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Stand der Technik
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Vorliegende Erfindung betrifft eine Bügelantenne und eine Steuergerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit der Bügelantenne.
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Bei bekannten Steuergeräten für Fahrzeuge, beispielsweise Bordnetz-Steuergeräten oder Bordcomputern, sind Funkempfänger für beispielsweise eine Fernbedienung integriert. Diese Funkempfänger umfassen eine Bügelantenne. Im Stand der Technik ist diese Bügelantenne relativ steif ausgebildet und dadurch selbsttragend. Des Weiteren wird üblicherweise die Bügelantenne durch die entsprechende Leiterplatte des Steuergeräts hindurchgesteckt und auf der Rückseite der Leiterplatte verlötet.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Bügelantenne mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ermöglicht eine sehr einfache, schnelle und kostengünstige Montage des als Sender und/oder Empfänger ausgebildeten Metallelements auf der Leiterplatte. Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Bügelantenne stabil ausgebildet und hält somit eine vorgegebene Form bei. Die erfindungsgemäße Anordnung des Metallstreifens auf dem Träger ermöglicht in gewissem Ausmaße eine Ausdehnung des Metallstreifens bei entsprechender Erwärmung des Metallstreifens. Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Bügelantenne sehr flexibel ausgestaltet werden, so dass auf unterschiedliche Gehäusemaße reagiert werden kann. All dies wird erreicht durch die erfindungsgemäße Bügelantenne, umfassend eine Leiterplatte, einen als Sender und/oder Empfänger ausgebildeten Metallstreifen, und einen zwischen der Leiterplatte und dem Metallstreifen angeordneten Träger. Der Träger ist aus Kunststoff gefertigt und dient zum Abstützen des Metallstreifens gegenüber der Leiterplatte und somit auch gleichzeitig zur Formerhaltung des Metallstreifens. Der Metallstreifen ist dabei als oberflächenmontiertes Bauteil mit der Leiterplatte verlötet. Insbesondere kommt hier ein Reflow-Lötprozess zum Einsatz. In der deutschen Fachsprache hat sich für "oberflächenmontiertes Bauteil" auch der Ausdruck "surface-mounted-device" (SMD) eingebürgert. Der Metallstreifen, insbesondere ein erstes und/oder zweites Ende des Metallstreifens, wird somit nicht durch die Leiterplatte hindurchgesteckt, sondern direkt auf der Oberfläche der Leiterplatte verlötet. Dies hat den Vorteil einer sehr schnellen Montage bei gleichzeitig sicherer Kontaktierung des Metallstreifens. Der Metallstreifen ist insbesondere einteilig ausgebildet. Ferner wird der Metallstreifen insbesondere als Stanz-Biege-Blechteil gefertigt.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass der Träger zumindest einen in die Leiterplatte eingesteckten Fortsatz umfasst. Dieser zumindest eine Fortsatz am Träger steckt in einem Loch der Leiterplatte. Insbesondere weist der Fortsatz eine Schnappverbindung auf, die den Träger mit der Leiterplatte verbindet. Bevor der Reflow-Lötprozess ausgeführt ist, dient der Fortsatz einer sicheren Fixierung des Trägers mit dem Metallstreifen auf der Leiterplatte.
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Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass der Metallstreifen vom Kunststoff des Trägers umspritzt ist. Alternativ zur Umspritzung des Metallstreifens kann auch der Metallstreifen auf den Träger aufgesetzt und eingeclipst werden.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Metallstreifen einen der Leiterplatte gegenüberliegenden und von der Leiterplatte beabstandeten ersten Abschnitt umfasst. Dieser erste Abschnitt dient im Wesentlichen zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer Wellen. Bevorzugt ist zumindest an einem Ende des Metallstreifens ein auf der Leiterplatte aufliegender und vom ersten Abstand beabstandeter Verlötungsabschnitt ausgebildet. Dieser Verlötungsabschnitt liegt auf der Leiterplatte auf und wird, insbesondere im Reflow-Prozess, mit der Leiterplatte verlötet. Des Weiteren weist der Metallstreifen einen den ersten Abschnitt mit dem Verlötungsabschnitt verbindenden zweiten Abschnitt auf. Insbesondere sind an beiden Enden des Metallstreifens jeweils ein Verlötungsabschnitt und ein zweiter Abschnitt ausgebildet.
