DE19819821C1 - Kombiinstrument und entsprechendes Herstellungsverfahren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung schafft ein Kombiinstrument zum Anzeigen von unterschiedlichen Meßdaten in einem Kraftfahrzeug, das mit analogen und/oder digitalen Anzeigeinstrumenten bestückt ist, wobei mechanische, optische und elektrische Bauteile (11, 12, 13, 14, 15) der Anzeigeinstrumente auf einer Schaltungsträgereinrichtung angebracht sind und die elektronische Ansteuerung der Anzeigeinstrumente von einem auf der Schaltungsträgereinrichtung anbringbaren Elektronikmodul (2) aus erfolgt. Die Schaltungsträgereinrichtung weist eine Verdrahtungsfolie (1) auf, die zwischen einer rückseitigen Abdeckung (4) und einer vorderseitigen Abdeckung (3) einspannbar ist; und das Elektronikmodul (2) ist vorzugsweise derart an der Verdrahtungsfolie (1) anbringbar, daß es im angebrachten Zustand seitlich um die rückseitige Abdeckung (4) herum klappbar und dahinter fixierbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kombiinstrument zum Anzeigen von unterschiedlichen Meßdaten in einem Kraftfahr­ zeug, das mit analogen und/oder digitalen Anzeigeinstrumen­ ten bestückt ist, wobei mechanische, optische und elektri­ sche Bauteile der Anzeigeinstrumente auf einer Schaltungs­ trägereinrichtung angebracht sind und die elektronische An­ steuerung der Anzeigeinstrumente von einem auf der Schal­ tungsträgereinrichtung anbringbaren Elektronikmodul aus er­ folgt.

Die DE 196 23 406 A1 offenbart solch ein Kombiinstrument, dessen modularer Aufbau es ermöglicht, daß die Funktionen des Elektronikmoduls, welches eine Leiterplatte mit den Bauelementen zur elektronischen Ansteuerung der Anzeigein­ strumente aufweist, von den optischen, mechanischen und elektrischen Verbindungen für Beleuchtungen der Anzeigein­ strumente sowie Zeigerantrieb und Zeigerlagerung usw., auf der Schaltungsträgereinrichtung getrennt sind.

Für diese elektrischen Verbindungen übernimmt die Schal­ tungsträgereinrichtung des bekannten Kombiinstruments, die als Trägerplatte bzw. Substrat gestaltet ist, ebenfalls die Funktion einer Leiterplatte, auf der die üblicherweise kleinere Leiterplatte des Elektronikmoduls montiert ist.

Die bekannte Schaltungsträgereinrichtung weist also einer­ seits eine Verdrahtung (z. B. Cu-Leiterbahnen) zur Verbin­ dung mit dem Zeigerantrieb, den Leuchteinrichtungen für Warn-/Symbolfelder und Armaturenbeleuchtung, der Flüssig­ kristallanzeige, dem Nullsteller (Resetknopf) usw. auf und dient andererseits als mechanischer Träger.

Die Anordnung dieser letzteren Komponenten einschließlich bestimmter dazwischen vorzusehender Tabuzonen (z. B. wegen elektromagnetischer Verträglichkeit) ergibt sich aus dem speziellen Design der Armaturen. Daraus resultiert für die elektrische Verdrahtung dieser Bauelemente auf der Träger­ platte in der Regel eine sehr ungünstige Anordnung. Die Flächenausnutzung ist dabei schlecht, und es müssen aufwen­ dige Maßnahmen zur Gewährleistung eines vorteilhaften elek­ tromagnetischen Verhaltens getroffen werden. Auch ist der für den Fahrer sichtbare Bereich lange Zeit einer möglichen Verunreinigung bei der Montage ausgesetzt. Weiterhin ge­ staltet sich die Montage als umständlich, da das Elektro­ nikmodul rückseitig anzubauen und anzuschließen ist, nach­ dem die Trägerplatte bestückt ist.

