DE19709188A1 - Tragbares elektronisches Gerät - Google Patents

Tragbares elektronisches Gerät

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Description

Die Erfindung betrifft ein tragbares elektronisches Gerät, insbesondere einen Handsender für ein Diebstahlschutzsystem eines Kraftfahrzeugs.
Ein bekanntes elektronisches Gerät (EP 0 267 429 B1) weist ein Gehäuse auf, in dem eine Leiterplatte angeordnet ist. Ei­ ne Schaltung auf der Leiterplatte wird von einer ebenfalls in dem Gehäuse angeordneten Batterie mit Energie versorgt. Hier­ zu ist eine Kontaktfeder vorgesehen, die einerseits in einem Batteriefach angeordnet ist und andererseits an dem Gehäuse mittels Nieten befestigt ist. Die Leiterplatte wird auf die Kontaktfeder im Bereich der Nieten aufgelegt, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der Batterie und der Leiter­ platte hergestellt wird.
Die elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte und der Kontaktfeder ist nicht sicher genug, da bei Rütteln die Ver­ bindung unterbrochen wird. Andererseits stellt das Befestigen der Kontaktfeder an dem Gehäuse einen hohen Montageaufwand dar.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein tragbares elek­ tronisches Gerät zu schaffen, bei dem auf einfache Weise eine sichere und wieder lösbare elektrische Verbindung zwischen zwei elektrischen Bauteilen hergestellt wird.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Dabei weist eine Kontaktfeder mehre­ re Federarme auf, die durch mechanischem Druck auf die Kon­ taktfeder einerseits an einem ersten Bauteil und andererseits an einem zweiten Bauteil federnd anliegen. Wenn das Gehäuse geschlossen ist, so wird die Kontaktfeder gebogen, wodurch die Kontaktfeder unter mechanischem Druck an den Bauteilen elastisch anliegt. Infolgedessen wird eine sichere elektri­ sche Verbindung hergestellt, die einfach wieder zu lösen ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen dargestellt. So kann die Kontaktfeder einfach dadurch hergestellt werden, daß ein Federblechstahl gestanzt und verbogen wird. Die Kontaktfeder weist Halteelemente auf, durch die die Kontaktfeder in ihrer Lage sicher gehalten wird. Als erstes Bauteil wird eine Leiterplatte und als zwei­ tes Bauteil wird vorteilhafterweise eine Batterie oder ein wiederaufladbarer Akkumulator verwendet, mit denen eine Schaltung auf der Leiterplatte über die Kontaktfeder mit Energie versorgt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein erstes erfindungsgemäßes Ge­ rät,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Geräts und
Fig. 3 eine Ansicht einer Kontaktfeder des Geräts.
Ein tragbares elektronisches Gerät, insbesondere ein Handsen­ der für ein Diebstahlschutzsystem eines Kraftfahrzeugs, weist ein Gehäuse 1 (Fig. 1) auf, in dem als erstes Bauteil eine Leiterplatte 2 mit einer elektrischen/elektronischen Schal­ tung angeordnet ist. Die Schaltung soll mit einem zweiten Bauteil elektrisch verbunden werden. Das zweite Bauteil be­ findet sich zwar in dem Gehäuse 1, allerdings nicht in unmit­ telbarem Kontakt mit der Leiterplatte 2.
Als zweites Bauteil wird bei den vorliegenden Ausführungsbei­ spielen eine Batterie 3 in Form einer Knopfzelle verwendet, durch die die Schaltung auf der Leiterplatte 2 mit Energie versorgt werden soll. Selbstverständlich können auch andere Bauteile außerhalb der Leiterplatte 2 mit der Leiterplatte 2 erfindungsgemäß elektrisch verbunden werden.
Eine elektrische Verbindung zwischen der Batterie 3 und der Schaltung wird durch eine elektrisch leitende Kontaktfeder 4, wie sie in der Fig. 3 im noch nicht montierten und nicht ge­ formten Zustand dargestellt ist, hergestellt.
Die Kontaktfeder 4 ist aus einem dünnen Federblechstahl her­ gestellt. Aus einem Streifen des Federblechstahls sind mehre­ re Gruppen von parallelen Schlitze 5 ausgestanzt. Somit ent­ stehen mehrere Gruppen von parallel zueinander angeordneten Federarmen 6. Zur Stabilisierung und zur Verbesserung der Torsionssteifigkeit sowie zum einfachen automatischen Bestüc­ ken der Kontaktfeder 4 bleiben zwischen den Gruppen von Fe­ derarmen 6 mehr oder weniger breite Stege 7 stehen. Stege 7 befinden sich vorteilhafterweise auch an den beiden Enden der Kontaktfeder 4. Somit können die Federarme 6 im montierten Zustand nur schwer seitlich verrutschen. Die Kontaktfeder 4 ist dadurch in sich stabilisiert. Dies fördert die elektri­ sche Kontaktsicherheit.