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In besonders bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass der Verlötungsabschnitt parallel zum ersten Abschnitt angeordnet ist. In bevorzugter Ausführung ist somit der Metallstreifen an seinen beiden Enden jeweils zwei Mal umgebogen. Insbesondere geht der erste Abschnitt an den beiden Enden mit einer ersten 90°-Abwinklung in den zweiten Abschnitt über. Der zweite Abschnitt geht mit einer erneuten 90°-Abwinklung in den Verlötungsabschnitt über. In besonders bevorzugter Ausführung sind die beiden Verlötungsabschnitte an den Enden jeweils nach innen gebogen, so dass die Gesamtlänge des Metallstreifens in Richtung parallel zur Leiterplatte der Länge des ersten Abschnitts entspricht.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Träger zumindest den Raum, welcher senkrecht über dem Verlötungsabschnitt liegt und welcher zwischen dem Verlötungsabschnitt und dem ersten Abschnitt definiert ist, ausfüllt. Dadurch stützt der Träger den Metallstreifen ab und ein Abstand zwischen dem Verlötungsabschnitt und dem ersten Abschnitt, und somit auch ein Abstand zwischen dem ersten Abschnitt des Metallstreifens und der Leiterplatte, ist gewährleistet. In besonders bevorzugter Ausführung erstreckt sich der Träger einstückig vom Verlötungsabschnitt am ersten Ende des Metallstreifens bis zum Verlötungsabschnitt am zweiten Ende des Metallstreifens. Besonders bevorzugt liegt der erste Abschnitt des Metallstreifens über die gesamte Länge auf dem Träger auf. Dadurch wird sichergestellt, dass der Metallstreifen sich über seine Länge hinweg nicht durchbiegt, sondern ein definierter Abstand zur Leiterplatte sichergestellt ist.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der erste Abschnitt des Metallstreifens einen zur Leiterplatte parallelen ersten Bereich und einen zur Leiterplatte parallelen und mit dem ersten Bereich verbundenen zweiten Bereich umfasst. Dabei ist der erste Bereich von der Leiterplatte weiter beabstandet als der zweite Bereich. Insbesondere sind die beiden Bereiche über einen schräg verlaufenden Anteil des Metallstreifens miteinander verbunden. Bevorzugt ist der gesamte Metallstreifen einstückig ausgebildet. Durch das Vorsehen zweier Bereiche mit unterschiedlichem Höhenniveau kann sich die Bügelantenne an ein Gehäuse anpassen, wobei das Gehäuse ebenfalls eine Abstufung aufweist und sehr nahe an der Bügelantenne liegt.
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Des Weiteren weist bevorzugt eine von der Leiterplatte abgewandte Seite des Metallstreifens und/oder des Trägers eine plane Fläche zum Ansetzen eines Vakuumgreifers auf. Insbesondere ist diese plane Fläche mittig an der Einheit aus Metallstreifen und Träger angeordnet. An dieser planen Fläche kann ein Vakuumgreifer die Einheit aus Metallstreifen und Träger greifen und auf die Leiterplatte aufsetzen.
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Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Steuergerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest eine Bügelantenne, wie sie soeben beschrieben wurde. Diese Bügelantenne dient insbesondere als Empfänger für eine Fernbedienung für das Fahrzeug. Die im Rahmen der erfindungsgemäßen Bügelantenne beschriebenen Ausgestaltungen finden entsprechend vorteilhafte Anwendung auf das erfindungsgemäße Steuergerät.
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Zeichnung
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße Bügelantenne in isometrischer Ansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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2 einen Träger und einen Metallstreifen der erfindungsgemäßen Bügelantenne in Explosionsdarstellung gemäß dem Ausführungsbeispiel,
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3 die zusammengesetzte Einheit aus Träger und Metallstreifen der erfindungsgemäßen Bügelantenne gemäß dem Ausführungsbeispiel,
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4 eine seitliche Ansicht der erfindungsgemäßen Bügelantenne gemäß dem Ausführungsbeispiel, und
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5 einen Ausschnitt aus einem Steuergerät mit der erfindungsgemäßen Bügelantenne gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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Ausführungsform der Erfindung
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1 zeigt die Bügelantenne 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel. Die Bügelantenne 1 umfasst eine Leiterplatte 2, einen Metallstreifen 3 und einen Träger 4. Der Metallstreifen 3 ist als Stanz-Biegeteil gefertigt. Des Weiteren ist der Metallstreifen 3 von dem Träger 4 teilweise umspritzt. Die Einheit aus Träger 4 und Metallstreifen 3 ist auf der Leiterplatte 2 montiert. An einer ersten Verbindungsstelle 5 und einer zweiten Verbindungsstelle 6 ist der Metallstreifen 3 mittels eines Reflow-Lötprozesses leitend mit der Leiterplatte 2 verbunden. Hierzu wurde der Metallstreifen 3 lediglich auf die Leiterplatte aufgesetzt und als oberflächenmontiertes Bauteil mit der Oberfläche der Leiterplatte verlötet. Der Metallstreifen ist somit ein "surface-mounted-device" (SMD).
