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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensorvorrichtung für einen Türgriff für ein Fahrzeug, auf einen Türgriff und auf ein Verfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung.
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Zum automatischen Entriegeln und Verriegeln von Türen eines Fahrzeugs können Türgriffsensoren eingesetzt werden.
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Die
DE 10 2013 018 204 A1 beschreibt eine Elektronikbaugruppe zum Einbau in einen Kraftfahrzeugtürgriff. Eine Leiterplatte der Elektronikbaugruppe weist zumindest einen Abschnitt mit einer Materialschwächung zur Ausbildung eines Biegebereiches auf, wobei die Materialschwächung durch eine Materialabtragung von mehr als der Hälfte der Dicke der Leiterplatte gebildet ist.
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Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Sensorvorrichtung für einen Türgriff für ein Fahrzeug, einen verbesserten Türgriff und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Wird eine Leiterplatte für zumindest einen kapazitiven Sensoren mit einem schmalen biegsamen Steg zwischen zwei jeweils eine kapazitive Elektrode tragenden Trägerabschnitten der Leiterplatte ausgeführt, so können die zwei kapazitiven Elektrode mit einem Höhenversatz zueinander angeordnet werden, indem der biegsame Steg verbogen wird. Vorteilhafterweise ist es dazu nicht erforderlich, den Steg dünner als die Trägerabschnitte auszuformen. Dadurch kann die Leiterplatte sehr schnell und kostengünstig hergestellt werden, beispielsweise indem den Steg umgebendes Leiterplattenmaterial aus einer Leiterplattengrundplatte ausgefräst oder ausgestanzt wird.
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Eine Sensorvorrichtung für einen Türgriff für ein Fahrzeug weist die folgenden Merkmale auf:
eine Leiterplatte mit einem ersten Trägerabschnitt, einem zweiten Trägerabschnitt und einem Verbindungsabschnitt, wobei der Verbindungsabschnitt als ein den ersten Trägerabschnitt mit dem zweiten Trägerabschnitt verbindender biegsamer Steg ausgeformt ist, und wobei die Leiterplatte im Bereich des ersten Trägerabschnitts, des zweiten Trägerabschnitts und des Verbindungsabschnitts eine einheitliche Dicke aufweist;
eine erste kapazitive Elektrode, die an dem ersten Trägerabschnitt angeordnet ist; und
eine zweite kapazitive Elektrode, die an dem zweiten Trägerabschnitt angeordnet ist.
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Bei den kapazitiven Elektroden kann es sich um flächig ausgeformte Elektroden handeln. Die kapazitiven Elektroden können Teil zumindest eines kapazitiven Sensors sein, der als ein kapazitiver Näherungssensor ausgeführt sein kann. Auf diese Weise kann eine Annäherung eines Objekts an die erste kapazitive Elektrode und/oder die zweite kapazitive Elektrode detektiert werden, ohne dass eine Berührung einer der Elektroden durch das Objekt erforderlich ist. Dazu kann die sich bei einer Annäherung des Objekts sich ändernde elektrische Kapazität der Elektroden in Bezug zur Umgebung ausgewertet werden. Die Leiterplatte kann über ihre gesamte Fläche die einheitliche Dicke aufweisen. Im Bereich des Stegs kann die Leiterplatte eine geringere Breite als im Bereich der Trägerabschnitte aufweisen. Aufgrund der geringeren Breite kann die Leiterplatte im Bereich des Stegs flexibel sein.
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Die Leiterplatte kann einstückig ausgeformt sein. Die Leiterplatte kann insgesamt oder zumindest im Bereich des ersten Trägerabschnitts, des zweiten Trägerabschnitts und des Verbindungsabschnitts aus demselben Leiterplattenmaterial ausgeformt sein. Beispielsweise kann die Leiterplatte aus einem Verbundmaterial ausgeformt sein. Ein solches Verbundmaterial kann sich aus Epoxidharz und Glasfasergewebe zusammensetzen. Somit kann eine herkömmliche Leiterplatte eingesetzt werden.
