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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Modul, insbesondere für ein Fahrzeug,
das ein Formoberteil und ein Formunterteil aufweist, ein Verfahren
zur Herstellung des Moduls sowie seine Verwendung.
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Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge, werden elektrisch immer aufwendiger
ausgestattet, beispielsweise mit Motoren zur automatischen Einstellung
von Komponenten oder Sensoren. Da der Verkabelungsaufwand in Fahrzeugen
daher immer aufwendiger wird, um den zur Verfügung stehende Bauraum optimal
zu nutzten, und um das Gewicht zu minimieren, ist bekannt, Flachleiter
für die
Verkabelung zu verwenden.
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Beispielsweise
offenbart die Druckschrift
DE 199
30 014 , Leiterbahnen direkt auf ein bereits vorhandenes
Bauteil des Kraftfahrzeugs aufzubringen, um die Unterbringung von
Kabelbäumen
in einem Dachhimmel oder unter Teppichen zu erleichtern. Ferner
offenbart die Druckschrift
DE
103 15 747 A1 ein dreidimensional geformtes Flachkabel,
die Druckschrift
DE 102 45
596 63 ein vorverkabeltes Ausstattungsteil, Leitungsstrang
und Verfahren zu seiner Herstellung, die Druckschrift
DE 102 27890 A1 ein flexibles
Band- oder Flachkabel, die Druckschrift
US 3 818 122 A eine flexibles
gedrucktes Schaltungsverbindungskabel, die Druckschrift
DE 100 40 079 A1 ein
textiles Verbindungskabel, die Druckschrift
DE 41 38 714 A1 einen Leitungssatz
für das
Bordnetz eines Kraftfahrzeuges, die
Druckschrift Patent Abstracts of Japan
2002178852 A eine Struktur zur Befestigung eines Kabelbaums
für ein
Fahrzeug und die Druckschrift
DE 196 28 850 A1 einen Kabelbaum und ein Verfahren
zu seiner Herstellung.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine kostengünstige,
einfach zu fertigende, platzsparende und strapazierbare Verkabelung
mit geringem Gewicht, insbesondere für ein Fahrzeug, bereitzustellen,
die sehr einfach und schnell montierbar ist.
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Gelöst wird
die Aufgabe mit einem Modul, insbesondere für ein Fahrzeug, das ein Formoberteil und
ein Formunterteil aufweist, zwischen denen als elektrische Verkabelung
ein Flachleiter angeordnet ist gemäß dem Anspruch 1.
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Aufgrund
der Anordnung des Flachleiters zwischen dem Formoberteil und dem
Formunterteil ist der Flachleiter vor Beschädigungen sowohl beim Transport
oder der Montage des Moduls, als auch bei der späteren Verwendung, beispielsweise
in einem Fahrzeug, geschützt.
Außerdem
ist der Flachleiter nicht sichtbar, so dass er den optischen Eindruck
einer Komponente, an und/oder in der er verlegt ist, nicht negativ
beeinflusst. Dadurch eignet sich das Modul, beispielsweise bei Ausbildung
des Formoberteils und/oder des Formunterteils als Dekorschicht, als
Sichtfläche
einer Komponente.
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Der
Flachleiter kann zwischen dem Formoberteil und dem Formunterteil
vormontiert werden. Dadurch müssen
die Zweige des Verkabelungsnetzwerks nicht einzeln verlegt werden,
sondern das Modul kann als Ganzes montiert werden. Die Montage des
Moduls ist daher erheblich einfacher und kann erheblich schneller
durchgeführt
werden.
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Flachleiter
im Sinne der Erfindung sind beispielsweise FFC (folienisolierte
Kupferbahnen, Flexible Flat Cable), FFCe (Flexible Flat Cable extruded) und/oder
FPC (gedruckte Folienschaltungen, Flexible Printed Circuit). Der
Unterschied zwischen FFC-Material und FFCe-Material ist, dass FFCe-Material
im Gegensatz zu FFC-Material
nicht laminiert ist, sondern extrudiert ist.
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Der
Fachmann erkennt, dass auch andere Flachleiter geeignet sind, die
eine Dicke aufweisen, die möglichst
gering ist, vorteilhaft in der Größenordnung um 1 mm oder darunter.
Bei Verwendung von Flachleitern wird aufgrund ihrer minimalen Dicke
wenig Bauraum benötigt
und ihr Gewicht ist gering.
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Vorteilhafterweise
können
Flachleiter eine Vielzahl von Leiter aufweisen. Dadurch können mehrere
Verbraucher, sowie ggf. aufwendig anzuschließende Verbraucher an den Flachleiter
angeschlossen werden. Der Fachmann erkennt, dass sämtliche elektrischen
Leiter geeignet sind.
