-
Die Erfindung betrifft einen Elektrokomponententräger insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit in einem elektrisch isolierenden Material eingebetteten Leiterbahnen, elektrischen Anschlüssen und einem integrierten Mikroschalter.
-
Ein Elektrokomponententräger ist ein selbsttragendes Bauteil mit einem Gehäuse und in das Gehäuse eingelegten elektrischen Leiterbahnen, die grundsätzlich aus einem Blech ausgestanzt worden sind. Die eingelegten Leiterbahnen sind mit isolierendem Material umspritzt und so vor Umwelteinflüssen geschützt. Das Material der Leiterbahnen ist derart dick und damit stabil beschaffen, dass Leiterbahnenden als Kontaktstifte dienen können. Außerdem ist das Material grundsätzlich biegsam, damit Leiterbahnenden zwecks Kontaktierung in eine gewünschte Richtung gebogen werden können. Grundsätzlich bestehen die Leiterbahnen aus Metall und sind insbesondere 0,1 mm bis 1 mm dick.
-
An die elektrischen Anschlüsse einer solchen Leiterbahneinheit werden elektrische Komponenten angeschlossen, wie zum Beispiel Schalter, Detektoren, elektronische Komponenten oder Elektromotoren. Derartige elektrische Komponenten finden sich beispielsweise in einem Schloss, insbesondere Türschloss eines Kraftfahrzeugs.
-
Ein Mikroschalter ist ein elektrischer Schalter mit geringem Abstand der Kontakte im geöffneten Zustand. Der Abstand beträgt nur wenige Millimeter und erlaubt nur geringe elektrische Lasten, die geschaltet werden können. Die elektrischen Lasten, die in einem Kraftfahrzeugschloss auftreten, sind geringe elektrische Lasten im Sinne der vorliegenden Erfindung.
-
Für eine Herstellung eines Elektrokomponententrägers werden üblicherweise zunächst Leiterbahnen aus einem Blech herausgestanzt und erforderlichenfalls durch Biegen beispielsweise für das Bereitstellen von Kontaktfahnen und/oder Bohren ergänzend vorbereitet. Die so vorbereiteten Leiterbahnen, die noch stützende und/oder verbindende Stege aufweisen können, werden anschließend in ein Gehäuse des Elektrokomponententrägers eingelegt. Anschließend wird isolierendes Material in einem ersten Schritt zwecks Fixierung der Leiterbahnen in das Gehäuse hineingespritzt. Dann werden verbindende und/oder stützende Stege – soweit vorhanden – zwischen den Leiterbahnen getrennt. Abschließend wird das Gehäuse durch Spritzen von isolierendem Material in vorgesehener Weise ausgefüllt.
-
Kontaktfahnen stehen aus dem isolierenden Material hervor, um mit Bauteilen wie z. B. einem Schalter zum Beispiel durch Löten verbunden zu werden. Die vorstehenden Kontaktfahnen bilden die elektrischen Anschlüsse des Elektrokomponententrägers. So wird beispielsweise gemäß der
deutschen Patentanmeldung 10 2012 211 756 ein Schalter an dafür vorgesehener Stelle eingesetzt, so dass seine Kontakte mit den vorstehenden Kontakten der Leiterbahnen verlötet werden können.
-
Die Druckschrift
DE 10 2011 089 024 A1 offenbart eine Baugruppe mit einem Elektrokomponententräger und einer Schaltvorrichtung. Die Schaltvorrichtung der Baugruppe ist hierbei mittels wenigstens je eines Kontaktbereichs zumindest zweier Stanzgitter-Leiter sowie einem berührungslos magnetisch verlagerbaren Schaltmedium der Baugruppe, mittels welchem Kontaktbereiche unterschiedlicher Stanzgitter-Leiter selektiv überbrückbar sind, gebildet. Die zur Ausbildung einer Schaltfunktionalität vorgesehenen Kontaktbereiche liegen an einer Oberfläche des Trägers frei und können somit von dem Schaltmedium an der Trägeroberfläche überstrichen bzw. kontaktiert und hierbei selektiv überbrückt werden. Schaltstellungen der Schaltvorrichtung sind detektierbar.