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Die Leiterplatte kann insgesamt oder zumindest im Bereich des ersten Trägerabschnitts, des zweiten Trägerabschnitts und des Verbindungsabschnitts eine Dicke von weniger als 1 mm aufweisen. Beispielsweise kann die Dicke auch weniger als 0,7 mm oder weniger als 0,5 mm betragen. Andererseits kann die Leiterplatte eine Dicke von beispielsweise mehr als 0,2 mm oder mehr als 0,3 mm aufweisen. Durch eine geeignete Dicke kann der Verbindungsabschnitt biegsam und die Trägerabschnitte gemäß einer Ausführungsform starr oder selbsttragend sein.
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Der erste Trägerabschnitt kann auf einer dem zweiten Trägerabschnitt zugewandten Seite eine erste Einbuchtung aufweisen. Entsprechend kann der zweite Trägerabschnitt auf einer dem ersten Trägerabschnitt zugewandten Seite eine zweite Einbuchtung aufweisen. Der Verbindungsabschnitt kann innerhalb der ersten Einbuchtung mit dem ersten Trägerabschnitt verbunden sein. Entsprechend kann der Verbindungsabschnitt innerhalb der zweiten Einbuchtung mit dem zweiten Trägerabschnitt verbunden sein. Durch eine Einbuchtung kann die Länge des Verbindungsabschnitts verlängert werden, ohne das dazu eine Vergrößerung des Abstands zwischen den Trägerabschnitten erforderlich ist.
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Die erste Elektrode kann auf einer ersten Seite und die zweite Elektrode auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Leiterplatte angeordnet sein. Somit können unter Verwendung der Elektroden Annäherungen eines Objekts von unterschiedlichen Seiten her detektiert werden.
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Eine Zuleitung zum elektrischen Kontaktieren der ersten Elektrode kann von dem ersten Trägerabschnitt über den Verbindungsabschnitt zu dem zweiten Trägerabschnitt geführt sein. Auf diese Weise ist an dem ersten Trägerabschnitt kein separater Anschluss zum Anschließen einer elektrischen Leitung erforderlich.
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Die Zuleitung kann im Bereich des Verbindungsabschnitts eine Mehrzahl von Richtungsänderungen aufweisen. Die Richtungsänderungen können gebogen oder abgewinkelt ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Zuleitung zumindest zehn Richtungsänderungen über die Länge des Verbindungsabschnitts aufweisen. Die Richtungsänderungen können dabei in einer Haupterstreckungsebene des Verbindungsabschnitts liegen, sodass die Zuleitung beispielsweise vollständig auf einer Oberfläche des Verbindungsabschnitts ausgeformt sein können.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Leiterplatte einen Rahmenabschnitt aufweisen, der einen den ersten Trägerabschnitt, den Verbindungsabschnitt und zumindest einen Teil des zweiten Trägerabschnitts umgebenden Rahmen ausformt. Der Rahmenabschnitt kann durch einen Spalt von dem ersten Trägerabschnitt und dem Verbindungsabschnitt getrennt sein. Vorteilhafterweise kann der Rahmenabschnitt zum Führen einer Antenne verwendet werden. Bei der Antenne kann es sich insbesondere um eine NFC (aus dem Englischen: „Near Field Communication”) Antenne handeln.
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Somit kann eine Antennenleitung entlang des Rahmenabschnitts geführt sein. Die Antennenleitung kann beispielsweise Teil einer Antenne zum Empfangen eines drahtlos übertragenen Steuersignals sein.
