DE19622779A1

DE19622779A1 - Kontaktierung von Leuchtstoffröhren als Anzeigebeleuchtung in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19622779A1
Application number: DE19622779A
Authority: DE
Inventors: Stefan Graf; Derk Oreans
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-12-18
Also published as: WO1997047490A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von der Kantaktierung von Leuchtstoffröhren in der Instrumentenanzeige eines Kraftfahrzeugs nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Für die Beleuchtung der Anzeigeinstrumente in Kraftfahrzeugen werden sogenannte CCFLs (Cold Cathode Fluorescence Lamp) eingesetzt. Diese Leuchtstoffröhren werden nach Form, Abmessung und Farbe ihren Beleuchtungsaufgabe angepaßt. So ist es damit möglich, durch z. B. eine halbkreisförmige Röhre die Skala eines kreisförmigen Ziffernblattes optimal auszuleuchten. Für den Betrieb der Röhren ist ein Hochspannungsanschluß notwendig. Zudem sind die Röhren mechanisch sehr empfindlich, was ihren Einbau in der Fertigung erschwert.

Es ist bereits eine Kantaktierungsmethode für CCFLs bekannt. Bei dieser Methode werden die eingelegten Leuchtstoffröhren in einem Systemträger mit Unterleggummis verspannt und über Stecker und einzelne Stromzuführung mittels Kabel kontaktiert. In der Fertigung bereitet aber die geordnete Leitungsführung der Hochspannungsleitungen für die CCFLs Probleme. Der Zeitaufwand für die Handhabung der Einzelkabel ist sehr hoch.

Auch ist die Handhabung und Befestigung des CCFLs nicht einfach.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kantaktierung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das System eine geordnete Leitungsführung für die Leuchtstoffröhren aufweist. Der Verzicht auf Einzelkabel bringt in einer automatisierten Fertigung einen großen Zeitvorteil und eine erhöhte Prozeßsicherheit.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.

Die Möglichkeit auf der Verteilebene die Elektronik für die Leuchtstoffröhrenversorgung in ihrer nächsten Nähe anzubringen ist aus EMV-Gründen vorteilhaft, da diese Versorgungsspannungen von der Kombiinstrument-Reset- Elektronik getrennt geführt werden kann.

Vorteilhafterweise erfolgt die Trennung von Verteilebene und Leiterplatte mit Hilfe einer Flexfolie oder einer eigenen Leiterplatte.

Eine weiter vorteilhafte Ausbildung verwendet als Verteilebene einen Systemträger mit MID-Technik (Malded Interconnectian Devices).

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform verwendet eine "Throught Hold"-Technik auf dem Systemträger.

Ein weiterer Vorteil dieses Trägermoduls ist die automatische Endmontagemöglichkeit, da die Leuchtstoffröhren im montierten Zustand mit einfachen Greifern in das Kombiinstrument eingesetzt werden können.

Dazu werden sie in vorteilhafter Weise schwimmend in Klipsen auf dem Systemträger gelagert.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 stellt in einer Explosionszeichnung den prinzipiellen Aufbau des Systemträgermoduls dar. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Leuchtstoffröhre mit der dazugehörigen Befestigung auf dem Systemträger. Fig. 3 ist ein Längsschnitt der erfindungsgemäßen Befestigung der Leuchtstoffröhre. Fig. 4 zeigt den Ablauf der automatisierten Montage in der Fertigung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das erfindungsgemäße Systemträgermodul setzt sich nach Fig. 1 zusammen aus der Verteilebene 1, die die gesamte Hochspannungsverteilung für die CCFLs übernimmt. Diese Verteilebene ist von der Leiterplatte (nicht in der Zeichnung dargestellt) getrennt, die auf Hochsetzern die Motoren für die Anzeigeinstrumente trägt und die gesamte elektronische Ansteuerung der Instrumente bewirkt. Der eigentliche Systemträger 2 hat die Fläche und Form der später fertig gestellten Instrumententafel im Fahrzeug. Der Systemträger besteht aus Kunststoff und besitzt Aussparungen für weitere Instrumente und wannenförmige Träger für die Aufnahme der CCFLs. In der nächsten Ebene werden die CCFLs dargestellt: Beleuchtung für Leuchtkristallanzeige 3, Beleuchtung von Tank-, Temperatur- und Drehzahlanzeige 4, Tachometerbeleuchtung 5. Das Bauteil 6 ist für den Einsatz eines Tempomats von Bedeutung. Die Leuchtscheibe 7 deckt den Systemträger mit den CCFLs ab.