Damit die Kontaktfeder 4 eine elektrische Verbindung zwischen der Batterie 3 und der Schaltung auf der Leiterplatte 2 her­ stellen kann, wird sie vor der Montage je nach Anforderung entsprechend vorgeformt.
Das Gehäuse 1 weist eine einstückig mit ihm hergestellte, wannenförmige Kammer 8 auf, in der eine oder mehrere Batteri­ en 3 angeordnet sind. Die Kammer 8 ist dabei durch eine Ge­ häusewand 9 vom Rest des Gehäuses 1 getrennt. Die Leiterplat­ te 2 deckt im montierten Zustand die Kammer 8 ab.
Zuvor wird die vorgeformte Kontaktfeder 4 in das Gehäuse 1 eingesetzt. In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 ist die Kontaktfeder 4 derart gebogen, daß sie sich in etwa um die Gehäusewand 9 herum legt und mit einem Teil in die Kammer 8 hineinragt.
Die Kontaktfeder 4 weist ein oder mehrere (in der Fig. 3 ge­ strichelt angedeutet) Halteelemente 10 auf, durch die die Kontaktfeder 4 in ihrer Lage weitgehend fest gehalten wird. Jedes Halteelement 10 ist hierzu einstückig mit der Kontakt­ feder 4 hergestellt. Bei den vorliegenden Ausführungsbeispie­ len ist das Halteelement 10 eine Lasche, die von der Kontakt­ feder 4 schräg weggebogen ist.
Die Kontaktfeder 4 wird bei der Montage in einen Zwischenraum zwischen der Gehäusewand 9 und einem Anschlag 11 eingescho­ ben. Der Zwischenraum ist eng ausgebildet, damit die Kontakt­ feder darin gut geführt und gehalten wird. Durch die Feder­ kraft der Lasche wird die Kontaktfeder 4 in diesem Zwischen­ raum eingeklemmt. Dadurch ist die Kontaktfeder 4 in ihrer La­ ge weitgehend rüttelsicher an dem Gehäuse 1 befestigt.
Das Ende 12 der Kontaktfeder 4, das sich in der Kammer 8 be­ findet, ist zur Gehäusewand 9 hin verbogen, so daß die Kon­ taktfeder 4 gegen die Gehäusewand 9 abgestützt wird. Durch die Lasche und das umgebogene Ende 12 kann die Kontaktfeder 4 in dem Gehäuse 1 nicht mehr verschoben werden.
Die Kontaktfeder 4 ist derart vorgeformt, daß sich eine Grup­ pe von Federarmen 6 im Bereich von Anschlußflächen 13 auf der Leiterplatte 2 und eine Gruppe von Federarmen 6 im Bereich eines Anschlusses der Batterie 3 (Pluspol 14, Minuspol 15) befindet. Zur Leiterplatte 2 hin ist die Kontaktfeder 4 etwa u- oder v-förmig vorgeformt.
Wenn die Batterie 3 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in die Kammer 8 eingelegt wird, so liegt sie zunächst an zu­ mindest einem Federarm 6 der Kontaktfeder 4 an. Danach wird die Leiterplatte 2 auf die Kammer 8 und auf die Kontaktfeder 4 aufgelegt. Infolge der Auflagekraft (siehe Pfeil F1 in der Fig. 1) drückt die Leiterplatte 2 von oben auf die Kontakt­ feder 4. Somit werden die elektrische Anschlußflächen 13 der Leiterplatte 2 gegen die Federarme 6 gedrückt, wodurch die Federarme 6 im Bereich der Leiterplatte 2 federnd mit einer mechanischen Vorspannung an der Leiterplatte 2 anliegen.
Da die Leiterplatte 2 auf die Kontaktfeder 4 drückt, wird die gesamte Kontaktfeder 4 elastisch nach außen gebogen (vgl. Fig. 1 gestrichelte Linie für äußeren Federarm und punktierte Linie für mittleren Federarm). Allerdings kann sich die Kon­ taktfeder 4 zwischen der Gehäusewand 9 und dem Anschlag nicht auswölben. Im Bereich der Kammer 8 hingegen kann sich die Kontaktfeder 4 - soweit es die Batterie 3 zuläßt - nach außen nachgeben.
Da die Federarme 6 der Kontaktfeder 4 federnd ausgebildet sind, drücken alle Federarme 6 als Reaktion auf die Kraft F1 beim Biegen im Bereich der Batterie 3 mit mechanischem Druck gegen die Batterie 3. Da die hier dargestellte Batterie 3 im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist, legen sich die Fe­ derarme 6 entlang der Breite der Kontaktfeder 4 an den Umfang der Batterie 3 federnd an.