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Die Leiterplatte kann einen Schaltungsabschnitt aufweisen, der auf einer dem Verbindungsabschnitt abgewandten Seite an den zweiten Trägerabschnitt angrenzt. Der Schaltungsabschnitt kann eine Mehrzahl von Kontaktflächen für eine die erste Elektrode und die zweite Elektrode verwendende Sensorschaltung aufweisen. Vorteilhafterweise kann die Sensorschaltung zur Ansteuerung der Elektroden somit in direkter Nachbarschaft der zweiten Elektrode angeordnet werden. Der Schaltungsabschnitt kann ebenfalls eine Mehrzahl von Kontaktflächen für eine die Antenne verwendende Sender-/Empfängerschaltung bzw. die Schaltung für die NFC-Antenne aufweisen.
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Die Sensorvorrichtung kann die entsprechende Sensorschaltung aufweisen. Die Sensorschaltung kann ausgebildet sein, um ansprechend auf eine unter Verwendung der ersten Elektrode erfasste erste Kapazitätsänderung ein Verriegelungssignal zum Verriegeln eines Türschlosses eines Fahrzeugs und ansprechend auf eine unter Verwendung der zweiten Elektrode erfasste zweite Kapazitätsänderung ein Entriegelungssignal zum Entriegeln des Türschlosses bereitzustellen. Auf diese Weise kann das Verriegelungssignal bereitgestellt werden, wenn sich ein Objekt, beispielsweise eine menschliche Hand, an die erste Elektrode annähert, und das Entriegelungssignal kann bereitgestellt werden, wenn sich das Objekt an die zweite Elektrode annähert.
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Die Sensorvorrichtung kann ein Gehäuse aufweisen, von dem die Leiterplatte aufgenommen ist. Das Gehäuse kann eine erste Stützfläche zum Abstützen des ersten Trägerabschnitts und eine zweite Stützfläche zum Abstützen des zweiten Trägerabschnitts aufweisen. Dabei können die erste Stützfläche und die zweite Stützfläche einen Höhenversatz zueinander aufweisen. Durch den Höhenversatz können die beiden Trägerabschnitte im montierten Zustand der Leiterplatte einen Höhenversatz zueinander aufweisen. Durch den Höhenversatz können die Elektroden beispielsweise nahe an einander gegenüberliegende Seiten eines Türgriffs angeordnet werden, wenn die Sensorvorrichtung in einen Türgriff verbaut wird.
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Ein entsprechender Türgriff für ein Fahrzeug weist eine genannte Sensorvorrichtung auf. Dabei kann die Sensorvorrichtung ausgebildet sein, um eine Annäherung einer Hand an eine Türgriffaußenseite des Türgriffs und eine Annäherung der Hand an eine Türgriffinnenseite des Türgriffs zu detektieren.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung für einen Türgriff für ein Fahrzeug umfasst die folgenden Schritte:
Bereitstellen einer Leiterplatte; und
Ausformen eines Verbindungsabschnitts aus der Leiterplatte, wobei der Verbindungsabschnitt als ein einen ersten Trägerabschnitt der Leiterplatte zum Tragen einer ersten Elektrode für einen ersten kapazitiven Sensor mit einem zweiten Trägerabschnitt der Leiterplatte zum Tragen einer zweiten Elektrode für einen zweiten kapazitiven Sensor verbindender biegsamer Steg ausgeformt wird, und wobei die Leiterplatte im Bereich des ersten Trägerabschnitts, des zweiten Trägerabschnitts und des Verbindungsabschnitts eine einheitliche Dicke aufweist.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Fahrzeug mit einer Sensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 eine Sensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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3 eine Leiterplatte für eine Sensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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4 ein Gehäuse mit einer Leiterplatte für eine Sensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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5 eine Sensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Sensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt ein Fahrzeug 100 mit einer Sensorvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dem Fahrzeug 100 kann es sich beispielsweise um ein Fahrzeug zur Personenbeförderung handeln. Das Fahrzeug 100 weist eine Tür 104 auf, die von einer Person unter Verwendung eines an der Tür 104 angeordneten Türgriff 106 geöffnet und geschlossen werden kann. Die Sensorvorrichtung 102 ist dazu ausgebildet, um ein Entriegelungssignal 108 zum Entriegeln und ein Verriegelungssignal 109 zum Verriegeln eines Türschlosses 110 an einen Steuergerät 111, das dazu dient das Türschloss 110 zu steuern, bereitzustellen. Das Steuergerät 111 ist ein sogenannte „Keyless Entry” Steuergerät 111. Selbstverständlich können auch mehrere Türschlösse und/oder eine bestimmte Auswahl von Türschlösse mittels des Steuergerätes 111 gesteuert werden.