-
Die Druckschrift
DE 10 2004 040 395 A1 offenbart einen elektrischen Schalter für ein Kraftfahrzeug mit zwei Leiterbahnen und einem oberhalb der Leiterbahnen angeordneten Schaltkontakt in Form einer verformbaren Schnappscheibe. Der Schaltkontakt kontaktiert dauerhaft elektrisch eine der beiden Leiterbahnen. Durch Betätigung des Schalters wird der Schaltkontakt verformt und dadurch mit der anderen Leiterbahn elektrisch verbunden.
-
Die
DE 10 2006 024 292 A1 offenbart einen Griff zur elektrischen Betätigung eines Verschlusses an einer Klappe oder einer Tür in einem Fahrzeug. Ein Stanzgitter ist in einem Elektrokomponententräger integriert, der bei der Spritzgussherstellung des schalenförmigen Griffgehäuses als Einsatz in der Gehäuse-Form dient. Der Elektrokomponententräger besitzt an seinem Innenende eine schalenartige Aufnahme, die zum Einlegen einer verformbaren Schnappscheibe dient. Die Schnappscheibe ist Bestandteil eines elektrischen Schalters, um Ruhekontakte elektrisch miteinander zu verbinden.
-
Soweit nachfolgend nichts anders angegeben, können die vorgenannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination mit dem Gegenstand der nachfolgend beschriebenen Erfindung beliebig kombiniert werden.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen einfach zu fertigenden Elektrokomponententräger mit einem langlebigen, leicht zu betätigenden integrierten Mikroschalter bereitzustellen.
-
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Elektrokomponententräger mit einem Basisteil aus elektrisch isolierendem Material und elektrischen Leiterbahnen für ein Verbinden von elektrischen Komponenten bereitgestellt, wobei Leiterbahnen durch das Material des Basisteils umhüllt sind. Zumindest zwei elektrische Leiterbahnen des Elektrokomponententrägers sind unmittelbarer Bestandteil eines elektrischen Mikroschalters. Der Mikroschalter umfasst ein bogenförmiges Leiterelement, welches elastisch verformbar ist. Durch Betätigen des Mikroschalters wird das bogenförmige Leiterelement elastisch derart verformt, dass die beiden Endbereiche des Leiterelements verschoben werden. Durch das Verschieben werden zwei elektrische Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden oder aber eine elektrische Verbindung zwischen zwei Leiterbahnen wird unterbrochen. Das Verschieben bewirkt also ein elektrisches Schalten.
-
Der Mikroschalter umfasst eine Kappe mit einem steifen mittleren Bereich und einem daran angrenzenden Bereich aus verformbarem Kunststoffmaterial. Der steife mittlere Bereich überträgt bei Betätigung des Mikroschalters eine solche Kraft auf das bogenförmige Leiterelement, dass dieses sich in vorgenannter Weise verformt. Die Kraftübertragung wird so optimiert, um mit geringem Kraftaufwand schalten zu können. Auch wird so eine lange Lebensdauer ermöglicht. Es ist nicht erforderlich, einen elektrischen Schalter mit vorstehenden Kontakten eines Elektrokomponententrägers zu verlöten. Leiterbahnen, die ein Elektrokomponententräger bereits umfasst, sind vorteilhaft unmittelbarer Bestandteil des elektrischen Schalters.
-
Alternativ oder ergänzend umfasst der Bereich aus verformbaren Material einen umlaufenden, steifen Randbereich. Hierdurch gelingt es, die Position des Bereichs aus verformbaren Material geeignet zu stabilisieren.
-
Vorzugsweise bestehen der steife mittlere Bereich und/oder der umlaufende Randbereich aus einem Hartkunststoff wie zum Beispiel Polypropylen, welches sich von dem Kunststoffmaterial unterscheidet, welches daran angrenzt. Die Kappe besteht also wenigstens zwei unterschiedlichen Kunststoffen. Der an den mittleren Bereich und/oder an den umlaufenden Randbereich angrenzende Bereich der Kappe besteht aus einem weichen Kunststoffmaterial, welches sich leicht verformen lässt, so zum Beispiel aus einem Elastomer.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der steife mittlere Bereich behälterförmig, wobei die Außenseite des Bodens des Behälters von außen erreichbar ist. In den Behälter reicht ein Stift hinein, der mit dem Basismaterial des Elektrokomponententrägers verbunden ist. Die Kappe wird so während des Betätigens geführt. Hierdurch wird verbessert sichergestellt, dass der Mikroschalter langlebig und zuverlässig betätigt werden kann.
