 A1 ist
die Kontaktfeder im Querschnitt betrachtet in etwa U-förmig ausgebildet,
wobei ein abgeflachter Schenkel der Kontaktfeder mit der Kontaktstelle
der Leiterplatte des Elektronikgerätes verlötet wird. Das andere, freie
Ende der Kontaktfeder weist eine konvexe Form auf und ist freistehend
von der Leiterplatte beabstandet. Dadurch ist die Gefahr gegeben,
dass dieses freie Ende der Kontaktfeder verbogen wird, wenn das
abgeflachte Ende an der Leiterplatte angelötet wurde. Diese Gefahr ist
gerade beim Transport der Leiterplatte, auch wenn sie in einem Gehäuse angeordnet
ist, gegeben, da die Enden der Kontaktfedern freiliegend sind und
das Federmaterial recht dünn
ist, so dass es schon bei Berührungen
verbogen wird. Wenn aber das freie Ende der Kontaktfeder verbogen
ist, ist die erforderliche Federcharakteristik für die Kontaktierung nicht mehr
gegeben, so dass dadurch kein zuverlässiger Kontakt mehr herstellbar ist.
Im schlimmsten Fall wird das freie Ende der Kontaktfeder in Richtung
der Leiterplatte platt gedrückt, so
dass diese Kontaktstelle gar nicht mehr in Verbindung gebracht werden
kann mit der zugehörigen Kontaktstelle
auf der Fahrzeugscheibe. Zwar wäre
es möglich,
eine verbogene Kontaktfeder manuell zurecht zu biegen, was aber
insbesondere bei einer Serienproduktion von Elektronikgeräten kostenintensiv ist
und zu einem unerwünschten
zusätzlichen
Montageaufwand führt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktfeder eines
Elektronikgerätes, insbesondere
eines Antennenverstärkers,
zur Kontaktierung mit einer Kontaktstelle auf einem flächigen Bauteil,
insbesondere einer Fahrzeugscheibe eines Fahrzeuges, bereitzustellen,
mit der die eingangs geschilderten Nachteile vermieden werden, wobei
diese Kontaktfeder einfach herzustellen ist und kostengünstig sein
soll.
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Diese
Aufgabe ist durch eine Kontaktfeder gelöst, die in zumindest einem
Bereich mit einer Kontaktstelle verlötet und mit einem weiteren
Bereich kraft- und/oder formschlüssig
an einer weiteren Kontaktstelle anliegt. Eine erste Ausführungsvariante
ist durch eine Kontaktfeder realisiert, deren beiden freien Enden
mit einer Kontaktstelle verlötet
sind. Eine alternative Ausführungsvariante
ist, dass die Kontaktfeder an einer Stelle mit der Kontaktstelle
auf der Leiterplatte verlötet
ist und die beiden freien Enden der Kontaktfeder formschlüssig miteinander
verbunden werden. Eine dritte Variante ist die, dass ein Ende der
Kontaktfeder mit der Kontaktstelle verlötet und die Kontaktfeder so
geformt ist, dass das andere freie Ende durch einen Durchbruch in
der Leiterplatte gerührt
ist.
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Alle
Varianten haben den Vorteil, dass kein einziges freies Ende der
Kontaktfeder von der Oberfläche
der Leiterplatte absteht, so dass nicht die Gefahr besteht, dass
eine einfache Berührung
der Kontaktfeder zu deren Verformung besteht. Durch diese Varianten
erhöht
sich also die Stabilität
der Kontaktfeder, wobei gleichzeitig die elastische Verformbarkeit
(Nachgiebigkeit) bestehen bleibt, um den gewünschten Kontaktdruck zwischen
den korrespondierenden Kontaktstellen aufrecht zu erhalten.
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Die
Kontaktfeder kommt zur Anwendung in Fahrzeugen mit integrierten
Antennensystemen, bei denen in oder auf einem flächigen Bauteil (zum Beispiel
eine Scheibe wie eine Heckscheibe) Antennenstrukturen vorhanden
sind, die Kontaktstellen aufweisen, an denen die Kontaktfeder kraft-
und/oder formschlüssig
zur Anlage kommt, wobei über
die Kontaktfeder der Anschluß der
Antennenstruktur an ein nachgeschaltetes elektronisches Gerät, wie zum
Beispiel ein Antennenverstärker,
erfolgt, wobei dieses Gerät
zumindest eine weitere korresponierende Kontaktstelle (vorzugsweise
eine Leiterbahn) aufweist, mit der die Kontaktfeder stoffschlüssig, vorzugsweise durch
Verlöten,
verbunden ist.
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In
den 1 bis 11 sind mehrere Ausführungsvarianten
gezeigt, die einmal die verschiedenen geometrischen Formen der Kontaktfeder
im Schnitt und andererseits deren Anordnung auf der Leiterplatte
zeigen. So ist bei einigen Ausführungsformen
nur ein Ende der Kontaktfeder mit der Leiterplatte verbunden, während bei
anderen Varianten beide Enden oder auch teilweise oder vollständig umlaufende
Enden der Kontaktfeder mit der Leiterplatte verbunden sind.