In der US 56 52 508 wird ein Kombiinstrument beschrieben, bei dem ein elektrischer Schaltkreis zur Ansteuerung der Anzeige eines Kilometerzählers auf einer Leiterplatte angeordnet ist. Diese Leiterplatte befindet sich zusammen mit der Anzeigeeinheit des Entfernungsmessers in einem separaten Gehäuse, das zusammen mit Schrittmotoren für Zeigerinstrumente auf einer flexiblen Leiterplatte des Kombiinstruments festgeschraubt wird.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik besteht also allgemein darin, daß das bekannte Kombiinstru­ ment einerseits kein flexibles Design und andererseits kei­ ne günstigen Montagebedingungen ermöglicht.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Das erfindungsgemäße Kombiinstrument mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das entsprechende Herstellungsverfahren nach Anspruch 11 weisen den besonderen Vorteil auf, daß ei­ ne optimale Ausnutzung der Designfläche vorsehbar ist und daß das Herstellungsverfahren kostengünstiger und logi­ stisch einfacher gestaltbar ist.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kombiinstruments er­ möglicht die Platzierung der designgebundenen Teile, wie z. B. Zeigerantrieb, Warn-/Symbolfelder, Flüssigkristallan­ zeige, und Nullsteller (Resetknopf) auf die Verdrahtungsfo­ lie. Sie befreit die elektrische Schaltung vom Designein­ fluß durch Bereitstellung eines standardisierten Elektro­ nikmoduls.

Weiterhin verbessert sie die Montagebedingungen, denn die Bestückung der Verdrahtungsfolie mit den designgebundenen Anzeigeeinrichtungen und dem designunabhängigen Elektronik­ modul kann im voraus erfolgen. Das Elektronikmodul an sich beeinflußt die Verdrahtungsebene der designgebundenen Kom­ ponenten dabei nicht, da es als Anhängsel in die hintere Ebene abgeklappt wird. Alle Komponenten sind von einer Sei­ te bestückbar.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee be­ steht darin, daß die Schaltungsträgereinrichtung eine Ver­ drahtungsfolie aufweist, die zwischen einer rückseitigen Abdeckung und einer vorderseitigen Abdeckung einspannbar ist. Dadurch läßt sich der übliche Gehäusedeckel einsparen. Weiterhin ist das Elektronikmodul vorzugsweise derart an der Verdrahtungsfolie anbringbar, daß es im angebrachten Zustand seitlich um die rückseitige Abdeckung herum klapp­ bar und dahinter fixierbar ist. Damit entfällt der Montage­ schritt der nachträglichen Anbringung und Kontaktierung des Elektronikmoduls auf der Rückseite und lediglich ein Einra­ sten oder ein Anklipsen oder ein sonstiges einfaches Fixie­ ren ist anstattdessen noch erforderlich.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbil­ dungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen Kombiinstruments bzw. des in Anspruch 11 angegebenen Her­ stellungsverfahrens.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Verdrah­ tungsfolie einen ersten, zweiten und dritten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt zwischen die rückseitige Abdec­ kung und die vorderseitige Abdeckung einspannbar ist; der zweite Abschnitt seitlich um die rückseitige Abdeckung (4) herum biegbar ist; der dritte Abschnitt zur Anbringung des Elektronikmoduls dient; und zweite Abschnitt schmaler als der erste Abschnitt und der dritte Abschnitt ist. Damit ist der designabhängige Abschnitt vom Anbringungsabschnitt des Elektronikmoduls getrennt, und letzterer läßt sich leicht nach hinten umfalten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die me­ chanischen, optischen und elektrischen Bauteile der Anzei­ geinstrumente und das Elektronikmodul von einer Seite auf die Verdrahtungsfolie anbringbar. Damit ist die gesamte Verdrahtungsfolie "von oben" bestückbar, was den entspre­ chenden Prozeß erheblich vereinfacht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Ver­ drahtungsfolie eine Polyesterfolie oder eine Polyimidfolie. Diese Folien sind flexibel und lassen sich mit engem Radius umfalten, ohne zu brechen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der dritte Abschnitt der Verdrahtungsfolie einen Kontaktbereich auf, auf den das Elektronikmodul direkt kontaktierbar ist. So kann das Elektronikmodul im selben Prozeßschritt wie die mechanischen, optischen und elektrischen Bauteile der An­ zeigeinstrumente auf der Verdrahtungsfolie kontaktiert wer­ den.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Kon­ taktbereich in der Peripherie eines im dritten Abschnitt vorgesehenen Ausschnitts angeordnet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist das Elektronikmodul eine mehrlagige Leiterplatte auf. So lassen sich viele elektronische Komponenten mit hoher Packungs­ dichte im Elektronikmodul integrieren.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die rückseitige Abdeckung eine dem Fixierbereich des Elektro­ nikmoduls angepaßte flächige Aussparung aufweist, in die Bauteile des Elektronikmoduls eintauchbar sind. Damit läßt sich die Bauhöhe an der Rückseite der hinteren Abdeckung reduzieren.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Ver­ drahtungsfolie zwischen die rückseitige Abdeckung und die vorderseitige Abdeckung geklebt und/oder genietet und/oder geklipst.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Elektronikmodul an der Rückseite der rückseitigen Abdeckung anklipsbar.