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Die Sensorvorrichtung 102 ist ausgebildet, um das jeweilige Signal 108, 109 ansprechend auf eine Annäherung einer Hand der Person an den Türgriff 106 bereitzustellen. Dazu weist die Sensorvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel zumindest einen kapazitiven Sensor auf. Der kapazitive Sensor ist ausgebildet, um eine Annäherung der Hand an eine Türgriffaußenseite des Türgriffs 110 und unabhängig davon eine Annäherung der Hand an eine Türgriffinnenseite des Türgriffs 110 zu detektieren. Dazu umfasst der zumindest eine erste kapazitive Elektrode, die ausgebildet ist, um eine Änderung einer Permittivität im Umfeld der Türgriffaußenseite zu detektieren, und eine zweite kapazitive Elektrode, die ausgebildet ist, um eine Änderung einer Permittivität im Umfeld der Türgriffinnenseite zu detektieren. Alternativ können auch zwei kapazitive Sensoren eingesetzt werden, wobei einem ersten kapazitive Sensor die erste Elektrode und einem zweiten kapazitive Sensor die zweite Elektrode zugeordnet ist. Bei einem entsprechenden kapazitiven Sensoren kann es sich um einen bekannten Sensor handeln, wie er beispielsweise als kapazitiver Näherungsschalter eingesetzt wird.
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Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel wird die Sensorvorrichtung 102 für einen anderen Anwendungsfall eingesetzt, beispielsweise im Zusammenhang mit einem Türgriff zum Betätigen einer Tür eines Gebäudes oder im Zusammenhang mit einem Betätigungselement zum Steuern einer Funktion eines Geräts.
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2 zeigt eine Sensorvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine Sensorvorrichtung 102 handeln, wie sie anhand von 1 beschrieben ist.
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Die Sensorvorrichtung 102 weist eine Leiterplatte 210 auf. Die Leiterplatte 210 ist in einen ersten Trägerabschnitt 212, einen zweiten Trägerabschnitt 214 und einen Verbindungsabschnitt 216 untergliedert. Die Leiterplatte 210 ist einstückig ausgeformt. Der Verbindungsabschnitt 216 ist zwischen den Trägerabschnitten 212, 214 angeordnet. Im Bereich des Verbindungsabschnitts 216 weist die Leiterplatte 210 bezogen auf ihre Breite eine Verjüngung auf. Somit weist die Leiterplatte 210 im Bereich der Trägerabschnitte 212, 214 eine größere Breite als im Bereich des Verbindungsabschnitts 216 auf.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Leiterplatte 210 über ihre gesamte Breite und Länge dieselbe Dicke auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Leiterplatte 210 in dem gesamten Verbindungsabschnitt dieselbe Dicke wie in den angrenzenden Trägerabschnitten 212, 214 auf.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Leiterplatte 210 eine Dicke von weniger als 1 mm oder weniger als 0,7 mm auf. Die Dicke der Leiterplatte 210 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel so gewählt, dass die Trägerabschnitte 212, 214 annähernd starr, beispielsweise selbsttragend, und der Verbindungsabschnitt 216 aufgrund seiner geringeren Breite flexibel ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Leiterplatte 210 durchgängig aus dem gleichen Leiterplattenmaterial, beispielsweise einem Verbundmaterial, ausgeformt. Somit weist die Leiterplatte 210 im Bereich des Verbindungsabschnitts 216 das gleiche Material wie in den Bereichen der Trägerabschnitte 212, 214 auf. Beispielsweise können die Abschnitte 212, 214, 216 aus einer einstückigen Leiterplattengrundplatte herausgeformt, beispielsweise ausgefräst, sein.