Dadurch daß jede Gruppe von Federarmen 6 mehrere Federarme 6 aufweist, ist die Kontaktfeder 4 jeweils an mehreren Kontakt­ punkten sowohl mit der Batterie 3 als auch mit der Leiter­ platte 2 und damit mit der Schaltung elektrisch verbunden. Dadurch wird eine sichere elektrische Verbindung zwischen der Batterie 3 und der elektronischen Schaltung auf der Leiter­ platte 2 geschaffen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist die Kontaktfe­ der 4 im Bereich eines Anschlusses 14, 15 der Batterie 3 eine Wölbung 16 auf. Die Wölbung 16 ist eine Verbiegung einer Gruppe von Federarmen 6.
Wenn die Batterie 3 in die Kammer 8 eingelegt wird, so liegt sie auf der Wölbung 16 auf. Durch diese Last liegt die Batte­ rie 3 mit Druck auf den Federarmen 6 auf.
Wenn danach die Leiterplatte 2 auf der Kontaktfeder 4 aufge­ legt wird, so drückt die Leiterplatte 2 auf die Kontaktfeder 4, die dann wieder elastisch gebogen wird. Allerdings ist ein Anschlag 17 in der Kammer 8 vorgesehen, der verhindert, daß sich die Kontaktfeder 4 im Bereich der Gehäusewand 9 aus ih­ rer Lage nach außen dehnt.
Die Kontaktfeder 4 wird daher nur im Bereich der Verbiegung in der Nähe der Leiterplatte 2 gestaucht, wodurch eine mecha­ nische Vorspannung auf die Federarme 6 gebracht wird. Somit liegen jeweils mehrere Federarme 6 an der Leiterplatte 2 und der Batterie 3 federnd mit mechanischer Vorspannung an. Des­ halb wird eine sichere elektrische Verbindung zwischen der Batterie 3 und der Leiterplatte 2 über die Kontaktfeder 4 hergestellt.
Die Leiterplatte 2 kann als elektrische Anschlußflächen 13 eine einzige großflächige Anschlußfläche oder mehrere kleine­ re, parallele Anschlußflächen aufweisen. Die Anschlußflächen 13 sind Metallisierungen der Leiterplatte 2, die mit Leiter­ bahnen verbunden sind. Wenn die Kontaktfeder 4 mit ihren Fe­ derarmen 6 die Anschlußflächen 13 kontaktiert, so ist eine elektrische Verbindung zwischen beiden hergestellt. Statt der Anschlußflächen 13 können auch die Leiterbahnen unmittelbar durch die Federarme 6 kontaktiert werden.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Batterie 3 weist als elektrische Anschlüsse einen Pluspol 14 und einen Minuspol 15 auf. Der metallische Rumpf ist zum Beispiel als Pluspol 14 und der scheibenförmigen Deckel als Minuspol 15 ausgebildet. In der Fig. 1 liegen die Federarme 6 an dem Pluspol 14 und in der Fig. 2 an dem Minuspol 15 an.
Bei dieser Kontaktfeder 4 sind mindestens zwei Federarme 6 zugleich parallel mit der Leiterplatte 2 und zumindest zwei Federarme 6 zugleich mit der Batterie 3 verbunden. Somit wird eine sichere elektrische Verbindung auch dann noch herge­ stellt, wenn in einem Verbindungs- oder Kontaktpunkt aufgrund von Staub oder Schmutz keine elektrische Verbindung zustande kommt. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist die Kon­ taktfeder 4 vier Federarme 6 auf.
Die vorgeformte und infolge von Druckkraft gebogene Kontakt­ feder 4 hat den Vorteil, daß zumindest zwei Federarme 6 an den Anschlußflächen 13 und zwei weitere Federarme 6 an der Batterie 3 unter elastischem Druck anliegen.
Die Kontaktfeder 4 ist einfach herzustellen und einfach - au­ tomatisiert - in das Gerät zu montieren. Wenn die Kontaktfe­ der 4 entsprechend ausgestanzt und dauerhaft vorgeformt ist, so kann sie einfach maschinell in das Gehäuse 1 eingesetzt werden.
Für die Erfindung ist es unwesentlich, wie viele parallele Federarme 6 jeweils in einer Gruppe vorhanden sind. Wesent­ lich ist, daß mindestens je zwei Federarme 6 entlang der Kon­ taktfeder 4 angeordnet sind, durch die dann zumindest zwei elektrische Kontaktpunkte geschaffen werden. Wichtig ist auch, daß die Federarme 6 federnd ausgebildet sind und nach der Montage unter durch Federkraft (Druck/Vorspannung) sowohl gegen die Leiterplatte 2 als auch gegen die Batterie 3 drüc­ ken.