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1 betrifft
eine Kontaktfeder 1, die auf einer ersten Kontaktstelle 2 (vorzugsweise
eine Leiterplatte eines elektronischen Gerätes, das seinerseits Leiterbahnen
aufweist) angeordnet ist. Die zweite Kontaktstelle ist mit der Bezugsziffer 3 bezeichnet, bei
der sich vorzugsweise um eine Kontaktstelle einer Antennenstruktur
auf einer Fahrzeugscheibe handelt. In der ersten Kontaktstelle 2 ist
ein Durchbruch 4 vorhanden. Die Kontaktfeder 1 hat
die in 1 gezeigte geometrische Form, so dass ein Ende 5 als
freies Ende und ein weiteres Ende 6 als festes Ende ausgebildet
ist. Das Ende 5 ragt durch den Durchbruch 4 hindurch
und ist dort frei bewegbar. Das Ende 6 ist fest und elektrisch
mit der ersten Kontaktstelle 2 verbunden, insbesondere
mittels einer Verlötung
(Lötstelle 7).
Andere stoffschlüssige Verbindung,
die gleichzeitig eine elektrische Kontaktierung realisieren, sind
denkbar (wie zum Beispiel Verkleben oder Verschweißen oder
dergleichen). Bei der Montage des elektronischen Gerätes auf
der Fahrzeugscheibe kann die Kontaktfeder 1 zusammengedrückt werden,
da das Ende 5 frei in dem Durchbruch 4 bewegbar
ist. Hierfür
ist genügend Platz
vorzusehen. Durch das Zusammendrücken während der
Montage, wobei dieser Zustand nach der Montage erhalten bleibt,
ist gewährleistet,
dass die Kontaktfeder 1 dauerhaft kraft- bzw. formschlüssig an
der Kontaktstelle 3 anliegt.
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2 zeigt
die Kontaktfeder 1 in einer weiteren Form, wobei die beiden
Enden 5, 6 auf der Leiterplatte verlötet sind.
Zumindest eine der Lötstellen 7 stellt
den elektrischen Kontakt zwischen der Kontaktfeder 1 und
der zugehörigen
Leiterbahn des elektronischen Gerätes her. Auch diese Form der
Kontaktfeder 1 gestattet es, dass sie nach der Montage
zusammendrückbar
ist und diese Form dann dauerhaft beibehält.
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3 zeigt
die Kontaktfeder 1 in einer weiteren Form, wobei die beiden
Enden 5, 6 auf der Leiterplatte verlötet sind.
Die Kontaktfeder realisiert hier zwei Höcker, die an der zweiten Kontaktstelle 3 anliegen.
Zumindest eine der Lötstellen 7 an
den Enden 5, 6 stellt den elektrischen Kontakt
zwischen der Kontaktfeder 1 und der zugehörigen Leiterbahn
des elektronischen Gerätes
her. Auch diese Form der Kontaktfeder 1 gestattet es, dass
sie nach der Montage zusammendrückbar
ist und diese Form dann dauerhaft beibehält.
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4 zeigt die Kontaktfeder 1 in
einer weiteren Form, wobei die beiden Enden 5, 6 derart
gestaltet sind, dass sie einen Formschlußbereich aufweisen, das heißt, dass
die beiden Enden 5, 6 formschlüssig miteinander verbunden
sind. Ein anderer Bereich der Kontaktfeder 1, insbesondere
ein abgeflachter Bereich, ist im Bereich der Lötstelle 7 mit der ersten
Kontaktstelle stoffschlüssig
verbunden und elektrisch kontaktiert. In der unteren Darstellung
ist der Formschlußbereich
noch einmal wiedergegeben.
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5 zeigt
die Kontaktfeder 1, die aus zwei in etwa schalenförmigen Teilen
besteht, wobei die Enden der beiden Schalen miteinander verbunden sind.
Dies kann durch Verlöten,
Verschweißen,
Verkleben, Verstemmen, Umbördeln
oder dergleichen geschehen. Die Kontaktfeder 1 kann in
ihrem Längsverlauf
im oberen und/oder unteren Bereich Ausnehmungen wie zum Beispiel
Schlitze aufweisen, um die Federcharakteristik einzustellen. Der
abgeflachte untere Teil der Kontaktfeder 1 ist wieder im
Bereich der Lötstelle 7 mit
der ersten Kontaktstelle stoffschlüssig verbunden und elektrisch
kontaktiert.
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6 zeigt
die Kontaktfeder 1 in einer weiteren Form, nämlich einer Ω-Form, wobei
die beiden Enden 5, 6 auf der Leiterplatte verlötet sind.
Zumindest eine der Lötstellen 7 stellt
den elektrischen Kontakt zwischen der Kontaktfeder 1 und
der zugehörigen
Leiterbahn des elektronischen Gerätes her. Auch diese Form der
Kontaktfeder 1 gestattet es, dass sie nach der Montage
zusammendrückbar
ist und diese Form dann dauerhaft beibehält.
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7 betrifft eine Kontaktfeder 1,
die wieder auf der ersten Kontaktstelle 2 angeordnet ist.