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2 zeigt den Träger 4 und den Metallstreifen 3 in einer Explosionsdarstellung. Der Metallstreifen 3 weist einen ersten Abschnitt 7 auf. Insbesondere dieser erste Abschnitt 7 ist zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Wellen ausgebildet. Im Bereich der ersten Verbindungsstelle 5 weist der Metallstreifen 3 einen Verlötungsabschnitt 8 auf. Dieser Verlötungsabschnitt 8 ist parallel zum ersten Abschnitt 7 angeordnet. Mit diesem Verlötungsabschnitt 8 liegt der Metallstreifen 3 auf der Leiterplatte 2 auf und wird mit dieser verlötet. Ein zweiter Abschnitt 9 verbindet den ersten Abschnitt 7 mit dem Verlötungsabschnitt 8.
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Im Bereich der zweiten Verbindungsstelle 6 ist der Metallstreifen 3 genauso wie an der ersten Verbindungsstelle 5 ausgebildet.
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Der Metallstreifen 3 ist somit an seinen beiden Enden jeweils zwei Mal umgebogen. Durch eine erste Abwinklung um 90° geht der erste Abschnitt 7 direkt in den zweiten Abschnitt 9 über. Durch eine zweite Abwinklung um ebenfalls 90° geht der zweite Abschnitt 9 direkt in den Verlötungsabschnitt 8 über. Der Verlötungsabschnitt 8 an beiden Seiten ist nach innen gebogen, so dass die Gesamtlänge des Metallstreifens 3 der Länge des ersten Abschnitts 7 entspricht.
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Der Träger 4 weist zwei Fortsätze 10 auf. Diese beiden Fortsätze 10 erstrecken sich in Richtung der Leiterplatte 2. Mit diesen beiden Fortsätzen 10 wird die Einheit aus Träger 4 und Metallstreifen 3 auf der Leiterplatte 2 fixiert. Die beiden Fortsätze 10 befinden sich zwischen den beiden Verlötungsabschnitten 8.
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3 zeigt den Metallstreifen 3 auf dem Träger 4. Der Hauptbestandteil des Trägers 4 befindet sich unter dem ersten Abschnitt 7 des Metallstreifens 3 und stützt somit den ersten Abschnitt 7 gegenüber der Leiterplatte 2 ab. Seitlich und oben umschließt der Träger 4 abschnittsweise mit Halterungen 12 den Metallstreifen 3. Zwischen diesen Halterungen 12 liegt die Oberseite des Metallstreifens 3 blank und ist nicht vom Träger 4 umschlossen.
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Im mittleren Bereich des Metallstreifens 3 ist eine plane Fläche zum Ansetzen eines Vakuumgreifers auf dem Metallstreifen 3 und/oder auf dem Träger 4 ausgebildet. Beispielsweise die Oberflächen der Halterungen 12 eignen sich auch zum Ansetzen eines Vakuumgreifers.
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4 zeigt die Bügelantenne gemäß dem Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht. Hier ist gut zu sehen, dass die Fortsätze 10 durch die Leiterplatte 2 hindurchragen. Des Weiteren ist hier gut zu sehen, dass sich der Träger 4 zwischen den beiden zweiten Abschnitten 9 des Metallstreifens 3 erstreckt. Außerhalb der beiden zweiten Abschnitte 9 ist lediglich jeweils eine der Halterungen 12 vorgesehen.
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Des Weiteren zeigt 4 eine Einteilung des ersten Abschnitts 7 des Metallstreifens 3 in einen ersten Bereich 13 und einen zweiten Bereich 14. Die beiden Bereiche 13, 14 liegen jeweils parallel zur Leiterplatte 2, weisen jedoch einen unterschiedlichen Abstand zur Leiterplatte 2 auf. Die beiden Bereiche 13, 14 sind über einen schräg liegenden Anteil des Metallstreifens 3 miteinander verbunden.
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5 zeigt ein erfindungsgemäßes Steuergerät 16 mit der erfindungsgemäßen Bügelantenne 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel. Des Weiteren umfasst dieses Steuergerät 16 ein Gehäuse 15. In der Darstellung nach 5 ist die Leiterplatte der Übersichtlichkeit halber ausgeblendet. Des Weiteren sieht man den Träger 4 und den Metallstreifen 3 von unten. Infolgedessen sind vom Metallstreifen 3 nur die beiden Verlötungsabschnitte 8 zu sehen. Das Gehäuse 15 folgt der Oberseite des Metallstreifens 3 relativ eng, so dass auch das Gehäuse 15 dem Höhenunterschied vom ersten Bereich 13 zum zweiten Bereich 14 folgt. Wie dieses Beispiel zeigt, kann die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bügelantenne sehr gut an verschiedenste Gehäuse angepasst werden. Der Metallstreifen 3 läuft hierbei insbesondere geradlinig zwischen den beiden Verbindungsstellen 5, 6, so dass die Komponenten, bestehend aus Metallstreifen 3 und Träger 4, linienförmig ausgestaltet ist.
