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Die
Erfindung betrifft ein Gehäuse nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Solche
Gehäuse werden insbesondere für einen elektronischen
Schlüssel, einen Identifikations(ID)-Geber o. dgl. eines
Schließsystems in einem Kraftfahrzeug verwendet.
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Schließsysteme
für Kraftfahrzeuge sind zur Steigerung des Komforts für
den Benutzer oft mit einem elektronischen Schlüssel ausgestattet.
Nach entsprechender Betätigung durch den Benutzer wird zwischen
dem Schlüssel und einem Steuergerät im Kraftfahrzeug
ein Code, beispielsweise über elektromagnetische Wellen,
ausgetauscht, so daß nach positiver Auswertung des Codes
die Türen, der Kofferraumdeckel o. dgl. des Kraftfahrzeugs
fernbedienbar ent- und/oder verriegelt sowie sonstige Funktionen ausgelöst
werden.
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Ein
derartiger elektronischer Schlüssel ist aus der
DE 199 15 969 A1 bekannt.
Im Gehäuseinneren des Schlüssels ist eine Elektronik
sowie eine Batterie zur elektrischen Spannungsversorgung der Elektronik
angeordnet. Die Batterie besitzt einen Pluspol und einen Minuspol.
Im Gehäuse des Schlüssels befinden sich elektrische
Anschlüsse zur Kontaktierung der beiden Pole, also des
Plus- und Minuspols der Batterie. Beim Auswechseln der Batterie
besteht die Gefahr, daß der Benutzer diese falsch einsetzt.
Das kann wiederum zur Verpolung der Batterie und einer daraus resultierenden
Beschädigung der Elektronik führen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gehäuse derart
weiterzuentwickeln, daß die Batterie, und zwar insbesondere
eine als Knopfzelle ausgebildete Batterie, bei verpolter Montage
im Schlüssel nicht kurzgeschlossen wird. Vor allem soll
die Ausgestaltung des Gehäuses verhindern, daß eine verpolte
Spannung der Batterie auf die Elektronik übertragen wird.
Gegebenenfalls soll desweiteren das Gehäuse so ausgestaltet
sein, daß die Batterie während der Montage des
Fahrzeugschlüssels nicht aus dem Gehäuse herausfallen
kann.
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Diese
Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Gehäuse
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Beim
erfindungsgemäßen Gehäuse besteht der
elektrische Anschluß für den einen Pol der Batterie
aus wenigstens einem seitlich und damit der Seitenfläche
der Batterie zugeordneten Kontaktarm sowie der elektrische Anschluß für
den anderen Pol der Batterie aus einem der Unterseite der Batterie
zugeordneten Kontaktarm. Wird die Batterie falsch eingesetzt, so
bleibt der andere Pol der Batterie unkontaktiert, da keiner der
Kontaktarme an der Unterseite der Batterie anliegt. Vielmehr liegen
dann sowohl der der Seitenfläche als auch der ansonsten
der Unterseite zugeordnete Kontaktarm an demselben Pol an. Damit
ist der Stromkreis für die Elektronik nicht geschlossen
und das Anlegen einer vergolten Spannung an die Elektronik ist ausgeschlossen.
Mit Hilfe der Erfindung ist somit eine Batteriekontaktierung und/oder
Batteriefixierung mit mechanischem Verpolschutz im Fahrzeugschlüssel
geschaffen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Das
Gehäuse ist besonders für eine in der Art einer
Knopfzelle ausgebildete Batterie geeignet. Eine solche Knopfzelle
weist ein in etwa zylinderförmiges Batteriegehäuse
auf, wobei die Seitenfläche und/oder die Oberseite des
Batteriegehäuses den einen Pol der Batterie sowie die Unterseite
des Batteriegehäuses den anderen Pol der Batterie bildet.
Und zwar besitzt im Regelfall eine Knopfzelle einen seitlich an
der Batterie befindlichen Pluspol und einen an der Unterseite der
Batterie befindlichen Minuspol.
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In
einer weiteren Ausgestaltung, die sich durch eine besonders zuverlässige
Kontaktierung der Batterie auszeichnet, besteht der dem einen Pol, insbesondere
dem Pluspol der Batterie zugeordnete elektrische Anschluß aus
wenigstens einem Bügelarm. Bevorzugterweise werden zwei
Bügelarme verwendet, was die Kontaktsicherheit weiter steigert. Der
Bügelarm kann federnd ausgebildet sein. Der einfachen Herstellbarkeit
halber sind die beiden Bügelarme einstückig als
ein Stanzbiegeteil ausgestaltet. Bei einer derartigen Ausgestaltung
wird darüber hinaus eine ausgezeichnete Fixierung der Batterie
in dem entsprechenden Batteriefach des Gehäuses gewährleistet.
