Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontaktierung eines ersten Kontaktpartners
mit zumindest einem weiteren Kontaktpartner gemäß den Merkmalen des
Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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 z. B. 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.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kontaktierung
eines ersten Kontaktpartners mit zumindest einem weiteren Kontaktpartner
bereitzustellen, mit der die eingangs geschilderten Nachteile vermieden und die
es gestattet, über die Kontaktierung auch eine Lagefixierung vorzunehmen.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgage dadurch gelöst, dass die Oberfläche des
einen Kontaktpartners die Oberfläche des weiteren Kontaktpartners zumindest
teilweise, insbesondere vollständig, formschlüssig und lösbar umgibt, wobei in
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung die Kontaktpartner in Topfform
einander korrespondierende Kontaktteile aufweisen. Damit ist einerseits die
Möglichkeit einer einfachen und kostengünstigen Serienherstellung dieser
Kontaktpartner gegeben, da diese z. B. aus preiswertem Metallblech oder einem
anderen zumindest auf der Oberfläche leitenden Material, insbesondere durch ein
Umformverfahren herstellbar sind. Weiterhin besteht der Vorteil darin, dass ein
Material für die Kontaktpartner gewählt werden kann, welche sich auf einfache
Weise mit Kontaktflächen, die miteinander kontaktiert werden sollen, verbinden
läßt. Hier bietet sich insbesondere ein Lötverfahren an, wobei andere Verbindungsverfahren
zur elektrischen Kontaktierung nicht ausgeschlossen sind. So
kann nach der Herstellung und Formgebung der Kontaktpartner in Topfform eine
Verbindung der ausgeformten Kontaktpartner beispielsweise durch Löten mit einer
Leiterbahn auf einer Schaltungsplatine oder einer sonstigen vergleichbaren
Kontaktfläche erfolgen. Die Topfform der beiden Kontaktteile hat darüber hinaus
mehrere Vorteile. Dadurch, dass der Durchmesser des einen Kontaktteiles an
einer bestimmten Stelle oder in einem bestimmten Bereich größer als der
Durchmesser des anderen Kontaktteiles an einer bestimmten Stelle oder in einem
bestimmten Bereich ist, kommt es beim Zusammendrücken der beiden Kontaktteile
zu einem Aufreißen einer korrosiven Schicht an der Oberfläche der Kontaktteile,
so dass dadurch die Kontaktierung verbessert wird. In einem solchen Fall
können Oberflächenbeschichtungen, die die Korrosion der Oberfläche verhindern,
entfallen. Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, die Kontaktteile mit einer
Oberflächenbeschichtung zur Verhinderung von Korrosion zu versehen. Ebenso
ist es von Vorteil, dass durch die einander überlappende, das heißt korrespondierende
Topfform die beiden Kontaktteile nach dem Zusammensetzen wirksam
miteinander verbunden sind, so dass auch bei rauen Umgebungsbedingungen,
insbesondere verursacht durch Temperaturschwankungen, Vibrationen und
dergleichen, die Kontaktierung zuverlässig gegeben ist und gehalten wird. Hinzu
kommt noch als Vorteil, dass die beiden Kontaktteile mit relativ geringem
Kraftaufwand wieder voneinander getrennt werden können, was im Falle des
Defektes eines Gerätes oder dergleichen, das den einen Kontaktpartner aufweist,
von Vorteil ist. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass über die entsprechend
geformten Kontaktpartner nicht nur eine elektrische Kontaktierung gegeben ist,
sondern auch eine Befestigungsmöglichkeit realisiert ist. Dies ist besonders
vorteilhaft bei der Anwendung der Kontaktierung eines Antennenverstärkers oder
eines sonstigen Gerätes in einem Fahrzeug, der beziehungsweise das eine
Schaltungsplatine aufweist, wobei der eine Kontaktpartner an der Schaltungsplatine
und der zweite Kontaktpartner an einer Kontaktfläche einer Antennenstruktur
angeordnet ist. Dabei korrespondieren die Form und die Lage der Kontaktpartner
auf der Schaltungsplatine mit den Kontaktpartnern der Antennenstruktur, so dass
durch einfaches Aufdrücken der Schaltungsplatine, die gegebenenfalls von einem
Gehäuse geschützt sein kann, der Antennenverstärker auf der Fahrzeugscheibe
oder einer sonstigen ebenen Fläche des Kraftfahrzeuges angebracht, das heißt
befestigt werden kann. Dadurch ist eine einfache Montage und auch Demontage
möglich. Durch die Topfform der beiden korrespondierenden Kontaktteile wird
somit in besonders vorteilhafter Weise gleichzeitig die elektrische Kontaktierung
und mechanische Lagefixierung hergestellt.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kontaktierung,
auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ist im Folgenden beschrieben
und anhand der Figuren erläutert.
Es zeigen:
- Figur 1:
- zwei Kontaktpartner vor ihrer Kontaktierung,
- Figur 2:
- die beiden Kontaktpartner gemäß Figur 1 nach ihrer Kontaktierung.
