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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontaktierung eines ersten
Kontaktpartners mit zumindest einem weiteren Kontaktpartner über ein Kontaktelement
gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Aus
der
DE 196 05 999
A1 ist die Kontaktierung einer flächigen Antennenleiterstruktur
bekannt. Hierbei wird unterhalb eines Karosserieteiles des Fahrzeuges
eine signalverarbeitende Einheit, insbesondere ein Antennenverstärker, über geeignete
Befestigungsmittel angeordnet. Das Gehäuse dieser Einheit weist einen
Träger
(Auslegerarm) auf, an dessen Ende Kontaktierungsmittel vorgesehen
sind. Diese Kontaktierungsmittel sind über Verbindungsleitungen, die
in oder auf dem starren Träger
angeordnet sind, mit der signalverarbeitenden Einheit verbunden. Über die
Kontaktierungsmittel erfolgt eine Kontaktierung zu Kontaktflächen einer
Antennenleiterstruktur, die sich auf der Fahrzeugscheibe befindet. Über den
Träger
ist es einerseits möglich, über eine gewisse
Distanz die Antennenleiterstruktur mit der signalverarbeitenden
Einheit zu verbinden. Aufgrund der Zuordnung des Einbauortes dieser
Einheit und der Kontaktierungsfläche
der Antennenleiterstruktur sind aber große Toleranzbereiche erforderlich,
damit die Kontaktierungsmittel die Kontaktfläche der Antennenleiterstruktur
treffen. Ein weiterer Nachteil dieser Konstruktion besteht darin,
daß die
gesamte signalverarbeitende Einheit mit dem Träger und an dem Träger angeordnete
Kontaktierungsmittel vollständig ausgetauscht
werden müssen,
wenn diese zum Beispiel in einem Crashfall des Fahrzeuges beschädigt worden
sind. Damit ist ein hoher Aufwand verbunden, da die signalverarbeitende
Einheit im Regelfall zwischen der Karosserie (Fahrzeugdach) und
dem Dachhimmel integriert ist und somit nur schwer zugänglich ist.
Weiterhin besteht ein Nachteil darin, daß bei starren Trägern die
Bauteilgeometrie immer an den jeweiligen Fahrzeugtyp angepaßt werden
muß, da
jeder Fahrzeugtyp gegenüber
anderen einen eigenständigen
Bauraum aufweist. Diese Anpassung ist mit hohen Kosten verbunden,
da für
jeden Träger für jeden
Fahrzeugtyp unterschiedliche Werkzeuge zur Herstellung des Trägers angefertigt
werden müssen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur
Kontaktierung eines ersten Kontaktpartners mit zumindest einem weiteren
Kontaktpartner über
ein Kontaktelement bereitzustellen, die einfach montierbar ist,
Toleranzen ausgleicht sowie im Falle einer Beschädigung leicht ersetzbar ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
daß das Kontaktelement
elektrisch leitfähig
und elastisch verformbar und derart geformt ist, daß es aufgrund
dieser Form in einem Gehäuse
eines elektronischen Gerätes
oder einem Träger
festlegbar ist. Aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit des Kontaktelementes kann
der erste Kontaktpartner, der beispielsweise eine Kontaktfläche einer
Schaltungsplatine, die in dem Gehäuse angeordnet ist, mit zumindest
einem weiteren Kontaktpartner, der außerhalb des Gehäuses des
elektronischen Gerätes
angeordnet ist, kontaktiert werden. Die elastische Verformbarkeit
hat den Vorteil, daß einerseits
Toleranzen in alle Richtungen, vorzugsweise in Montagerichtung des
elektronischen Gerätes,
an seinem Einbauort ausgeglichen werden können. Andererseits hat die