Dies erfolgt dadurch, indem die Bügelarme einen Teil der
Seitenfläche des Batteriegehäuses derart umfassen,
daß die Batterie im Fach gehalten ist.
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Zweckmäßigerweise
kann der Kontaktarm für den anderen Pol, insbesondere den
Minuspol der Batterie als ein flächiges Stanzbiegeteil
ausgestaltet sein. Es bietet sich weiter an, in etwa mittig am Kontaktarm
einen freigestanzten Federarm anzuordnen. Auch eine solche Ausgestaltung
trägt zur Zuverlässigkeit der Kontaktierung bei.
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Die
elektrischen Anschlüsse bestehen bevorzugterweise aus einem
Metall mit guter elektrischer Leitfähigkeit. Es bietet
sich zur Herstellung der Anschlüsse an, Kupfer, Kupfer-Beryllium
o. dgl. als Material hierfür zu verwenden. Dadurch wird
ein energieeffizienter Betrieb gewährleistet.
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Um
ein einfaches Wechseln der Batterie zu gestatten, kann das Gehäuse
im Gehäuseinneren ein Fach für die Batterie aufweisen.
Die elektrischen Anschlüsse für die Batterie sind
in diesem Fach befindlich. Das Fach ist mittels eines Gehäusedeckels verschließbar.
Damit ist auch eine gute Abdichtung der Batterie im Schlüsselgehäuse
ermöglicht.
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Für
eine bevorzugte Ausgestaltung des Schlüsselgehäuses
ist nachfolgendes festzustellen. Die Plus-Kontaktierung erfolgt
seitlich über zwei federnde Bügelarme, die die
Batterie zugleich gegen das Herausfallen festhalten. Die Minus-Kontaktierung
erfolgt auf der Unterseite am Minuspol der Batterie. Bei verpolter
Montage berühren beide Kontaktfedern den Pluspol, womit
ein Kurzschluß der Batterie vermieden und auch keine verpolte
Spannung in Richtung der Leiterplatte, auf der sich die Elektronik im
Gehäuseinneren befindet, wirksam wird.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß die Erfindung einen einfachen, in mechanischer Art
ausgebildeten Verpolschutz bietet. Der Verpolschutz ist zudem mit
geringen Kosten realisierbar.
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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 ein
schematisches Blockschaltbild des zwei Einrichtungen umfassenden
Schließsystems mit einem Diagramm zur Übertragung
der Signale,
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3 die
zweite Einrichtung des Schließsystems in Draufsicht,
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4 die
zweite Einrichtung, wobei das eine Gehäuseteil abgenommen
ist,
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5 das
andere Gehäuseteil der zweiten Einrichtung,
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6 das
Gehäuseteil wie in 5 mit korrekt
eingesetzter Batterie,
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7 das
Gehäuseteil wie in 6 mit falsch
eingesetzter Batterie und
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8 eine
Detailansicht der falsch eingesetzten Batterie aus 7.
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In 1 ist
ein Kraftfahrzeug 1 mit dem berechtigten Benutzer 2 zu
sehen. Das Kraftfahrzeug 1 ist für die Zugangsberechtigung
mit einem Schließsystem 3 als Türschließsystem
versehen, das eine als eine Steuereinrichtung ausgebildete erste
Einrichtung 4 und eine zugehörige zweite Einrichtung 5 umfaßt.
Die zweite Einrichtung 5 ist in der Art eines elektronischen
Schlüssels, eines Identifikations(ID)-Gebers, einer Chipkarte,
einer Smartcard o. dgl. ausgebildet. Die zweite Einrichtung 5 befindet sich
im Besitz des berechtigten Benutzers 2, womit dieser innerhalb
eines Wirkbereichs 8 Zugang zum Kraftfahrzeug 1 besitzt.