Für die Fertigstellung des Instrumentenbretts, was in der Zeichnung nicht mehr dargestellt ist, müssen auf der Leuchtscheibe 7 Zifferblätter montiert, sowie Zeiger auf Achsen, die durch den Systemträger und die abdeckende Leuchtscheibe geführt werden, gesteckt werden. Abgedeckt wird das gesamte System mit einer Deckscheibe.

Fig. 2 und 3 zeigen die erfindungsgemäße Befestigung und Kontaktierung der CCFLs auf Systemträger und der Verteilebene. Die für die Beleuchtung notwendigen Kaltkathodenröhren 3 werden auf dem Systemträger 2 gelagert. Dies erfolgt mit einer schwimmenden Lagerung, die durch Klipse 8, die auf dem Systemträger 2 integriert angebracht sind, verwirklicht wird. Die Klipse 8 müssen bei der Montage der Kaltkatodenröhren geöffnet werden und nehmen die Röhren nach Fig. 2 auf. Für jede Kaltkathodenröhre sind beispielsweise drei Steckverbindungen 9 im Systemträger 2 vorgesehen. Die elektrische Kontaktierung der Röhren erfolgt auf einer Verteilebene 1, die bei dieser Ausführungsform unterhalb des Systemträgers 2 angeordnet ist. Die Röhrenanschlüsse der Kaltkathodenröhren werden über Einführhilfen 13 in die Crimpanschlüsse oder Lötanschlüsse 12 eingebracht. Die Crimpanschlüsse 12 sitzen auf der Verteilebene, die in dieser Ausführungsform von einer flexiblen Folie 1 gebildet wird, die mit dem Systemträger über Stecker verbunden ist. Auf dieser Flexfolie 1, die für alle Röhren als Verteilebene dient, können zusätzlich noch Steckertransformatoren, Rechnerbausteine und Kondensatoren für die Röhrenansteuerung aufgesteckt oder aufgelötet werden. Die Verteilebene 1 ist von der Leiterplatte, die die elektronische Ansteuerung der Instrumente übernimmt, räumlich entkoppelt.

Da die Röhren mechanisch sehr anfällig sind, wird zu ihrem Schutz die Leuchtscheibe 7 auf dem Systemträger befestigt.

Der Aufbau des Systemträgermoduls mit den Beleuchtungskörpern, den Kaltlichtröhren, erfolgt an einem Montageband nach Fig. 4. Dieser Montageabschnitt ist ein Ausschnitt aus der Gesamtmontage eines Instrumentenbretts. Die Systemträger 2 und die Leuchtscheiben 7 werden zusammen als Modul in einer Einheitsverpackung geliefert. Diese Verpackung 14 hat den Vorteil besonders gut stapelbar zu sein und einen maschinelle Handhabung zu erlauben. Der Systemträger mit Leuchtscheibe wird vom Roboter R1 aus der Verpackung entnommen, was im allgemeinen durch Ansaugen der Teile geschieht. Auf dem Montageband befindet sich im Montageschritt Ml ein Werkstückträger 15. Auf diesen Werkstückträgern wird die Flexfolie 1 ebenfalls von einem Roboter R2 aufgelegt. Im zweiten Montageschritt M2 werden Systemträger 2 und Leuchtscheibe 7 vom Roboter R3 voneinander getrennt. Der Systemträger wird auf die vorbereitete Flexfolie 1 aufgelegt. Im Montageschritt M3 kommen die Kaltkathodenröhren 3 bis 5 dazu. Sie werden vom Roboter R4 auf dem Systemträger 2 montiert. Dazu müssen die Klipse 8 des Systemträgers geöffnet und die Kaltkathodenröhren eingesetzt werden. Ebenfalls im Montageschritt M3 montiert Roboter R5 Transformataren 16 für die Versorgung der Röhren. Im Montageschritt M4 werden die Kaltkathodenröhren und die Hochspannungstrafos 16 mit der Flexfolie von unten verbunden. Im Montageschritt M5 erfolgt das Aufsetzen der Leuchtscheibe 9 auf den Systemträger. Montageschritt M6 zeigt das Gesamtmodul, daß wieder in Einheitsverpackungen abgelegt wird. Der Werkstückträger 15 wird vom Bandende an den Anfang des Bandes zurückgebracht.