elastische Verformbarkeit den Vorteil, daß nach der Montage des elektronischen
Gerätes
an seinem Einbauort durch die elastische Verformung des Kontaktelementes
ein ständiger
Anlagedruck von dem Kontaktelement auf die zumindest beiden Kontaktpartner
erzeugt wird, so daß dadurch
eine dauerhafte und zuverlässige
Kontaktierung gegeben ist. Weiterhin ist ein wesentlicher Aspekt
des erfindungsgemäßen Kontaktelementes die
Form, die nämlich
derart gestaltet ist, daß das Kontaktelement
aufgrund dieser Form in oder an dem Gehäuse des elektronischen Gerätes festlegbar
ist. So weist zum Beispiel in einer ersten Ausgestaltung der Erfindung
die Form eine Einschnürung
auf, mit der das Kontaktelement in eine korrespondierende Aussparung
in das Gehäuse
des elektronischen Gerätes
eingreift. Wenn bei der Fertigung des Gehäuses eine solche Aussparung
(oder auch mehrere Aussparungen) vorgesehen worden ist (sind), kann anschließend das
Kontaktelement formschlüssig
in diese Aussparung mit seiner Einschnürung eingesetzt und in seiner
Lage fixiert werden. Dabei sind die Lage der Aussparung und der
entsprechenden Kontaktfläche
der Schaltungsplatine innerhalb des Gehäuses so zueinander positioniert,
daß das
Kontaktelement mit seinem elektrisch leitfähigen Bereich an der Kontaktfläche (erster
Kontaktpartner) der Schaltungsplatine zur Anlage kommt. Alternativ
dazu ist es denkbar, daß das
Kontaktelement einen zumindest teilweise umlaufenden Bund oder mehrere,
von dem Kontaktelement abstehende Bundabschnitte (zum Beispiel Flügel) aufweist,
wobei das Kontaktelement in eine Aussparung des Gehäuses einsetzbar
und über
den Bund oder die Bundabschnitte mit dem Gehäuse verbindbar ist. Die Verbindung
des Bundes beziehungsweise der Bundabschnitte mit dem Gehäuse kann
beispielsweise durch Verkleben oder sonstige geeignete lösbare oder
unlösbare
Verbindungsmethoden erfolgen. Hierbei ist es auch denkbar, daß der Bund
oder die Bundabschnitte elektrisch leitfähig sind oder nicht. Vorzugsweise
sind der umlaufende Bund beziehungsweise die Bundabschnitte elektrisch
nicht leitfähig,
um eine Isolierung des elektrisch leitfähigen Kontaktelementes zu realisieren.
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Weiterhin
ist es denkbar, das Kontaktelement nicht nach der Herstellung des
Gehäuses
in die Aussparung einzusetzen, sondern schon bei der Herstellung
des Gehäuses
zu berücksichtigen.
Dabei kann das vorgefertigte Kontaktelement zum Beispiel in eine
Form für
das spätere
Gehäuse
eingesetzt und mit der Herstellung des Gehäuses, zum Beispiel in einem
Kunststoffspritzverfahren, festgelegt werden. Auch hier haben die
Einschnürungen,
der zumindest teilweise umlaufende Bund oder die Bundabschnitte wesentliche
Vorteile, da über
diese Form das Kontaktelement in dem Gehäuse des elektronischen Gerätes festlegbar
ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist das Kontaktelement zumindest eine
Ausnehmung beziehungsweise ein Hohlprofil auf. Dies hat den Vorteil, daß das Kontaktelement
an seinem Einbauort einfach elastisch verformbar ist, ohne daß allzu
große Kräfte für die Verformung
aufgebracht werden müssen.
Gleichzeitig wird sichergestellt, daß nach der Montage des elektronischen
Gerätes
an seinem Einbauort durch eine Verformung des Kontaktelementes ausreichend
hohe Anlagekräfte
für eine
zuverlässige und
dauerhafte elektrische Kontaktierung vorhanden sind.