- Figur 3:
- ein zweites Ausführungsbeispiel für zwei Kontaktpartner im
kontaktierten Zustand,
- Figur 4:
- die Kontaktpartner gemäß Figur 3 in der Draufsicht.
- Figuren 5
bis 7:
- ein drittes Ausführungsbeispiel für zwei Kontaktpartner vor der
Kontaktierung und in zwei verschiedenen Einbaulagen,
- Figuren 8
bis 10
- ein viertes Ausführungsbeispiel für zwei Kontaktpartner vor der
Kontaktierung und in zwei verschiedenen Einbaulagen.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
1 zur Kontaktierung, die zum Beispiel eine Schaltungsplatine eines elektronischen
Gerätes aufweist. Diese Schaltungsplatine 2 ist beispielsweise Träger von
elektrischen und elektronischen Bauteilen, die einen Antennenverstärker oder
dergleichen eines Kraftfahrzeuges bilden. Ein solcher Antennenverstärker ist an
sich bekannt und muß zumindest mit einem Teil einer Antennenstruktur, die sich
auf einer ebenen Fläche des Fahrzeuges (zum Beispiel Heckscheibe) befindet,
kontaktiert werden. Zu diesem Zweck weist die Schaltungsplatine 2 einen ersten
Kontaktteil 3 auf, der die in Figur 1 gezeigte Topfform aufweist. Korrespondierend
hierzu ist ein zweiter Kontaktteil 4 vorgesehen, der mit der Topfform des ersten
Kontaktteiles 3 korrespondiert. Dieses zweite Kontaktteil 4 weist eine insbesondere
plane Kontaktfläche 5 auf, wobei in erfindungsgemäßer Weise die Kontaktfläche
5 des zweiten Kontaktteiles 4 unlösbar mit der nicht dargestellten Kontaktfläche
der Antennenstruktur verbunden ist. Das heißt, dass das zweite Kontaktteil 4
zum Beispiel mittels eines Lötvorganges über die Kontaktfläche 5 mit der
Kontaktfläche der Antennenstruktur verbunden werden kann. Eine auf diese Art
mit Antennenstrukturen und aufgebrachten Kontaktteilen 4 versehene Scheibe
oder sonstige ebene Fläche des Fahrzeuges kann durch einfaches Aufsetzen und
Zusammendrücken der ersten Kontaktteile 3 mit den zugehörigen weiteren
Kontaktteilen 4 elektrisch kontaktiert und in ihrer Lage fixiert werden. Die
Kontaktierung und Lagefixierung nach dem Zusammendrücken der beiden
Kontaktteile 3, 4 ist in Figur 2 dargestellt. Hierbei ist auch erkennbar, dass in
besonders vorteilhafter Weise das sich im Querschnitt nach oben verjüngende
erste Kontaktteil 3 das zweite Kontaktteil 4 umschließt und damit neben der
elektrischen Kontaktierung die Schaltungsplatine 2 über die beiden Kontaktteile 3,
4 in ihrer Einbaulage fixiert wird. Mittels der Topfform ist auch in besonders
vorteilhafter Weise ein Toleranzausgleich möglich, insbesondere dann, wenn zur
Kontaktierung mehrere einander korrespondierende Kontaktteile 3, 4 vorhanden
sind.
In der Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dargestellt. (Das zweite Kontaktteil 4 ist nicht dargestellt). Auch
hierbei ist wieder erkennbar, dass der erste Kontaktteil 3 des einen Kontaktpartners
die Oberfläche des weiteren Kontaktpartners bzw. dessen zweiten Kontaktteil
4 zumindest teilweise, insbesondere vollständig, formschlüssig und lösbar umgibt,
wobei zumindest einer der beiden Kontaktteile 3, 4, bei diesem Ausführungsbeispiel
der außen liegende Kontaktpartner 3, zumindest einen Schlitz 6, insbesondere
mehrere Schlitze 6, aufweist. Mittels der Schlitze 6 ist der zugehörige
Kontaktpartner elastisch während der Kontaktierung verformbar, so dass sich die
beiden Oberflächen der beiden Kontaktpartner im kontaktierten Zustand gegenseitig
anlegen können, wobei während des Kontaktierungsvorganges (Aufsetzen
des einen Kontaktteiles 3 auf das weitere Kontaktteil 4 oder umgekehrt) ein
bestimmter Druck aufgebracht werden muß, um beide Kontaktteile miteinander zu
kontaktieren. Zur Erhöhung der Anlagekraft der beiden Kontaktteile 3, 4 aneinander
ist noch ein Druckelement 7 vorgesehen, wobei dieses Druckelement 7 in
besonders vorteilhafter Weise sich radial um die äußere Kontur des äußeren
Kontaktteiles 3 anschmiegt und eine Kraft in Richtung des innen liegenden
Kontaktteiles 4 erzeugt. Umgekehrt kann ein solches Druckelement auch
innerhalb des Kontaktteiles 4 angeordnet sein, wobei dann eine Kraft zumindest
teilweise, insbesondere aber vollständig radial nach außen in Richtung des
Kontaktteiles 3 erzeugt wird. Um die Lage des Druckelementes 7 an dem
zumindest einen Kontaktteil (hier Kontaktteil 3) zu gewährleisten, weist dieses
insbesondere in seinem oberen Bereich eine Kragenform 8 auf. Diese Kragenform
8, die ebenfalls radial vollständig umlaufend vorhanden ist, kann einfach beim
Herstellen des Kontaktteiles 3 durch Umbiegen, Umbördeln oder dergleichen
hergestellt werden.