-
Von dem mittleren Bereich aus gesehen verläuft der Bereich aus verformbarem Kunststoffmaterial in radialer Richtung gesehen vorzugsweise wellenförmig, um weiter verbessert den Mikroschalter einfach und langlebig betätigen zu können.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Kappe einen ringförmigen Bereich aus einem steifen Kunststoffmaterial wie Polypropylen, der sich an den Bereich aus dem verformbaren Kunststoffmaterial anschließt. Der ringförmige Bereich aus steifem Kunststoffmaterial erstreckt sich in Richtung der Oberfläche des Elektrokomponententrägers. An diesen ringförmigen Bereich aus steifem Kunststoffmaterial grenzt ein ringförmiger Bereich seitlich an, der mit dem Basisteil des Elektrokomponententrägers verbunden ist. Vorzugsweise reicht dieser ringförmige Bereich des Elektrokomponententrägers in den ringförmigen Bereich der Kappe hinein. Es wird so eine staubdichte und feuchtigkeitsdichte Verbindung geschaffen.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung bildet der vorgenannte ringförmige Bereich des Elektrokomponententrägers zugleich eine Wegbegrenzung für das bogenförmige Leiterelement. Wird der Mikroschalter betätigt, also der mittlere Bereich der Kappe in Richtung Elektrokomponententräger gedrückt, dann bewegen sich die beiden Enden des bogenförmigen Leiterelements auseinander, bis eine weitere Bewegung durch den ringförmigen Bereich gestoppt wird. Es gibt also so eine Wegbegrenzung für das Bewegen der beiden Enden des bogenförmigen Leiterelements, wenn der Mikroschalter betätigt wird.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung schließen die Bereiche der Leiterbahnen, die durch das bogenförmige Leiterelement kontaktiert werden können, bündig mit angrenzender Oberfläche ab und zwar zumindest mit der Oberfläche, auf der Enden des bogenförmigen Leiterelements aufliegen oder auf der Enden des bogenförmigen Leiterelements durch Betätigen des Schalters aufliegen. Hierdurch wird vorteilhaft die Kraft gering gehalten, die für ein Betätigen des Schalters aufgewendet werden muss.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schalter Führungsmittel und/oder Positionsmittel, um das bogenförmige Leiterelement zu führen und/oder zu positionieren.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung gibt es einen von der Oberfläche des Elektrokomponententrägers abstehenden Stift, der durch ein Loch in dem bogenförmigen Leiterelement hindurch reicht. Durch diese Positionsmittel wird auf technisch einfache Weise sichergestellt, dass das bogenförmige Leiterelement seine Position relativ zu den Leiterbahnen beibehält.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die beiden Enden des bogenförmigen Leiterelements durch angrenzende Stege geführt. Fehlerhafte Bewegungen werden so vermieden.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Enden des bogenförmigen Leiterelements gebogen und zwar entgegengesetzt zur sonstigen Bogenform des bogenförmigen Leiterelements. Hierdurch werden Reibungswiderstände gering gehalten, die während des Betätigens des Mikroschalters auftreten.
-
Ein Elektrokomponententräger mit dem Mikroschalter kann und soll mit zumindest zwei weiteren elektrischen Komponenten elektrisch verbunden werden. Dies unterscheidet einen Elektrokomponententräger von einem Mikroschalter. Beispiele für weitere Komponenten im Sinne der vorliegenden Erfindung sind ein oder mehrere Sensoren oder Detektoren, ein oder mehrere Motoren, ein oder mehrere weitere Mikroschalter. Auch weist der Elektrokomponententräger neben den Leiterbahnen, die unmittelbarer Bestandteil des integrierten Mikroschalters sind, weitere Leiterbahnen auf.