ZEICHNUNGEN

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Explosionsdarstellung der wesentlichen Komponenten einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kombiin­ struments.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In Fig. 1 bezeichnet 1 allgemein eine Verdrahtungsfolie mit drei Abschnitten 1a, 1b, 1c, 11 Schrittmotoren, 12 Flüssig­ kristallanzeigen, 13 eine Beleuchtung für 12, 14 einen Lautsprecher und 15 eine Beleuchtungseinrichtung für Sym­ bol-/Warnfelder.

2 bezeichnet ein Elektronikmodul, das eine Leiterplatte 21 aufweist, die u. a. mit Steckern 22 und elektronischen Bau­ elementen 23 bestückt ist.

Weiterhin bezeichnet 3 einen Reflektor (vorderseitige Ab­ deckung), 4 eine rückseitige Abdeckung, 41 Klipse, 42 eine Aussparung von 4, 43 eine seitliche Abflachung von 4, 5 Elektronikmodulabdeckung, 6 ein Zifferblatt, 7 Zeiger, 8 Stellwellen, 9 einen Frontrahmen, 10 eine Deckscheibe und 111 Stellwellenaufsätze.

Die Zusammenbau dieser Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Kombiinstruments gestaltet sich folgendermaßen.

Auf der Verdrahtungsfolie 1, die hier als kostengünstige Polyesterfolie vorgesehen ist, werden die Schrittmotoren 11, die Flüssigkristallanzeigen 12, die Beleuchtung 13, der Lautsprecher 14 und die Beleuchtungseinrichtung der Warn-/­ Symbolfelder 15 auf dem Abschnitt 1a von oben bestückt und direkt kontaktiert.

Gleichzeitig wird das Elektronikmodul 2, das die mehrlagige Leiterplatte 21 aufweist, die u. a. mit dem Stecker 22 An­ schluß externer Komponenten und den elektronischen Bauele­ menten 23 bestückt ist, auf den dritten Abschnitt 1c der Verdrahtungsfolie 1, der einen entsprechenden Kontaktbe­ reich aufweist, ebenfalls von oben bestückt und direkt kon­ taktiert. Dieser Kontaktbereich in der Peripherie eines im dritten Abschnitt 1c vorgesehenen Ausschnitts angeordnet, der in Fig. 1 als gestrichelte Linie dargestellt ist.

Die elektrische Kontaktierung erfolgt über Leitkleben oder Speziallöten (Temperatur < ca. 120°C) an die Verdrahtungs­ folie 1.