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Die
erste Einrichtung 4 besitzt wenigstens zwei Zustände,
wobei im ersten Zustand eine Verriegelung und im zweiten Zustand
eine Entriegelung der Autotüren 6 vorliegt. Die
beiden Einrichtungen 4, 5 besitzen zu deren bestimmungsgemäßen
Betrieb Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen 7 mittels
einer elektromagnetischen Trägerwelle. Bei wenigstens einem
dieser zwischen der zweiten Einrichtung 5 und der ersten
Einrichtung 4 übertragenen Signale 7 handelt
es sich um ein codiertes, elektromagnetisches Betriebssignal 15 (siehe 2). Das
codierte Betriebssignal 15 dient zur Authentikation der
zweiten Einrichtung 5, womit bei berechtigter zweiter Einrichtung 5 nach
positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals 15 eine Änderung
des Zustandes der ersten Einrichtung 4 bewirkbar ist. Die Übertragung
des codierten Betriebssignals 15 erfolgt dann, wenn der
berechtigte Benutzer 2 den Türgriff 16 an
der Autotüre 6 betätigt oder sich dem
Türgriff 16 annähert. Dadurch wird die
Entriegelung der Autotüren 6 entsprechend der
bedienungsunabhängigen KeylessEntry-Funktionalität
ausgelöst. Ebensogut kann die Übertragung des
codierten Betriebssignals 15 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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Im übrigen
ist neben der KeylessEntry-Funktionalität auch noch eine
fernbedienbare Ent- sowie Verriegelung der Autotüren 6 möglich,
die mittels in 3 sichtbarer, in der Art von
Tasten ausgestalteten Betätigungsorgane 10 an
der zweiten Einrichtung 5 durch den Benutzer 2 auslösbar
ist, um dem Benutzer 2 eine bedienungsabhängige
Zugangsberechtigung zum Kraftfahrzeug 1 zu gestatten. Beispielsweise
läßt sich durch manuelle Betätigung der
Betätigungsorgane 10 die Zentralverriegelung ver- und/oder
entsperren sowie der Kofferraumdeckel öffnen, indem entsprechende
codierte Betriebssignale 15 von der zweiten Einrichtung 5 zur
ersten Einrichtung 4 gesendet werden. Auf den Betätigungsorganen 10 sind
die diesen Funktionen entsprechenden Symbole angebracht, was jedoch
vorliegend nicht weiter gezeigt ist.
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Das
Schließsystem 3 stellt weiterhin die Fahrberechtigung
für das Kraftfahrzeug 1 fest. Hierzu bewirkt die
als Steuereinrichtung ausgebildete erste Einrichtung 4 ebenfalls
entsprechend den beiden Zuständen die Ent- und/oder Verriegelung
des elektronischen Zündschlosses oder der Lenkradverriegelung.
Ebensogut kann ein sonstiges funktionsrelvantes Bauteil des Kraftfahrzeugs 1 durch
die erste Einrichtung 4 dementsprechend angesteuert werden. Beispielsweise
kann dadurch eine Freigabe und/oder Sperrung einer Wegfahrsperre,
des Motorsteuergeräts o. dgl. erfolgen. Die Übertragung
des codierten Betriebssignals 15 zur Authentikation der
zweiten Einrichtung 5 erfolgt dann, wenn der berechtigte
Benutzer 2 sich im Kraftfahrzeug 1 befindet und
einen Start/Stop-Schalter 11 betätigt. Dadurch
wird der Start-Vorgang o. dgl. des Kraftfahrzeugs 1 entsprechend
der KeylessGo-Funktionalität ausgelöst.
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Zusätzlich
kann ein Notbetrieb, beispielsweise bei leerer Batterie der zweiten
Einrichtung 5 vorgesehen sein, indem die zweite Einrichtung 5 als elektronischer
Schlüssel in das Zündschloß des Kraftfahrzeugs 1 zur
manuellen Bedienung durch den Benutzer 2 einführbar
ist.
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Die
Funktionsweise entsprechend der Keyless-Funktionalität
des erfindungsgemäßen Schließsystems
3 soll
nun anhand der
2 näher erläutert werden.
Zunächst sendet die erste Einrichtung
4 mittels
eines Senders/Empfängers
24 als Mittel zum Senden
und/oder Empfangen von Signalen ein als Wecksignal bezeichnetes
erstes elektromagnetisches Signal
12 für die zugehörige
zweite Einrichtung
5. Dadurch wird die zweite Einrichtung
5 aus
einem Ruhezustand mit verringertem Energiebedarf in einen aktivierten
Zustand für den bestimmungsgemäßen Betrieb übergeführt.