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In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Verbindungsabschnitt 216 gebogen, sodass die Trägerabschnitte 212, 214 einen Höhenversatz zueinander aufweisen. Die Trägerabschnitte 212, 214 liegen dabei seitlich versetzt in zwei zueinander parallelen Ebenen. Die Leiterplatte 210 kann in den Trägerabschnitten 212, 214, wie in 2 gezeigt, plan sein oder alternativ leicht gewölbt ausgeformt sein. Beispielsweise kann der Höhenversatz zumindest 0,5 cm oder zumindest 1 cm betragen.
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Der erste Trägerabschnitt 212 ist ausgeformt um eine erste kapazitive Elektrode 222 zu tragen. Bei der ersten kapazitive Elektrode 222 handelt es sich gemäß einem Ausführungsbeispiel um eine flächig ausgeführte Elektrode. Die erste Elektrode 222 ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel auf einer Oberfläche der Leiterplatte 210 angeordnet, beispielsweise in Form einer Metallschicht, insbesondere einer Kupferschicht. Alternativ kann die Elektrode 222 auch als eine im Inneren der Leiterplatte 210 angeordnete Fläche ausgeformt sein.
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Der zweite Trägerabschnitt 214 ist ausgeformt um eine zweite kapazitive Elektrode 224 zu tragen. Bei der zweiten Elektrode 224 handelt es sich gemäß einem Ausführungsbeispiel um eine weitere flächig ausgeführte Elektrode. Die zweite Elektrode 224 ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel auf einer Oberfläche der Leiterplatte 210 angeordnet, beispielsweise in Form einer Metallschicht, insbesondere einer Kupferschicht. Alternativ kann die zweite Elektrode 224 auch als eine im Inneren der Leiterplatte 210 angeordnete Fläche ausgeformt sein.
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Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 222, 224 auf einander gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte 210 angeordnet. Dabei ist die Leiterplatte 210 entlang des Verbindungsabschnitts 216 so gebogen, dass ein Höhenversatz zwischen den Elektroden 222, 224 maximal ist.
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Die erste Elektrode 222 ist mit einer Sensorschaltung zum Detektieren einer Annäherung eines Objekts an die erste Elektrode 222 gekoppelt. Die zweite Elektrode 224 mit der oder einer weiteren Sensorschaltung zum Detektieren einer Annäherung eines Objekts an die zweite Elektrode 224 gekoppelt. Um eine Annäherung des Objekts an die erste Elektrode 222 nicht fälschlicherweise durch die zweite Elektrode 224 zu detektieren weist die Leiterplatte 210 gemäß einem Ausführungsbeispiel im Bereich des zweiten Trägerabschnitts 214 eine Abschirmung 226 auf, die die zweite Elektrode 224 abdeckt. Die Abschirmung 226 ist beispielsweise als eine Metallschicht, beispielsweise eine Kupferschicht ausgeführt und formt einen Schirm für die zweite Elektrode 224 aus. Die Abschirmung 226 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf einer der zweiten Elektrode 224 gegenüberliegenden Oberfläche der Leiterplatte 210 angeordnet.