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Durch
Verwendung von Flachleitern ist es ggf. im Vergleich zur Verkabelung
mit Rundleitern möglich,
das Gewicht der Verkabelung zu verringern, beispielsweise ggf. auch
deshalb, weil der Flachleiter auf direkterem Weg zwischen den anzuschließenden Verbrauchern/Anschlussstellen
geführt
werden kann. In Abhängigkeit
von der Position der an den Flachleiter anzuschließenden Verbraucher
ermöglicht
das Modul die Verwendung kürzerer
Leitungen, so dass das Modul kostengünstig ist.
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Außerdem sind
FFC- und FPC- Verkabelungen vergleichsweise einfach recyclebar.
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Bevorzugt
erstreckt sich das Modul im wesentlichen zweidimensional und/oder
es ist dreidimensional geformt. Dadurch kann das Modul an sich im
wesentlichen flächig
erstreckende Komponenten angeordnet und gegebenenfalls sogar nur
an- bzw. eingelegt werden, oder das Modul passt sich in Abhängigkeit
von seiner Biegesteifigkeit der Form der Oberfläche der Komponente an. Der
Flachleiter ist durch seine geringe Dicke nahezu zweidimensional und
eignet sich daher in besonderer Weise für eine zweidimensionale Verlegung.
Er lässt
sich daher sehr einfach auf Flächen,
die im wesentlichen eben angeordnet werden können bzw. angeordnet sind, aufbringen.
Daher werden nur wenige Befestigungsmittel benötigt und der Aufwand für die Befestigung des
Moduls ist gering. Die Montage des Moduls ist einfach und schnell
durchführbar
und daher kostengünstig.
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Erfindungsgemäß ist der
Flachleiter am Formoberteil und/oder am Formunterteil form- und/oder stoffschlüssig befestigt,
so dass er nicht verrutschen kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Flachleiter in dem Formoberteil und/oder dem Formunterteil
eingebettet. Daher ist das Modul sehr flach und eignet sich besonders
als Interierur- Basisträger,
beispielsweise im Sitz, Cockpit, Dachhimmel oder Türverkleidungen.
Durch das Einbetten werden Befestigungselemente eingespart, so dass
die Fertigung daher weniger aufwendig und kostengünstiger ist.
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Bevorzugt
ist das Formoberteil mit dem Formunterteil verbunden, besonders
bevorzugt form- und/oder stoffschlüssig. Der Flachleiter ist daher durch
das Formoberteil und das Formunterteil geschützt. Die Befestigung des Flachleiters
erfolgt bevorzugt durch Kleben. Der Fachmann versteht, dass alle
weiteren Mittel zur Befestigung geeignet sind, die auch bei dauerhafter
Beanspruchung des Flachleiters, beispielsweise Wärme oder Feuchtigkeit, eine sichere
Verbindung gewährleistet,
ohne das der Flachleiter sich löst.
Als Verbindung eignet sich beispielsweise ebenfalls die Verwendung
von Klettbändern.
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Erfindungsgemäß ist der
Flachleiter im wesentlichen so biegsam wie oder biegsamer als das Formoberteil
oder das Formunterteil. Dadurch ist das Verlegen und Befestigen des
Flachleiters am Formoberteil und/oder Formunterteil sowie das Verlegen des
Moduls einfach. Weiterhin ist bei starker Biegebelastung und/oder
Flächenbelastung
des Moduls der Flachleiter nicht einer größeren Alterung unterworfen,
als das Formoberteil und/oder das Formunterteil. Während der
Konstruktion ist die Anpassung des Flachleiters beziehungsweise
des Moduls an unterschiedliche Geometrien aufgrund ihrer Biegsamkeit
leichter.
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Das
positionsgerechte Anordnen des Flachleiters auf das Formoberteil
oder das Formunterteil erfolgt bevorzugt mittels einer Einlegeschablone
oder einem Roboter mit Sauggreifern.
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Vorzugsweise
sind das Formoberteil und das Formunterteil aus verschiedenem Material
oder aus demselben Material. Bei Verwendung verschiedener Materialien
kann das Modul sehr flexibel an verschiedene Anforderungen angepasst
werden, beispielsweise an Hitzebeständigkeit, Belüftung, Feuchtigkeitsabweisung,
Feuchtigkeitsbeständigkeit
oder Druckverteilung. Die Verwendung gleicher Materialien ist dagegen
weniger aufwendig und daher gegebenenfalls kostengünstiger.