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Eine
bevorzugte, aber dadurch nicht einschränkende Anwendung der erfindungsgemäßen Kontaktierung
von zumindest zwei Kontaktpartnern über das erfindungsgemäße Kontaktelement
ist bei Fahrzeugen gegeben, bei denen ein elektronisches Gerät, insbesondere
ein Antennenverstärker,
der eine Schaltungsplatine mit entsprechenden elektrischen und elektronischen
Bauteilen aufweist, mit zumindest einer auf einer insbesondere ebenen
Fläche des
Fahrzeuges (zum Beispiel Scheiben) angeordneten Kontaktfläche (weiterer
Kontaktpartner), einer Antennenstruktur zu kontaktieren ist. Hierbei
ist es einerseits wichtig, daß das
elektronische Gerät über die
entsprechend erforderliche Anzahl von Kontaktelementen mit den Kontaktflächen der
Antennenstruktur (oder sonstigen Kontaktpartnern im Fahrzeug) elektrisch
verbunden wird. Durch das erfindungsgemäße Kontaktelement bietet sich
die Möglichkeit, diese
elektrische Verbindung einfach herzustellen, wobei auch die Herstellkosten
für solche
Kontaktelemente äußerst gering
sind, was sich positiv auf die Serienherstellung von solchen elektronischen
Geräten
auswirkt. Aufgrund der elastischen Verformbarkeit ist ein Toleranzausgleich
gegeben, der gerade bei der Serienproduktion von Fahrzeugen wichtig
ist. Eine Toleranz kann dadurch einfach ausgeglichen werden. Außerdem ist
es von Vorteil, daß das
Kontaktelement in dem Gehäuse
des elektronischen Gerätes
festlegbar ist, da solche elektronischen Geräte wie Antennenverstärker, Videomodule
und dergleichen bei einem Zulieferer des Fahrzeugherstellers gefertigt
werden und beim Fahrzeughersteller schnell und unkompliziert an
ihrem Einbauort eingebaut werden müssen. Außerdem hat das erfindungsgemäße Kontaktelement
den Vorteil, daß es
aufgrund seiner elastischen Verformbarkeit nach der Festlegung in dem
Gehäuse
bei der Lagerung oder während
des Transportes nicht beschädigt
werden kann.
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Verschiedene
Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes, auf die
die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, sind im Folgenden beschrieben
und anhand der Figuren erläutert.
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Es
zeigen:
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1-3:
Verschiedene geometrische Formen von Kontaktelementen mit Ausnehmungen,
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4:
Ein Kontaktelement aus Vollmaterial,
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5:
Ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines Kontaktelementes mit Ausnehmungen,
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6:
Ein Kontaktelement aus Vollmaterial mit umlaufenden Bund,
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7:
Montageschritte für
ein Kontaktelement.
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1 zeigt
ein Kontaktelement 1, das aus einem elastisch verformbaren
Material besteht. Dieses Material ist entweder durchgängig leitend
(zum Beispiel durch Beimischung leitfähiger Partikel in das Grundmaterial)
oder derart mit einer elektrisch leitfähigen Schicht (hier nicht dargestellt)
versehen, das über
dieses Kontaktelement 1 die Kontaktierung zwischen einem
ersten Kontaktpartner und zumindest einem weiteren Kontaktpartner
erfolgen kann. Zu diesen beiden Kontaktpartnern kommt das Kontaktelement 1 mit
seinen Kontaktflächen 2, 3 in
Anlage. Zur Verbesserung der elastischen Verformbarkeit weist das
Kontaktelement 1 zwei Ausnehmungen, 4, 5 auf, die
so gestaltet sind, daß sich
dazwischen ein Steg 6 befindet, der zumindest teilweise,
insbesondere umlaufend eine Einschnürung 7 beinhaltet.
Aufgrund dieser Formgebung, insbesondere mit der Einschnürung 7,
und der elastischen Verformbarkeit kann das Kontaktelement 1 in
eine Aussparung eines Gehäuses
eingesetzt werden, oder bereits bei der Herstellung des Gehäuses in
die Form eingesetzt werden.
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2 zeigt
eine weitere geometrische Ausführungsform
eines Kontaktelementes 8, die dem Kontaktelement 1 gemäß 1 ähnlich ist,
jedoch im Wesentlichen in etwa rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt
aufweist.
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3 zeigt
ein Kontaktelement 9, das ebenfalls eine Einschnürung 7 aufweist.