Danach sendet die erste Einrichtung
4 wenigstens ein weiteres,
drittes elektromagnetisches Signal
13, das nachfolgend
auch als Bereichsabgrenzungssignal bezeichnet ist. Dadurch kann
die zugehörige zweite Einrichtung
5 deren Standort
in Bezug auf die erste Einrichtung
4 bestimmen. Insbesondere
läßt sich feststellen, ob die zweite Einrichtung
5 außerhalb
am Kraftfahrzeug
1 sowie gegebenenfalls an welcher Stelle
des Außenraums
23 und/oder im Innenraum
22 des
Kraftfahrzeugs
1 befindlich ist. Nachfolgend sendet die
zweite Einrichtung
5 mittels eines Senders/Empfängers
17 ein
die Information zum ermittelteten Standort beinhaltendes viertes Signal
14 zur
ersten Einrichtung
4, das im folgenden auch als Rückantwortsignal
bezeichnet ist. Schließlich wird dann, wie bereits beschrieben,
das fünfte elektromagnetische Signal als codiertes elektromagnetisches
Betriebssignal
15 zur Authentikation mittels der Sender/Empfänger
24,
17 zwischen der
ersten und der zweiten Einrichtung
4,
5 übertragen.
Das Signal
15 kann insbesondere aus mehreren Teilsignalen
bestehen und in einer bidirektionalen Kommunikation zwischen den
beiden Einrichtungen
4,
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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Das
Wecksignal 12 kann beispielsweise eine Kennung zum Kraftfahrzeug-Typ
enthalten. Nach Empfang des Wecksignals 12 sind zunächst
sämtliche im Wirkbereich 8 befindliche zweite
Einrichtungen 5, die zum selben Kraftfahrzeug-Typ gehören, aktiviert.
In einer weiteren Ausgestaltung des Schließsystems 3 sendet
die erste Einrichtung 4 zwischen dem ersten Signal 12 und
dem dritten Signal 13 ein zweites elektromagnetisches Signal 18 zur zweiten
Einrichtung 5 als Selektionssignal, wie näher anhand
von 2 zu erkennen ist. Das zweite Signal 18 enthält
eine Information über die nähere Identität des
Kraftfahrzeugs 1. Dadurch wird bewirkt, daß lediglich
die tatsächlich zur ersten Einrichtung 4 zugehörigen
zweiten Einrichtungen 5 im aktivierten Zustand verbleiben.
Im aktivierten Zustand befindliche, nicht zum Kraftfahrzeug 1 zugehörige
zweite Einrichtungen werden jedoch in den Ruhezustand zurückgeführt.
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Wie
in 3 zu sehen ist, besitzt die in der Art eines elektronischen
Schlüssels ausgebildete zweite Einrichtung 5 ein
Gehäuse 9, das gemäß 4 aus
zwei Gehäuseteilen 9a, 9b besteht. Wie
in 4 schematisch angedeutet ist, befindet sich im Gehäuseinneren 19 des
Gehäuses 9 eine Elektronik 20 zum Betrieb
der zweiten Einrichtung 5 auf einer Leiterplatte 21 sowie
eine Batterie 25, die zur Spannungsversorgung der Elektronik 20 dient.
Die Batterie 25 ist in der Art einer Knopfzelle mit einem
zylinderförmigen Batteriegehäuse ausgebildet und
besitzt einen seitlich sowie an der Oberseite der Batterie 25 befindlichen
Pluspol und einen an der Unterseite der Batterie 25 befindlichen
Minuspol. Im Gehäuse 9 befinden sich in 5 sichtbare
elektrische Anschlüsse 26, 27 zur Kontaktierung
des Plus- und Minuspols der Batterie 25.
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Wie
weiter anhand von 5 zu erkennen ist, besteht der
elektrische Anschluß 26 für den Pluspol
der Batterie 25 aus wenigstens einem Bügelarm 26a.
Der Bügelarm 26a ist seitlich der Batterie 25 zugeordnet.
Zweckmäßigerweise besteht der dem Pluspol der
Batterie 25 zugeordnete elektrische Anschluß 26 aus
zwei Bügelarmen 26a, 26b, die federnd
ausgebildet sind und die Batterie 25 fixieren. Die beiden
Bügelarme 26a, 26b sind einstückig
als ein Stanzbiegeteil ausgestaltet. Der elektrische Anschluß 27 für
den Minuspol besteht aus einem der Unterseite der Batterie 25 zugeordneten
Kontaktarm 27a. Der Kontaktarm 27a für
den Minuspol der Batterie 25 ist als ein flächiges
Stanzbiegeteil ausgestaltet, wobei in etwa mittig am Kontaktarm 27a ein
freigestanzter Federarm 27b angeordnet ist. Die elektrischen
Anschlüsse 26, 27 bestehen aus einem
Metall mit guter elektrischer Leitfähigkeit. Es bietet
sich an, hierfür beispielsweise Kupfer, Kupfer-Beryllium
o. dgl. zu verwenden.