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Das
Formoberteil und das Formunterteil sind bevorzugt aus Textil, Vlies,
Filz oder Schaumstoff, und daher sehr leicht, so dass das Gewicht
des Moduls gering ist. Besonders bevorzugt werden recyclebare Materialien
verwendet. Aufgrund des geringen Gewichtes, der flachen Bauweise
und dem verwendeten Material eignet sich das Modul im Exterieur
eines Fahrzeugs insbesondere in Verbindung mit bzw. als Schallschutzmatte,
beispielsweise im Bereich der Motor- oder Kofferraumhaube. Aufgrund
der verwendeten textilen Materialien stellt das Modul gleichzeitig einen
Rappel- und/oder Reibschutz zur Verfügung.
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Ganz
besonders bevorzugt ist das Formoberteil und/oder das Formunterteil
eine Filzmatte. Insbesondere bei vorgefaltetem Flachleiter ist dieser auf
der sich im wesentlichen eben erstreckenden Fläche der Filzmatte sehr einfach
befestigbar. Eine vorgefalteter Flachleiter nimmt bzgl. der Lagerhaltung wenig
Raum ein. Filzmatten sind dauerbeständig und kostengünstig. Der
Fachmann versteht, dass anstelle von Filzmatten auch Matten aus
anderen Materialien verwendbar sind, die im wesentlichen flächig, d.
h. im wesentlichen zweidimensional ausgebildet sind.
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Bei
Anordnung an sich nicht im wesentlichen flächig erstreckenden Komponenten
des Fahrzeugs eignet sich besonders ein an die Form der Oberfläche der
Komponente anpassbares Material, beispielsweise Schaumstoff, insbesondere
indem die Kontur des Moduls an die Kontur der Oberfläche der Komponente
bereits bei der Herstellung angepasst wird. Dadurch kann das – formstabile – Modul
bei der Montage an die Oberfläche
einfach angelegt werden.
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Ebenfalls
bevorzugt ist das Modul im wesentlichen elastisch und/oder plastisch
ausgebildet, so dass es – auch
während
der Montage – leicht
an die Form der Komponente, an oder in der es vorgesehen ist, anpassbar
ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind mehrere Lagen Flachleiter übereinander
angeordnet. Dadurch kann eine modulare Trennung von Funktionen erreicht
werden, für
die die Flachleiter eingesetzt werden.
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Durch
das Anordnen mehrerer Lagen Flachleiter übereinander kann mit gleichen
oder ähnlichen Lagen
Flachleiter eine große
Anzahl von Varianten der Gesamtverkabelung erreicht werden. Die
Stückzahlen
für die
Herstellung der Lagen des Flachleiters sind daher höher, und
der Flachleiter kann kostengünstiger
gefertigt werden. Durch die geringe Teilezahl ist die Lagerverwaltung
kostengünstig.
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Auch
bei Anordnung mehrerer Lagen Flachleiter übereinander ist durch ihre
vergleichsweise geringe Dicke der benötigte Bauraum gering.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Moduls sind Schaltungskomponenten Bestandteile des Flachleiters.
Schaltungskomponenten im Sinne der Erfindung sind Stecker, Sensoren,
passive Bauelemente, aktive Bauelemente, integrierte Schaltungen
und/oder komplexe Schaltungen, die insbesondere in dem Flachleiter
(bei ihrer Herstellung) integriert sind/werden. Der Fachmann erkennt,
dass Schaltungskomponenten auch elektrische Bauelemente umfassen
können.
Die Schaltungskomponenten können
insbesondere bei der Ausbildung des Flachleiters als FPC-Material
teilweise lediglich durch die Veränderung der Leitermaterialien
oder -querschnitte – beispielsweise
wenn ein Widerstand benötigt
wird – oder
durch eine spezielle Anordnung der Leiter – beispielsweise wenn eine
Spule benötigt wird – in den
Flachleiter eingebracht sein. Dadurch verringert sich die Teilezahl
in der Fertigung der Sitze erheblich, die Montage wird erheblich
vereinfacht, und die Kosten werden deutlich verringert. Aufgrund der
fehlenden Zwischenkontakte ist die Fehlerhäufigkeit, beispielsweise durch
Wackelkontakte, insbesondere durch dauerhafte ruckartige Belastung
im Betrieb des Fahrzeugs, geringer. Das Einsparen von Zwischenkontakten
ist kostengünstig,
da nicht nur die Bauteile sondern auch der Anpassungs- und Montageaufwand
entfällt.