Hierbei ist das Kontaktelement 9 allerdings so geformt,
daß es
in Richtung der Kontaktfläche 2 wieder
die Ausnehmung 4 aufweist, jedoch nicht in Richtung der
Kontaktfläche 3.
Eine solche Form wird bevorzugt dann angewendet, wenn in Richtung
der Kontaktfläche 2 größere Toleranzen,
jedoch in Richtung der Kontaktfläche 2 nur
geringfügige
Toleranzen ausgeglichen werden müssen.
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4 zeigt
ein Kontaktelement 10, das als Vollprofil (aus Vollmaterial)
gestaltet ist. Zwei gleichartige (oder voneinander unterschiedliche)
Kontaktkörper 11, 12,
die beispielsweise kuppelförmig
gestaltet sind, bestehen wiederum aus einem elastisch verformbaren
Material und sind elektrisch leitfähig, so daß eine Verbindung zwischen
den beiden Kontaktflächen 2, 3 gegeben
ist, mit denen das Kontaktelement 10 an den korrespondierenden
Kontaktpartnern zur Anlage kommen kann. Gemäß 4 ist das Kontaktelement 10 wiederum
so geformt, daß zwischen
den beiden Kontaktkörpern 11, 12 eine
Einschnürung
(hier als Steg 13 bezeichnet) entsteht, mit der das Kontaktelement 10 in
eine entsprechende Ausnehmung eines hier dargestellten Gehäuses 14 eingesetzt
werden kann. Ein solcher Art geformtes Kontaktelement, genau so
wie die schon in den vorangegangenen Figuren beschriebenen und gezeigten
Kontaktelemente, kann aufgrund seiner Formgebung auf einfache Art
und Weise sowie schnell in die Aussparung des Gehäuses 14 eingesetzt
werden. Hierbei ist es denkbar, in eine Aussparung ein Kontaktelement
oder auch in eine Aussparung mehrere Kontaktelemente oder auch in
Aussparungen verschiedene Kontaktelemente einzusetzen.
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5 zeigt
die weitere Ausgestaltung eines Kontaktelementes 15, welches
in etwa der Form und Funktion des Kontaktelementes 1 gemäß 1 entspricht,
wobei das Kontaktelement 15 in etwa die Form einer 8 aufweist,
so daß die
Ausnehmungen 4, 5 in etwa kreisförmig sind.
Aber auch andere geometrische Formen der Außen- oder Innenkontur (zum Beispiel
quadratische oder rechteckige Formen, Trapezformen, Dreiecksformen)
oder Kombinationen davon sind denkbar.
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6 zeigt
die weitere Ausgestaltung eines Kontaktelementes 16, das
nicht mehr eine Einschnürung
zur Befestigung des Kontaktelementes in dem Gehäuse 14 mit einer Aussparung 17 aufweist,
sondern einen zumindest teilweise, insbesondere vollständig umlaufenden
Bund 18 (oder alternativ dazu einen oder mehrere Bundabschnitte)
aufweist. Das Kontaktelement 16, das wiederum Kontaktflächen 2, 3 aufweist,
wird in die zumindest eine Aussparung 17 des Gehäuses 14 eingesetzt
und über
den Bund 18 an oder in dem Gehäuse 14 festgelegt.
Dies kann beispielsweise durch Verkleben erfolgen, wenn das Kontaktelement 16 nach
Herstellung des Gehäuses 14 in
die Aussparung 17 eingesetzt wird. Alternativ dazu ist
es denkbar, das Kontaktelement 16 in eine Form für das herzustellende
Gehäuse 14 einzusetzen
und anschließend
das Gehäuse
zu fertigen (zum Beispiel durch ein Kunststoffspritzgußverfahren),
so daß nach
Ausbildung des Gehäuses 14 das
Kontaktelement 16 durch Materialschluß festgelegt ist.
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An
Stelle des Verklebens des Kontaktelementes in der Aussparung sind
auch andere Befestigungsmöglichkeiten
wie zum Beispiel Verklipsen oder Verstemmen oder dergleichen denkbar.