Weitere Ausführungsformen

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigung und Kantaktierung wählt statt der flexiblen Folie eine herkömmliche Leiterplatte als Verteilebene.

Vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der Verteilebene und Systemträger nicht mehr getrennt sind, sondern ein mechanischer und elektrischer Gesamtträger zum Einsatz kommt. Die dabei verwendete Technik des MID (Molded Interconnection Devices) bringt die erforderlichen Leiterbahnen galvanisch auf den Spritzguß-Kunststoffträger auf. Diese Technik ermöglicht es, die Fertigung der Trägersystemmodule weiter zu vereinfachen. Der bereits metallisierte Systemträger wird am Montageband angeliefert. In einem ersten Montageschritt M1 werden Leuchtscheibe und Systemträger getrennt. Im Schritt M2 werden die CCFLs in den Systemträgergesetzt und die Hochspannungsanschlüsse in die Kontaktbuchsen eingepreßt. Der Kontakt wird dabei durch das Einpressen hergestellt. Das Einsetzen der Hochspannungstrafos erfolgt im nächsten Montageschritt, wobei auch hier der elektrische Kontakt durch das Einpressen der Zuführungen in die auf dem Systemträger vorhandenen Kontaktbuchsen erfolgt.

Eine weitere Befestigungs- und Kontaktierungsmöglichkeit für CCFLs ist das "Throught Hold"-Verfahren. Hier werden die elektrischen Kontakte zu der Verteilebene hergestellt, indem die Anschlußstifte der CCFLs oder Hochspannungstrafos durch Öffnungen im Systemträger gesteckt werden. Auf der Rückseite des Systemträgers wird der Kontakt durch Kupferbahnen, die den Stift umschließen, geschlossen.

Claims

1. Kontaktierung von Kaltkathodenröhren, die in einem Kombinationsinstrument zur Beleuchtung der Anzeigeinstrumente dienen, wobei der Aufbau des Kombinationsinstruments einen Systemträger aufweist, der die Beleuchtungselemente aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgung der Röhren von der elektronischen Steuerung der Instrumente räumlich getrennt erfolgt.

2. Kontaktierung von Kaltkathodenröhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgung der Röhren über eine eigene Leiterplatte erfolgt.

3. Kontaktierung von Kaltkathodenröhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgung der Röhren über eine flexible Folie erfolgt.

4. Kontaktierung von Kaltkathodenröhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgung der Röhren über eine Metallisierung des Systemträgers (MID- Technik) erfolgt.

5. Kontaktierung von Kaltkathodenröhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgung der Röhren über "Throught Hold"-Technik erfolgt.

6. Kontaktierung von Kaltkathodenröhren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt durch Crimpen hergestellt wird.

7. Kontaktierung von Kaltkathodenröhren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt durch Löten hergestellt wird.

8. Kontaktierung von Kaltkathodenröhren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt der Röhren zeitlich nach dem Einbau und der Einführung des Lampenanschlusses in die dafür vorgesehene Zentrierung erfolgt.

9. Kontaktierung von Kaltkathodenröhren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbau der Röhren in eine schwimmende Halterung auf dem Systemträger erfolgt.

10. Kontaktierung von Kaltkathodenröhren nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbau nach dem Öffnen der auf dem Systemträger vorgesehenen Klipse der Halterung erfolgt.

11. Kontaktierung von Kaltkathodenröhren nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Kaltkathodenröhre mehrere Klipse vorgesehen sind.