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Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Leiterplatte 210 einen Schaltungsabschnitt 230 auf, an dem Schaltungsbauteile zumindest einer Sensorschaltung 232 angeordnet sind. Die Sensorschaltung 232 ist über eine erste Zuleitung mit der ersten Elektrode 222 und über eine zweite Zuleitung mit der zweiten Elektrode 224 elektrisch leitfähig verbunden. Die Zuleitungen sind gemäß einem Ausführungsbeispiel über die Leiterplatte 210 geführt. Zum elektrischen und mechanischen Kontaktieren der Schaltungsbauteile der Sensorschaltung 232 weist die Leiterplatte 210 im Bereich des Schaltungsabschnitts 230 eine Mehrzahl von Kontaktstellen auf, beispielsweise in Form von Lötflächen auf. Alternativ kann die Sensorschaltung 232 auch auf einer separaten Leiterplatte angeordnet sein.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Sensorschaltung 232 ausgebildet, um ansprechend auf eine unter Verwendung der ersten Elektrode 222 erfasste erste Kapazitätsänderung ein erstes Signal, beispielsweise ein Verriegelungssignal zum Verriegeln eines Türschlosses eines Fahrzeugs, und ansprechend auf eine unter Verwendung der zweiten Elektrode 224 erfasste zweite Kapazitätsänderung ein zweites Signal bereitzustellen, beispielsweise ein Entriegelungssignal zum Entriegeln des Türschlosses.
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Der beschriebenen Ansatz basiert gemäß einem Ausführungsbeispiel auf einem kapazitiven Sensor mit flexibler PCB-Elektrode 222 (PCB = printed circuit board). Dabei stellt die Elektrode 222 gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Verriegeln-Elektrode und die Elektrode 224 eine Entriegeln-Elektrode dar.
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Die Sensorvorrichtung 102 kann als ein Türgriffsensor für Fahrzeuge eingesetzt werden, wobei der Türgriffsensor an der Türgriffinnenseite das Entriegeln und an der Außenseite das Verriegeln durch Annäherung einer Hand bzw. eines Fingers detektiert.
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Um die bestmögliche Funktion bzw. Reichweite zu gewährleisten, werden die beiden kapazitiven Elektroden 222, 224 möglichst dicht unter der Griffoberfläche positioniert. Die Elektroden 222, 224 können auf einander gegenüberliegenden Leiterplattenseiten der Leiterplatte 210 jeweils in der äußersten Kupferlage dargestellt werden. Weitere Lösungen sind eine Leiterplatte 210 in Form einer Semiflex-Leiterplatte, einer Starrflex-Leiterplatte oder einer Folie, die durch ihre Flexibilität einen Höhenversatz zwischen den beiden kapazitiven Elektroden 222, 224 ermöglichen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird durch einen Kunststoffträger oder durch Gehäuseteile ein Elektrodenversatz hergestellt bzw. die flexible Elektrode 222 wird in ihrer Position fixiert. Dadurch können sowohl die Bauteil- als auch die Herstellkosten gering gehalten werde.
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3 zeigt eine Leiterplatte 210 für eine Sensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine Leiterplatte 210 handeln, wie sie anhand von 2 beschrieben ist. Anhand von 3 ist ersichtlich, dass der Verbindungsabschnitt 216 eine geringer Breite als die Trägerabschnitte 212, 214 aufweist. Der Verbindungsabschnitt 216 ist als ein biegsamer Steg ausgeformt. Beispielsweise weist der Verbindungsabschnitt 216 eine Breite auf, die kleiner als ein Viertel der Breite der Trägerabschnitte 212, 214 ist. Die Trägerabschnitte 212, 214 weisen gemäß diesem Ausführungsbeispiel dieselbe oder zumindest annähernd dieselbe Breite auf. Der Verbindungsabschnitt 216 ist in Bezug auf einander zugewandten Rändern der Trägerabschnitte 212, 214 mittig angeordnet.
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Die Trägerabschnitte 212, 214 weisen jeweils einen annähernd rechteckigen Umriss auf, wobei der erste Trägerabschnitt 212 eine geringere Länge als der zweite Trägerabschnitt 214 aufweist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel entspricht eine Länge des Verbindungsabschnitts 216 in etwa einer Länge des ersten Trägerabschnitts 212.
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Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die einander zugewandten Ränder der Trägerabschnitte 212, 214 jeweils eine Einbuchtung 342, 344 auf, in denen jeweils der Verbindungsabschnitt 216 ansetzt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird als Leiterplatte 210 eine starre Leiterplatte, beispielsweise aus FR4, das einen flammenhemmenden Verbundwerkstoff darstellt, mit einer geringen Dicke von z. B. 0,5 mm verwendet.