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Der
Flachleiter oder Teile des Flachleiters können als Busleitungen zur Datenübertragung und/oder
als Antenne verwendet werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist das Formoberteil und/oder das Formunterteil eine Ausnehmung
zur Aufnahme einer Anschlusskomponente auf.
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Anschlusskomponenten
sind beispielsweise Lüftermotoren,
Sensormatten, Motoren und/oder Steuergeräte. Diese werden bevorzugt
bereits bei der Herstellung des Flachleiters mit diesem verbunden
(Vorkonfektionierung), oder mittels Löten, Stecken und/oder Klemmen
mit dem Flachleiter und/oder mit Anschlusskomponenten verbunden. Der
Fachmann erkennt, dass jede Verbindungsform zum Verbinden elektrischer
Leiter geeignet ist, die eine ausreichende Verbindungssicherheit
bietet und wenig Platz bedarf.
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Bevorzugt
werden Anschlusskomponenten während
und/oder unmittelbar nach dem Befestigen des Flachleiters an dem
Formoberteil oder dem Formunterteil angeschlossen. In diesem Fertigungsschritt
des Moduls ist das Modul überschaubar,
insbesondere da es gegebenenfalls auf einen Tisch aufgelegt werden
kann, so dass das Anschließen
von Anschlusskomponenten während
und/oder unmittelbar nach dem Befestigen der Verkabelung in und/oder
an einer Komponente einfach und schnell durchführbar ist, wobei gleichzeitig
die Häufigkeit
von Fehlanschlüssen
klein ist. Monteure können
die Vormontage des Moduls zumindest teilweise mit aufrechter Haltung
oder sitzend vornehmen. Anschlüsse des
Moduls müssen
auch nicht in schwer zugänglichen
Bereichen durchgeführt
werden, oder sogar in Bereichen, in denen eine Verletzungsgefahr
für die Monteure,
insbesondere an den Händen,
besteht. Die Handhabung ist dadurch für die Monteure insgesamt vereinfacht.
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Bei
Anordnung der Anschlusskomponenten in Ausnehmungen des Moduls sind
die Anschlusskomponenten durch das Formoberteil und/oder Formunterteil
vor äußeren Einflüssen geschützt.
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Vorzugsweise
ist der Flachleiter mit weiteren Anschlusskomponenten, die beispielsweise
in weiteren Komponenten, jedoch zumindest außerhalb des Moduls angeordnet
sind, mittels Ausbindungen und/oder kurzen Abzweigungen verbunden.
Dadurch ist der Flachleiter an seinen Anschlussenden zumindest teilweise
flexibel, so dass das Hinführen
des Flachleiters zu den durch ihn anzuschließenden Anschlusskomponenten
einfach ist. Solche Anschlussenden werden beim Hinführen insbesondere
aus der Ebene des Flachleiters bzw. des Moduls hinausbewegt, so
dass der Flachleiter insgesamt eine dreidimensionale Struktur annimmt.
Die Ausbindungen und/oder kurzen Abzweigungen sind erfindungsgemäß Teile
des Flachleiters und mit diesem fest verbunden.
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Durch
die Ausbindungen und/oder kurzen Abzweigungen ist die Abhängigkeit
des Moduls von der Anordnung der anzuschließenden Anschlusskomponenten,
insbesondere in einem Fahrzeug, minimal. Das Modul und die Anordnung
der Anschlusskomponenten können
daher im wesentlichen unabhängig
voneinander geplant werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist das Formoberteil und/oder das Formunterteil Befestigungsmittel
auf, so dass das Befestigen des Moduls in und/oder an einer Komponente
einfach ist.
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Das
beschriebene Modul, insbesondere für ein Fahrzeug, ist strapazierbar,
einfach und schnell montierbar, kostengünstig und nimmt weinig Bauraum
ein. Es ist sowohl im wesentlichen zweidimensional als auch dreidimensional
verlegbar. Der Flachleiter ist durch die Anordnung zwischen dem
Formoberteil und dem Formunterteil vor äußeren Einflüssen geschützt.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Komponente,
insbesondere für
ein Fahrzeug, die ein erfindungsgemäßes Modul umfasst. Das Modul
ist schnell und einfach in und/oder an einer Komponente befestigbar,
und daher ist die Montage der Komponente einfach und kostengünstig. Durch
Vorkonfektionieren des Flachleiters und ggf. von Anschlusskomponenten
als Baugruppe ist der Aufwand für
die Lagerung, Fertigung und Montage reduziert und kostengünstig.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Moduls, wobei das Verfahren
folgende Schritte umfasst:
- – Benetzen des Formoberteils
und/oder des Formunterteils einseitig mit Kleber,
- – Anordnen
des Flachleiters an der benetzten Seite des Formoberteils oder des
Formunterteils, und
- – Verbinden
des Formoberteils mit dem Formunterteil, bevorzugt mittels Kleben,
Laminieren, Verpressen, Umspritzen, Nähen und/oder Schäumen.