Die bestückte Verdrahtungsfolie 1 wird zwischen der rück­ seitigen Abdeckung 4 und der vorderseitigen Abdeckung 3, d. h. dem Reflektor, quasi im Diarähmchenprinzip eingeklipst und so mechanisch gehalten. Im gezeigten Fall ist die rück­ seitige Abdeckung 4 im wesentlichen eben gestaltet, wohin­ gegen der durchsichtige Reflektor 3 eine geeignete dreidi­ mensionale Struktur (nicht gezeigt) aufweist, damit die Verdrahtungsfolie fest einspannbar ist. Im derart einge­ spannten Zustand stehen die Abschnitte 1b und 1c der Ver­ drahtungsfolie auf der in Fig. 1 linken Seite über.

Dann wird das Elektronikmodul 2 seitlich um die rückseitige Abdeckung 4 herum um 180° geklappt und in die an der rück­ seitigen Abdeckung befindlichen Klipse 41 eingeklipst und so dahinter fixiert.

Die rückseitige Abdeckung 4 ist mit der Abflachung 43 ver­ sehen, damit der Abschnitt 1c im umgeklappten Zustand bün­ dig daran anliegen kann. Weiterhin weist die rückseitige Abdeckung 4 die Ausnehmung 42 auf, damit die elektronischen Bauelemente 23 der Leiterplatte 21 darin eintauchen können und daher die Leiterplatte 21 an der Rückseite der rücksei­ tigen Abdeckung 4 aufliegt. Zum Schutz des Elektronikmoduls 2 wird der Elektronikmoduldeckel 5 von hinten darauf aufge­ setzt, wobei die Bereiche der Stecker 22 ausgespart sind.

Danach wird das Zifferblatt 6 auf den Reflektor 3 geklipst, und die Zeiger 7 werden auf die entsprechenden Achsen der Zeigerantriebe, d. h. der Schrittmotoren 11, aufgepreßt. Weiterhin werden die Stellwellen 8 angebracht.

Der Frontrahmen 9 mit integrierter Deckscheibe 10 wird über den Diarähmchenverbund 3, 1, 4 in die rückseitige Abdeckung 4 geklipst und anschließend die Stellwellenaufsätze aufge­ setzt. Damit ist die gesamte optomechanische Baugruppe fer­ tiggestellt.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise mo­ difizierbar.

Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die angegebene Po­ lyesterfolie beschränkt, sondern selbstverständlich sind auch andere gängige Folien, wie z. B. eine reflowlötfähige Polyimidfolie verwendbar. Allgemein soll unter Folie ein flexibler Werkstoff verstanden werden, der gut einspannbar und vorzugsweise gut umfaltbar ist.

Weiterhin kann das Elektronikmodul auch in einem separaten Prozeß kontaktiert werden.

Auch sind die Art und Anzahl der angegebenen Anzeigeein­ richtungen nur exemplarisch gewählt und vom konkreten De­ sign abhängig.

Ebenfalls ist der dritte Abschnitt 1c der Verdrahtungsfolie 1 nicht unbedingt notwendig. Das Elektronikmodul kann auch seitlich an seiner Leiterplatte einen Folienkontaktstecker aufweisen, der mit dem Ende des zweiten Abschnitts kontak­ tiert ist.

Claims (12)

1. Kombiinstrument zum Anzeigen von unterschiedlichen Meßdaten in einem Kraftfahrzeug, das mit analogen und/oder digitalen Anzeigeinstrumenten bestückt ist, wobei mechani­ sche, optische und elektrische Bauteile (11, 12, 13, 14, 15) der Anzeigeinstrumente auf einer Schaltungsträgerein­ richtung angebracht sind und die elektronische Ansteuerung der Anzeigeinstrumente von einem auf der Schaltungsträge­ reinrichtung anbringbaren Elektronikmodul (2) aus erfolgt;
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltungsträgereinrichtung eine Verdrahtungsfolie (1) aufweist, die zwischen einer rückseitigen Abdeckung (4) und einer vorderseitigen Abdeckung (3) einspannbar ist; und
das Elektronikmodul (2) vorzugsweise derart an der Verdrah­ tungsfolie (1) anbringbar ist, daß es im angebrachten Zu­ stand seitlich um die rückseitige Abdeckung (4) herum klappbar und dahinter fixierbar ist.

2. Kombiinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verdrahtungsfolie (1) einen ersten, zweiten und dritten Abschnitt (1a, 1b, 1c) aufweist, wobei der er­ ste Abschnitt (1a) zwischen die rückseitige Abdeckung (4) und die vorderseitige Abdeckung (3) einspannbar ist; der zweite Abschnitt (1b) seitlich um die rückseitige Abdeckung (4) herum biegbar ist; der dritte Abschnitt (1c) zur An­ bringung des Elektronikmoduls (2) dient; und der zweite Ab­ schnitt (1b) schmaler als der erste Abschnitt (1a) und der dritte Abschnitt (1c) ist.

3. Kombiinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die mechanischen, optischen und elektri­ schen Bauteile (11, 12, 13, 14, 15) der Anzeigeinstrumente und das Elektronikmodul (2) von einer Seite auf die Ver­ drahtungsfolie (1) anbringbar sind.

4. Kombiinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrahtungsfolie (1) eine Polyesterfolie oder eine Polyimidfolie ist.

5. Kombiinstrument nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der dritte Abschnitt (1c) der Verdrahtungsfolie (1) einen Kontaktbereich aufweist, auf den das Elektronikmodul (2) direkt kontaktierbar ist.

6. Kombiinstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kontaktbereich in der Peripherie eines im dritten Abschnitt (1c) vorgesehenen Ausschnitts angeordnet ist.

7. Kombiinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronikmodul (2) eine mehrlagige Leiterplatte (21) aufweist.

8. Kombiinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die rückseitige Abdeckung (4) eine dem Fixierbereich des Elektronikmoduls (2) ange­ paßte flächige Aussparung (42) aufweist, in die Bauteile (23) des Elektronikmoduls (2) eintauchbar sind.

9. Kombiinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrahtungsfolie (1) zwischen die rückseitige Abdeckung (4) und die vorderseitige Abdeckung (3) geklebt und/oder genietet und/oder geklipst ist.

10. Kombiinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronikmodul (2) an der Rückseits der rückseitigen Abdeckung (4) anklipsbar ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines Kombiinstruments nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten:
Bereitstellen der Verdrahtungsfolie (1);
Vormontieren mechanischer, optischer und elektrischer Bau­ teile (11, 12, 13, 14, 15) der Anzeigeinstrumente vorzugs­ weise durch direktes Leitkleben oder Reflowlöten auf der Verdrahtungsfolie (1);
Bereitstellen des Elektronikmoduls (2) vorzugsweise in Form einer bestückten Leiterplatte (21);
Vormontieren des Elektronikmoduls (2) auf der Verdrahtungs­ folie (1);
Einspannen der Verdrahtungsfolie (1) zwischen der rücksei­ tigen Abdeckung (4) und der vorderseitigen Abdeckung (3);
Umklappen des auf der Verdrahtungsfolie (1) vormontierten Elektronikmoduls (2) um die rückseitige Abdeckung (4) her­ um; und
Fixieren des auf der Verdrahtungsfolie (1) vormontierten und umgeklappten Elektronikmoduls (2) an der rückseitigen Abdeckung (4).

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen, optischen und elektrischen Bauteile (11, 12, 13, 14, 15) der Anzeigeinstrumente und das Elek­ tronikmodul (2) von einer Seite auf der Verdrahtungsfolie (1) angebracht werden.