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Wie
man der 5 entnimmt, weist das Gehäuse 9 im
Gehäuseinneren 19 ein Fach 28 für
die Aufnahme der Batterie 25 auf. Die elektrischen Anschlüsse 26, 27 sind
im Fach 28 befindlich. Das Fach 28 ist mittels
des als Gehäusedeckel dienenden Gehäuseteils 9b verschließbar.
Nach Öffnen des Gehäusedeckels 9b ist
folglich die Batterie 25 aus dem Fach 28 wechselbar.
Gemäß 4 umfassen die Bügelarme 26a, 26b einen
Teil des Batteriegehäuses der in das Fach 28 eingesetzten
Batterie 25, so daß die Batterie 25 durch
die Bügelarme 26a, 26b neben der elektrischen
Kontaktierung zusätzlich mit einer Klemmkraft im Fach 28 gehalten
ist.
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In 6 ist
das Gehäuseteil 9a zu sehen, wobei die Batterie 25 korrekt
im Fach 28 eingesetzt ist. Dabei kontaktiert, wie bereits
erwähnt, der elektrische Anschluß 26 mittels
der Bügelarme 26a, 26b den Pluspol und
der elektrische Anschluß 27 den Minuspol an der
verdeckt liegenden Unterseite der Batterie 25. Wird die
Batterie 25 falsch eingesetzt, wie in 7 gezeigt
ist, so liegt der nunmehr verdeckt liegende Pluspol am Anschluß 27.
Die Bügelarme 26a, 26b liegen nach wie
vor an dem seitlich an der Batterie 25 befindlichen Pluspol
an. Diese Situation ist vergrößert in 8 als
Detailansicht dargestellt. Somit liegen sämtliche Anschlüsse 26, 27 am
Pluspol der Batterie 25, während der Minuspol
nicht angeschlossen ist. Die falsch eingesetzte Batterie 25 führt
somit nicht zum Verpolen und damit einer Beschädigung der
Elektronik 20, vielmehr liegt keine Spannung an der Elektronik 20 an.
Der Benutzer 2 bemerkt daher, daß die zweite Einrichtung 5 nicht
funktioniert und kann dann die Batterie 25 korrekt einsetzen.
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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 erfindungsgemäßes
Gehäuse 9 nicht nur für elektronische
Kraftfahrzeug-Schlüssel eingesetzt werden sondern auch an
Fernbedienungen für Fernseh- oder Audiogeräte, an
Mobiltelefonen o. dgl. Verwendung finden.
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- (berechtigter)
Benutzer
- 3
- Schließsystem
- 4
- erste
Einrichtung
- 5
- zweite
Einrichtung/elektronischer Schlüssel
- 6
- Autotüre
- 7
- Signal
- 8
- Wirkbereich
- 9
- Gehäuse
- 9a
- Gehäuseteil
- 9b
- Gehäuseteil/Gehäusedeckel
- 10
- Betätigungsorgan
- 11
- Start/Stop-Schalter
- 12
- (erstes)
Signal/Wecksignal
- 13
- (drittes)
Signal/Bereichsabgrenzungssignal
- 14
- (viertes)
Signal/Rückantwortsignal
- 15
- (fünftes)
Signal/(codiertes) Betriebssignal/Code
- 16
- Türgriff
- 17
- Sender/Empfänger
(in der zweiten Einrichtung)
- 18
- (zweites)
Signal/Selektionssignal
- 19
- Gehäuseinneres
(vom Gehäuse)
- 20
- Elektronik
- 21
- Leiterplatte
- 22
- Innenraum
(vom Kraftfahrzeug)
- 23
- Außenraum
(vom Kraftfahrzeug)
- 24
- Sender/Empfänger
(in der ersten Einrichtung)
- 25
- Batterie
- 26
- elektrischer
Anschluß (für Pluspol)
- 26a,
b
- Kontaktarm/Bügelarm
(von elektrischem Anschluß)
- 27
- elektrischer
Anschluß (für Minuspol)
- 27a
- Kontaktarm
(von elektrischem Anschluß)
- 27b
- Federarm
- 28
- Fach
(für Batterie)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19915969
A1 [0004]
- - DE 4340260 A1 [0029]