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Die Verriegeln-Elektrode 222 wird gemäß einem Ausführungsbeispiel so ausgefräst, dass sie nur mit einem schmalen Steg (Feder) in Form des Verbindungsabschnitts 216 mit der restlichen Leiterplatte 210 verbunden ist. Dieser schmale Steg ist sehr flexibel und ermöglicht eine räumlich unabhängige Ausrichtung der beiden Elektroden 222, 224 zueinander. Zusätzlich kann eine Zuleitung über diesen Steg erfolgen.
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4 zeigt ein Gehäuse 440 mit einer Leiterplatte 210 für eine Sensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand der vorangegangenen Figuren beschriebene Leiterplatte 210 handeln.
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Das Gehäuse 440 weist einen Boden und eine Wand auf. Ferner weist das Gehäuse 440 zumindest ein erstes Stützelement 442 mit einer ersten Stützfläche zum Abstützen des ersten Trägerabschnitts 212 und zumindest ein zweites Stützelement 444 mit einer zweiten Stützfläche zum Abstützen des zweiten Trägerabschnitts 214 der Leiterplatte 210 auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das erste Stützelement 442 mit einem Boden des Gehäuses 440 verbunden. Die erste Stützfläche und die zweite Stützfläche weisen einen Höhenversatz zueinander auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Stützfläche des ersten Stützelements 442 weiter von dem Boden des Gehäuses 440 entfernt als die zweite Stützfläche des zweiten Stützelements 444. Auf diese Weise ist die an dem zweiten Trägerabschnitt 214 angeordnete zweite Elektrode nah an dem Boden des Gehäuses 440 und die an dem ersten Trägerabschnitt 212 angeordnete erste Elektrode nah an einem Deckel angeordnet, mit dem das Gehäuse 440 optional verschlossen werden kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 440 ein optionales weiteres Stützelement auf, durch das der erste Trägerabschnitt 212 gegenüber der ersten Stützfläche des ersten Stützelements 442 fixiert werden kann.
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Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein zweiteiliges Sensorgehäuse eingesetzt, das die Ausrichtung der Leiterplatte 210 bzw. der Elektrode 222 übernimmt. Das zweiteilige Sensorgehäuse weist gemäß einem Ausführungsbeispiel neben dem Gehäuse 440 einen Deckel zum Verschließen des Gehäuses 440 auf.
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5 zeigt eine Sensorvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine Sensorvorrichtung 102 handeln, wie sie bereits anhand der vorangegangenen Figuren beschrieben wurde.
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Die Sensorvorrichtung 102 weist eine Leiterplatte 210 mit den bereits beschriebenen Abschnitten 212, 214, 216, 230 auf. Die erste Elektrode 222, die Abschirmung 226 und Kontaktflächen des Schaltungsabschnitts 230 sind durch Kupferflächen ausgeformt.
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Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ausbuchtung in dem zweiten Trägerabschnitt 214, an der der Verbindungsabschnitt 216 ansetzt, tiefer, beispielsweise zumindest doppelt so tief, wie die gegenüberliegende Ausbuchtung in dem ersten Trägerabschnitt 212.
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In 5 ist eine Zuleitung 550 zum elektrischen Kontaktieren der ersten Elektrode 222 gezeigt, die von dem ersten Trägerabschnitt 212 über den Verbindungsabschnitt 216 zu dem zweiten Trägerabschnitt 214 geführt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Abschirmung 226 eine längliche Aussparung auf, durch die die Zuleitung 550 entlang der Oberfläche der Leiterplatte 210 geführt ist.