-
Es zeigen:
-
1: Komponenten des Elektrokomponententrägers im nicht montierten Zustand;
-
2: Elektrokomponententräger;
-
3: Schnitt durch den Elektrokomponententräger im nicht betätigten Zustand;
-
4: Schnitt durch den Elektrokomponententräger im betätigten Zustand.
-
5: Schnitt durch einen zweiten Elektrokomponententräger im nicht betätigten Zustand;
-
6: Schnitt durch den zweiten Elektrokomponententräger im betätigten Zustand.
-
Die 1 bis 4 verdeutlichen den Aufbau eines Elektrokomponententrägers 1 mit einem Basisteil 2 aus elektrisch isolierendem Material und elektrischen Leiterbahnen 3, 4, 5. Die Leiterbahnen 3, 4, 5 sind bereichsweise durch das Material des Basisteils 2 umhüllt. Vier elektrische Leiterbahnen 4, 5 des Elektrokomponententrägers 1 sind unmittelbarer Bestandteil eines elektrischen Mikroschalters. Der Mikroschalter umfasst ein bogenförmiges Leiterelement 6, welches elastisch verformbar ist. Durch Betätigen des Mikroschalters wird das bogenförmige Leiterelement 6 elastisch derart verformt, dass die beiden Endbereiche 7 des Leiterelements 6 verschoben werden. Die 4 zeigt im Schnitt den verschobenen und folglich den betätigten Zustand. Durch das Verschieben der beiden Endbereiche 7 werden die zwei äußeren elektrischen Leiterbahnen 4 des Mikroschalters elektrisch miteinander verbunden. Die elektrische Verbindung zwischen den beiden anderen Leiterbahnen 5 wird dagegen durch das Betätigen unterbrochen. Es genügen für einen einfachen Mikroschalter allerdings zwei Leiterbahnen, so zum Beispiel das äußere Leiterbahnpaar 4 oder das innere Leiterbahnpaar 5, um ein elektrisches Schalten zu ermöglichen.
-
Im Ruhezustand des Schalters 1 kontaktiert das bogenförmige Leiterelement 6 die zwei innen liegenden Leiterbahnen 5, wie die 3 verdeutlicht. Die beiden äußeren Leiterbahnen werden dann elektrisch nicht kontaktiert. Diese innen liegende Leiterbahnen 5 befinden sich zwischen den zwei äußeren Leiterbahnen 4 des Mikroschalters.
-
Die Leiterbahnabschnitte der Leiterbahnen 4 und 5, die zwischen den beiden Stegen bzw. Führungsschienen 8 angeordnet sind und die von dem bogenförmigen Leiterelement 6 kontaktiert werden können, verlaufen parallel zueinander, um so den erforderlichen Bauraum zu minimieren. Diese Abschnitte bzw. Bereiche der Leiterbahnen 4, 5, die zwischen den beiden Stegen 8 angeordnet sind und die durch das bogenförmige Leiterelement 6 kontaktiert werden können, schließen mit ihrer Oberfläche bündig mit der angrenzenden Oberfläche 9 des isolierenden Materials ab, um ein einfaches Verschieben der Enden 7 zu ermöglichen. Auch darüber hinaus schließen die Oberflächen der Leiterbahnen 4, 5 bündig mit der angrenzenden Oberfläche ab, soweit diese innerhalb des vorstehenden, ringförmigen Rands 10 angeordnet sind.
-
Es gibt einen von der Oberfläche des Elektrokomponententrägers 1 abstehenden Stift 11, der durch das Loch 12 in dem bogenförmigen Leiterelement 6 hindurch reicht, die als Positionsmittel für das bogenförmige Leiterelement 6 dienen. Die beiden Enden 7 des bogenförmigen Leiterelements 6 sind durch die seitlich angrenzenden Stege 8 geführt, um so fehlerhafte Bewegungen des bogenförmigen Leiterelements 6 zu vermeiden.
-
Die Enden 7 des bogenförmigen Leiterelements 6 sind gebogen und zwar entgegengesetzt zur sonstigen Bogenform des bogenförmigen Leiterelements 6. Hierdurch werden bogenförmige Auflageflächen für die Endbereiche 7 geschaffen, wodurch Reibungswiderstände gering gehalten werden, die während des Betätigens des Mikroschalters 1 auftreten.