In der ersten Kontaktstelle 2 ist auch ein Durchbruch 4 vorhanden.
Die Kontaktfeder 1 hat die in 7 gezeigte geometrische
Form, so dass ein Ende 5 als freies Ende und weitere Enden 6 als
feste und/oder als freie Enden ausgebildet ist. Das Ende 5 ragt
durch den Durchbruch 4 hindurch und ist dort frei bewegbar.
Zumindest ein Ende 6 ist fest und elektrisch mit der ersten
Kontaktstelle 2 verbunden, insbesondere mittels einer Verlötung (Lötstelle 7).
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8 zeigt
die Kontaktfeder 1 in einer weiteren Form, nämlich einer Ω-Form, wobei
die beiden Enden 5, 6 am unteren Ende des Ω angeordnet
sind und sich dort gegenüberliegen,
damit die Ω-förmige Kontaktfeder 1 durch
den Durchbruch 4 bewegbar und mit ihrer Einschnürung dort
haltbar ist. Zumindest eine der Lötstellen 7 im Bereich
des Durchbruches 4 stellt den elektrischen Kontakt zwischen
der Kontaktfeder 1 und der zugehörigen Leiterbahn des elektronischen Gerätes her.
Auch diese Form der Kontaktfeder 1 gestattet es, dass sie
nach der Montage zusammendrückbar
ist und diese Form dann dauerhaft beibehält.
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9 betrifft
eine Kontaktfeder 1, die mit ihrem einen Ende 5 wieder
auf der ersten Kontaktstelle 2 angeordnet und dort verbunden
ist. Die Kontaktfeder 1 hat die in 9 gezeigte
geometrische tonnen- oder zylinderartige Form, wobei der Bereich
zwischen den beiden Enden 5, 6 Ausbuchtungen aufweist,
die ein gezieltes Verformen beim Zusammendrücken während der Montage realisieren.
In diesem Bereich sind Ausnehmungen vorhanden, die vorzugsweise
als Schlitze 9 ausgebildet sind, um die Federcharakteristik
einzustellen. Zumindest ein Ende 6 ist fest und elektrisch
mit der ersten Kontaktstelle 2 verbunden, insbesondere
mittels einer Verlötung (Lötstelle 7).
Auch diese Form der Kontaktfeder 1 gestattet es, dass sie
nach der Montage zusammendrückbar
ist und diese Form dann dauerhaft beibehält.
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Die 10 und 11 betreffen
eine Kontaktfeder 1, die mit ihrem einen Ende 5,
das abgeflacht ist, wieder auf der ersten Kontaktstelle 2 (hier nicht
dargestellt) angeordnet und dort verbunden ist. 10 zeigt
die Kontaktfeder 1 vor ihrer Montage, so dass sie eine
größere Höhe aufweist
als in 11, die die Kontaktfeder 1 nach
ihrer Montage zwischen den beiden Kontaktstellen (bzw. zwischen
Fahrzeugscheibe und Leiterplatte) im zusammengedrückten Zustand
zeigt. Die Kontaktfeder 1 kann durchgehend gestaltet sein,
so dass im eigentlichen Sinn die zwei Enden 5, 6 nicht
vorhanden sind. Ist sie nicht durchgehend ausgebildet (zum Beispiel
wenn sie aus einem Materialstreifen hergestellt wird), weist sie
doch die beiden Enden 5, 6 auf, die insbesondere
im abgeflachten Bereich angeordnet und dort miteinander verbunden
sind (analog zu den Enden, wie bezüglich 5 beschrieben
und dort dargestellt). Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung werden die in den beiden 10 und 11 nicht
detailliert dargestellten Laschen flach ausgebildet, übereinander
(d.h. mit Überlappung)
angeordnet und form- oder materialschlüssig zusammengefügt, z.B.
geschweisst. Dieser Bereich dient gleichzeitig als Auflagefläche (Kontaktbereich).
Die Kontaktfeder ist im Ruhezustand und im Betriebszustand dargestellt.
Auch diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass ein freies Ende der Kontaktfeder nicht mehr
in einer Weise von der Oberfläche
der Leiterplatte absteht, so dass die Gefahr bestehen würde, dass
eine einfache Berührung
der Kontaktfeder zu deren Verformung führt. Dadurch erhöht sich
also die Stabilität
der Kontaktfeder, wobei gleichzeitig die elastische Verformbarkeit
(Nachgiebigkeit) bestehen bleibt, um den gewünschten Kontaktdruck zwischen
den korrespondierenden Kontaktstellen aufrecht zu erhalten. Durch
die Verbindung der Kontaktfeder mit einer ersten Kontaktstelle (zum
Beispiel durch Verlöten)
kann sie auch nicht verloren gehen und ist vormontierbar.
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- 1
- Kontaktfeder
- 2
- erste
Kontaktstelle
- 3
- zweite
Kontaktstelle
- 4
- Durchbruch
- 5
- Ende
- 6
- Ende
- 7
- Lötstelle
- 8
- Leiterbahn
- 9
- Schlitz