Statt der Batterie 3 können auch andere elektrische Bautei­ le/Bauelemente im Rahmen des Erfindungsgedankens verwendet werden, die über die Kontaktfeder 4 mit der Schaltung auf der Leiterplatte 2 elektrisch verbunden werden. Statt der Leiter­ platte 2 können auch andere elektrische Bauteile, wie Relais, Batterien, Schalter, usw. verwendet werden, die die Kontakt­ feder 4 dann unter Druck setzen, wenn sie in das Gehäuse 1 eingesetzt sind. Somit wird eine sichere elektrische Verbin­ dung zu dem zweiten elektrischen Bauteil hergestellt wird.
Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße elektrische Gerät ein Handsender für ein Diebstahlschutzsystem (fernbedienbares Schließsystem, Alarmanlage oder elektronische Wegfahrsperre) eines Kraftfahrzeugs. Bei Betätigen einer Taste wird ein Codesignal zu dem Kraftfahrzeug gesendet, das dort auf seine Berechtigung hin ausgewertet wird. Damit der Handsender das Codesignal erzeugen kann, benötigt er elektrische Energie, die er von der Batterie 3 bekommt. Damit die Batterie 3 auch ausgewechselt werden kann, dürfen die Anschlüsse der Batterie 3 nicht dauerhaft mit dem Handsender verbunden sein.
Ein solcher Handsender kann einfach durch automatisiertes Be­ stücken montiert werden. Alle Teile (bestückte und gelötete Leiterplatte 2, Batterie 3, Kontaktfeder 4, Tasten) werden lediglich in das Gehäuse 1 eingelegt und das Gehäuse 1 an­ schließend verschlossen.
In dem Handsender können auch mehrere Kontaktfedern angeord­ net sein, wobei die erste Kontaktfeder beispielsweise den Pluspol 14 der Batterie und die zweite Kontaktfeder den Mi­ nuspol 15 der Batterie mit der Leiterplatte elektrisch ver­ binden. Es können auch für jede Batterie eine oder mehrere Kontaktfedern 1 vorgesehen sein.
Das Gehäuse 1 kann zusammen mit den Gehäusewänden 9 und den Anschlägen 11 und 17 einstückig als Spritzgußteil aus Kunst­ stoff hergestellt sein.
Ein Diebstahlschutzsystem kann ein fernbedienbares Schließsy­ stem, eine elektronische Wegfahrsperre oder ein Zugangskon­ trollsystem sein, die jeweils ein tragbares elektronisches Gerät (Handsender) als Codesignalgeber aufweisen, das bei Auslösung ein Codesignal als Authentifikationsmittel zum Kraftfahrzeug sendet. Nach erfolgreicher Authentifikation kann der Benutzer in das Kraftfahrzeug einsteigen und das Kraftfahrzeug in Betrieb nehmen. Der Codesignalgeber kann da­ bei auf einem Schlüsselgriff eines mechanischen Schlüssels oder auf einer scheckkartengroßen "Smart Card" angeordnet sein.

Claims (5)

1. Tragbares elektronisches Gerät, insbesondere ein Handsen­ der für ein Diebstahlschutzsystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse (1), in dem angeordnet sind:
  • - ein erstes (2) und ein zweites elektrisches Bauteil (3), und
  • - eine elektrisch leitende Kontaktfeder (4), die mehrere Fe­ derarme (6) aufweist, die einerseits an dem ersten Bauteil (2) und andererseits an dem zweiten Bauteil (3) anliegt, wobei die Kontaktfeder (4) derart vorgeformt ist, daß bei in das Gehäuse (1) eingesetzten Bauteilen (2, 3) die Kon­ taktfeder (4) durch eines der Bauteile (2 oder 3) derart unter mechanischen Druck gesetzt wird, daß zumindest zwei Federarme (6) mit mechanischer Vorspannung an dem ersten Bauteil (2) sowie zumindest zwei weitere Federarme (6) mit mechanischer Vorspannung an dem zweiten Bauteil (3) anlie­ gen.
2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kontaktfeder (4) aus einem Federblechstahl durch Stanzen und Formbiegen hergestellt ist.
3. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (4) zumin­ dest ein einstückig mit ihr hergestelltes Halteelement (10) aufweist, durch das die Kontaktfeder (4) in ihrer Lage rüt­ telsicher gehalten wird.
4. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) Gehäusewände (9) aufweist, an denen die Kontaktfeder (4) befestigt ist.
5. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (2) eine Leiterplatte und das zweite Bauteil (3) eine Batterie oder ein wiederaufladbarer Akkumulator ist.
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