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Die
zumindest teilweise vorhandene Einschnürung 7 kann in ihrem
Verlauf gleich oder unterschiedlich sein oder auch aus gleichen
oder unterschiedlichen Abschnitten bestehen.
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7 zeigt
die Montageschritte für
ein Kontaktelement zur Festlegung in dem Gehäuse bzw. dem Träger. 7 zeigt
die weitere Ausgestaltung eines Kontaktelementes 19, welches
in die eine Richtung zwei oder mehr Arme 20 und in die
andere Richtung eine Verlängerung 21 aufweist.
Ebenso weist dieses Kontaktelement 19 die Einschnürung 7 auf und
ist aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt, welches
elektrisch leitfähig
ist, wobei das Kontaktelement 19 mittels seiner Einschnürung 7 in dem
Gehäuse 14,
wie schon in den vorangegangenen Figuren beschrieben, festlegbar
ist. Aufgrund der elastischen Verformbarkeit und der Formgebung
des Kontaktelementes 19 oberhalb und unterhalb der Einschnürung 7 kann
es mit seiner Verlängerung 21 durch
die Öffnung
in dem Gehäuse 14 durchgeführt werden,
wobei es zur Lagefixierung mit der Hand oder mit einem Werkzeug
an der Verlängerung 21 gegriffen
und an dieser gezogen wird, bis die Einschnürung 7 in der Öffnung in
dem Gehäuse 14 angekommen
ist. Damit stellt die Verlängerung 21 eine Montagehilfe
dar (linke Darstellung in 7), die
gegebenenfalls gekürzt
werden kann (wie dies in der mittleren Darstellung in 7 gezeigt
ist) oder in ihrer vollständigen
Länge erhalten
bleiben kann. Die rechte Darstellung der 7 zeigt
das Kontaktelement 19, nachdem es zwischen zwei Kontaktpartnern 22 und 23 eingebracht
worden ist. Bei diesen Kontaktpartnern 22 und 23 handelt
es sich einmal bei einer bevorzugten Anwendung um die Kontaktstelle einer
Antennenstruktur, z. B. auf einer Fahrzeugscheibe, während die
gegenüberliegende
Kontaktstelle Bestandteil, z. B. eines Antennenverstärkers, ist,
so dass beide Kontaktpartner 22, 23 über das elektrisch
leitfähige
Kontaktelement 19 elektrisch miteinander verbunden werden.
Dabei ist erkennbar, dass die beiden Enden der Arme 20 zwecks
Kontaktierung die Kontaktfläche 2 bilden
und verformt werden und sich dadurch an den Kontaktpartner 22 flächig anlegen.
Gegenüberliegend
bildet die z. B. abgeschnittene Verlängerung 21 ihrerseits
eine Kontaktfläche 3,
die zur Anlage mit dem Kontaktpartner 23 kommt. Aufgrund
dessen ist ein Toleranzausgleich zwischen den beiden Kontaktpartnern 22, 23 gegeben.
Denkbar ist, die Verlängerung 21 nicht
abzuschneiden oder in sonstiger Weise zu kürzen, so dass diese sich durch
Verformung (z. B. Umbiegen) an den Kontaktpartner 23 anlegt.
Außerdem
können durch
verschiedene Verlängerungen 21 auch
verschiedene Distanzen zwischen den Kontaktpartnern 22, 23 überbrückt werden.
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- 1
- Kontaktelement
- 2
- Kontaktfläche
- 3
- Kontaktfläche
- 4
- Ausnehmung
- 5
- Ausnehmung
- 6
- Steg
- 7
- Einschnürung
- 8
- Kontaktelement
- 9
- Kontaktelement
- 10
- Kontaktelement
- 11
- Kontaktkörper
- 12
- Kontaktkörper
- 13
- Steg
- 14
- Gehäuse
- 15
- Kontaktelement
- 16
- Kontaktelement
- 17
- Aussparung
- 18
- Bund
- 19
- Kontaktelement
- 20
- Arme
- 21
- Verlängerung
- 22
- Kontaktpartner
- 23
- Kontaktpartner