-
Der vorstehende Rand 10, der Bestandteil des Basisteils 2 ist, dient der staub- und feuchtigkeitsdichten Befestigung des Deckels bzw. der Kappe 13. Der ringförmige Rand 10 dient außerdem als Wegbegrenzung für die Enden 7 des bogenförmigen Leiterelements 6, wie die 4 und 6 verdeutlichen. Die Kappe 13 ist bereichsweise verformbar, wie der Vergleich der 4 mit der 3 verdeutlicht.
-
Die Leiterbahnen 3 des Elektrokomponententrägers sind nicht Bestandteil des Mikroschalters. Diese werden mit einer weiteren elektrischen Komponente elektrisch verbunden werden.
-
Ein innen liegender Rand 14 (siehe 3 bis 6) der Kappe 13 liegt auf dem bogenförmigen Leiterelement 6 auf. Durch Herunterdrücken der Kappe 13 in Richtung Basisteil 2 wird das bogenförmige Leiterelement 6 heruntergedrückt und der Mikroschalter so betätigt. Für das Herunterdrücken ist ein aus einem Hartkunststoff bestehender, behälterförmiger Bereich 15 des Deckels 13 vorgesehen, der sich von außen in Richtung Rand 14 zylinderförmig erstreckt. Im Schnitt ist die Behälterform U-förmig, wie die 3 bis 6 verdeutlichen. In die Behälterform erstreckt sich der Stift 11 hinein, der damit zugleich der Führung des Deckels 13 dient. Das Ende des Stiftes 11 weist die Form einer Halbkugel auf, die an den Boden der Behälterform 14, 15 angepasst ist, um so übermäßig hohe lokale Drücke während des Betätigens zu vermeiden. Von dem mittleren Bereich 15 ausgesehen erstreckt sich der Deckel 13 wellenförmig in radialer Richtung. Dieser wellenförmige Bereich 16 besteht aus einem Elstamer, also aus einem leicht verformbaren Kunststoffmaterial. Hierdurch wird das Betätigen erleichtert. An den wellenförmigen Bereich 16 schließt sich ein ringförmiger erster Bereich 19 aus einem harten Kunststoffmaterial an. An den ringförmigen ersten Bereich 19 schließt sich ein zweiter ringförmiger Bereich 18 aus einem harten Kunststoffmaterial an. Die beiden ringförmigen Bereiche 18 und 19 schließen einen rechten Winkel ein, wie insbesondere die 3 bis 6 verdeutlichen. Die beiden ringförmigen Bereiche 18 und 19 grenzen dicht an den Rand 10 an und sind vorzugsweise mit diesem zum Beispiel verklebt oder verschweißt. Es liegt so eine staubdichte und feuchtigkeitsdichte Abschirmung vor.
-
Die 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung mit drei Leiterbahnen 4, 5 und 17 des Mikroschalters. Die Leiterbahn 17 ist im Vergleich zu den Leiterbahnen 4 und 5 verbreitert, so dass stets ein Kontakt zum bogenförmigen Leiterelement 6 vorliegt. Eine der beiden Leiterbahnen 3 oder 4 kann zur Ermittlung bzw. Detektion der Stellung des Mikroschalters verwendet werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, beide Leiterbahnen 4 und 5 für ein Schalten einzusetzen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Elektrokomponententräger
- 2
- Basisteil
- 3, 4, 5
- elektrische Leiterbahn
- 6
- bogenförmiges Leiterelement
- 7
- Endbereich des Leiterelements
- 8
- Steg
- 9
- Oberfläche
- 10
- ringförmiger Rand
- 11
- Stift
- 12
- Loch in dem bogenförmigen Leiterelement
- 13
- Deckel
- 14
- innen liegender Rand des Deckels
- 15
- Betätigungsbereich
- 16
- wellenförmiger Verlauf
- 17
- Leiterbahn
- 18
- ringförmiger Bereich
- 19
- ringförmiger Bereich
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012211756 [0006]
- DE 102011089024 A1 [0007]
- DE 102004040395 A1 [0008]
- DE 102006024292 A1 [0009]