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Die
Herstellung des Moduls ist einfach und schnell in einem Vormontageschritt
durchführbar.
Dadurch erfolgt sie unabhängig
vom Anordnen des Moduls in und/oder an einer Komponente, insbesondere eines
Fahrzeugs. Die Häufigkeit
von Fehlanschlüssen
ist dadurch reduziert.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren weiterhin den Schritt:
- – Anschließen von
Anschlusskomponenten an den Flachleiter, wobei der Anschluss vor
oder nach dem Verbinden des Formoberteils mit dem Formunterteil
erfolgen kann. Dadurch muss das Anschließen von Anschlusskomponenten
zumindest teilweise nicht in schwer zugänglichen Bereichen eines Fahrzeugs
erfolgen und kann durch den Monteur in aufrechter Haltung oder gegebenenfalls
sogar im Sitzen durchgeführt
werden.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung
eines erfindungsgemäßen Moduls
als Funktionsträger,
bevorzugt in einem Sitz, in einem Cockpit, in einem Dachhimmel oder
in einer Türverkleidung,
eines Kraftfahrzeugs.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung
eines erfindungsgemäßen Moduls
als Schallschutz, bevorzugt in einem Motorraum oder Kofferraum,
eines Kraftfahrzeugs.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die
Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken
nicht ein.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Modul während der
Fertigung.
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2 zeigt
ein fertiggestelltes, im wesentlichen zweidimensionales erfindungsgemäßes Modul.
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3 zeigt
ein fertiggestelltes, im wesentlichen dreidimensionales erfindungsgemäßes Modul.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Modul 4 während der
Fertigung. Die Figur zeigt ein Formunterteil 2, auf dem
ein Flachleiter 3 angeordnet ist. Der Flachleiter 3 weist
Schaltungskomponenten, beispielsweise Stecker 10 oder Matrixverbinder 11,
zum Anschluss weiterer elektrischer Komponenten auf. Er weist mehrere
Verzweigungen auf, wobei eine Verzweigung ebenfalls mittels einem
Matrixverbinder 11 hergestellt ist. Die Figur zeigt weiterhin
ein Formoberteil 1, das noch nicht mit dem Formunterteil 2 verbunden
ist.
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2 zeigt
ein fertiggestelltes, im wesentlichen zweidimensionales, erfindungsgemäßes Modul 4.
Sichtbar ist das Formoberteil 1. Die Verzweigungen des
Flachleiters 3 sind in dem Bereich, in dem dieser zwischen
dem Formoberteil 1 und dem Formunterteil 2 angeordnet
ist, zumindest teilweise durch gestrichelte Linien angedeutet. Am
Flachleiter 3 sind ebenfalls Schaltungskomponenten 10 angeordnet.
Das Modul 4 weist Befestigungsmittel, hier Ausprägungen 5 und
Befestigungslöcher 6 auf,
mittels denen es an und/oder in einer Komponente angeordnet werden
kann, oder mittels denen Bauteile am Modul 4 befestigbar
sind.
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3 zeigt
ein fertiggestelltes, im wesentlichen dreidimensionales, erfindungsgemäßes Modul 4.
Es ist ebenfalls das Formoberteil 1 sichtbar und am Flachleiter 3 sind
ebenfalls Schaltungskomponenten 10 angeordnet. Das Modul 4 weist
als Befestigungsmittel ebenfalls Bohrlöcher 6 auf. Weiterhin
weist das Modul 4 Anschlusskomponenten auf, die hier durch Symbole
angedeutet sind, hier ein Beleuchtungselement 7, ein elektronisches
Steuergerät 8,
und ein Lüfter 9,
die in das Modul 4 eingebettet sind, beispielsweise in
Ausnehmungen des Formoberteils 1 und/oder des Formunterteils 2.
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- 1
- Formoberteil
- 2
- Formunterteil
- 3
- Flachleiter
- 4
- Modul
- 5,
6
- Befestigungsmittel,
beispielsweise Ausprägung
oder Befestigungsloch
- 7,
8, 9
- Anschlusskomponente,
beispielsweise Beleuchtungselement oder Elektronisches Steuergerät oder Lüfter
- 10,
11
- Schaltungskomponente,
beispielsweise Stecker oder Matrixverbinder