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Die Zuleitung 550 kann geradlinig oder mit Richtungsänderungen geführt sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Zuleitung über die Länge des Verbindungsabschnitts 216 eine Mehrzahl von abgerundeten oder abgewinkelten Richtungsänderungen auf, wobei die Zuleitung 550 über die Länge des Verbindungsabschnitts 216 durchgängig entlang der Oberfläche der Leiterplatte 210 geführt sein kann.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Leiterplatte 210 einen Rahmenabschnitt 552 auf, der einen den ersten Trägerabschnitt 212, den Verbindungsabschnitt 216 und zumindest einen Teil des zweiten Trägerabschnitts 214 umgebenden Rahmen ausformt. Der Rahmenabschnitt 552 ist mit dem zweiten Trägerabschnitt 214 verbunden, von dem ersten Trägerabschnitt 212 sowie von dem Verbindungsabschnitt 216 jedoch durch einen Spaltgetrennt. Somit ist der zweite Trägerabschnitt 214 unbeweglich und der erste Trägerabschnitt 212 beweglich gegenüber dem Rahmenabschnitt 552. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Antennenleitung 554 entlang des Rahmenabschnitts 552 um die Abschnitte 212, 214, 216 herum geführt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Sensorvorrichtung 102 die Leiterplatte 210 für einen Türgriffsensor mit der Antennenleitung 554 in Form einer NFC-Antenne, also einer Antenne zur Nahfeldkommunikation auf. Außen befindet sich die NFC-Antenne 554.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist auf dem flexiblen Steg des Verbindungsabschnitts 216 die Zuleitung 550 in Form einer Sensorleitung nicht gerade ausgeführt, sondern wellig bzw. im Zickzack, damit die Gefahr der Rissbildung in der Leiterbahn der Zuleitung 550 reduziert wird.
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6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Sensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine Sensorvorrichtung 102 handeln, wie sie bereits anhand der vorangegangenen Figuren beschrieben wurde.
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In einem Schritt 601 wird eine Leiterplatte bereitgestellt. In einem Schritt 603 wird aus der Leiterplatte zumindest ein Verbindungsabschnitt ausgeformt, der einen ersten Trägerabschnitt der Leiterplatte mit einem zweiten Trägerabschnitt der Leiterplatte verbindet. Der Verbindungsabschnitt wird ausgeformt, indem ein Teil des die Trägerabschnitte verbindenden Materials der Leiterplatte entfernt wird, beispielsweise durch Fräsen oder Stanzen.
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In einem optionalen Schritt 605 wird die Leiterplatte in einer Trägerstruktur, beispielsweise einem Gehäuse angeordnet, das Stützflächen aufweist, durch die die Trägerabschnitte der Leiterplatte so abgestützt werden, dass ein Höhenversatz zwischen den Trägerabschnitten entsteht.
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Sofern die Leiterplatte nicht bereits mit Elektroden versehen bereitgestellt wurde, so können die Elektroden ausformende Flächen in einem optionalen Schritt 607 ausgeformt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder” Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Fahrzeug
- 102
- Sensorvorrichtung
- 104
- Tür
- 106
- Türgriff
- 108
- Entriegelungssignal
- 109
- Verriegelungssignal
- 110
- Türschloss
- 111
- Keyless Entry Steuergerät
- 210
- Leiterplatte
- 212
- erster Trägerabschnitt
- 214
- zweiter Trägerabschnitt
- 216
- Verbindungsabschnitt
- 222
- erste Elektrode
- 224
- zweite Elektrode
- 226
- Abschirmung
- 230
- Schaltungsabschnitt
- 232
- Sensorschaltung
- 342
- erste Ausbuchtung
- 344
- zweite Ausbuchtung
- 440
- Gehäuse
- 442
- erstes Stützelement
- 444
- zweites Stützelement
- 550
- Zuleitung
- 552
- Rahmenabschnitt
- 554
- Antennenleitung
- 601
- Schritt des Bereitstellens
- 603
- Schritt des Ausformens
- 605
- Schritt des Anordnens
- 607
- Schritt des Ausformens
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013018204 A1 [0003]