Figur 4 zeigt das Kontaktteil 3 gemäß Figur 3 in der Draufsicht.
In den Figuren 5 bis 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel für zwei Kontaktpartner
vor der Kontaktierung und in zwei verschiedenen Einbaulagen gezeigt. Figur 5
zeigt die beiden Kontaktpartner vor der Kontaktierung, die wieder aus einem
ersten Kontaktteil 9 und einem zweiten Kontaktteil 10 bestehen. Bei diesen beiden
Kontaktteilen 9 und 10 handelt es sich wieder entweder um die vollständigen
Kontaktpartner oder diese können auch noch weitere Elemente, Anbauteile oder
dergleichen aufweisen. Der erste Kontaktteil 9 weist einen über seine Längserstreckung
verlaufenden sägezahnförmigen Kontaktbereich 11 auf, wozu zu
dessen Kontaktierung der zweite Kontaktteil 10 zumindest einen zumindest
teilweise, insbesondere aber radial vollständig umlaufenden dreieckförmigen
Vorsprung 12 aufweist, der in seiner äußeren Kontur mit dem sägezahnförmigen
Kontaktbereich 11 des ersten Kontaktteiles 9 korrespondiert. Auch der sägezahnförmige
Kontaktbereich 11 ist in besonders vorteilhafter Weise vollständig
radial umlaufend ausgebildet, kann aber auch abschnittsweise sägezahnförmig
ausgebildet sein. Die beiden Kontaktteile 9, 10 sind mit zugehörigen Kontaktflächen
13, 14 verbindbar (z. B. durch Anlage) oder verbunden (z. B. durch Löten
oder dergleichen). So kann beispielsweise das erste Kontaktteil 9 im Bereich einer
Platine eines elektronischen Gerätes (insbesondere eines Antennenverstärkers)
angeordnet sein, wobei das Kontaktteil 9 mit der Kontaktfläche 13 auf der
Leiterbahn verlötet ist. Das zweite Kontaktteil 10 ist mit der Kontaktfläche 14 zum
Beispiel durch Verkleben mit einem elektrisch leitfähigen Kleber verbunden, wobei
die Kontaktfläche 14 Bestandteil einer Antennenstruktur ist, die sich z. B. auf einer
Scheibe eines Fahrzeuges befindet.
In den Figuren 6 und 7 sind die beiden Kontaktteile 9 und 10 im kontaktierten
Zustand in zwei verschiedenen Einbaulagen gezeigt. In Figur 6 ist gezeigt, dass
der dreieckförmige Vorsprung 12 in die oberste Ausnehmung des sägezahnförmigen
Kontaktbereiches 11 des Kontaktteiles 9 eingreift. Dadurch entsteht ein
bestimmter Abstand zwischen den beiden hier nicht dargestellten Kontaktflächen
13, 14, so dass sich eine Höhe "H" einstellen läßt. Im Gegensatz hierzu ist in Figur
7 gezeigt, dass der dreieckförmige Vorsprung 12 in eine weiter unten liegende
Ausnehmung des sägezahnförmigen Kontaktbereiches 11 eingreift, so dass sich
damit eine geringere Höhe "H" zwischen den beiden Kontaktflächen 13, 14
gegenüber der in Figur 6 dargestellten Höhe "H" ergibt. Damit sind in besonders
vorteilhafter Weise Höhenunterschiede ausgleichbar. Ebenso kann wieder mit
dieser Ausgestaltung der beiden Kontaktteile 9, 10 das Elektronikgerät nicht nur
kontaktiert, sondern auch befestigt werden. Die Kontaktteile 9, 10, wie sie in den
Figuren 5 bis 7 dargestellt sind, können in besonders vorteilhafter Weise einen
runden Querschnitt aufweisen. Darüber hinaus sind aber auch längliche Querschnitte,
vor allen Dingen mit offenen Randbereichen, möglich, um somit nicht nur
einen Höhenausgleich, sondern auch einen Längsausgleich zu schaffen.
Außerdem ist es nicht zwangsweise erforderlich, dass der dreieckförmige
Vorsprung 12 vollständig an dem zugehörigen Bereich des sägezahnförmigen
Kontaktbereiches 11 anliegt. Hier ist auch zumindest teilweise eine Distanz
denkbar. In besonders vorteilhafter Weise liegt aber der dreieckförmige Vorsprung
12 unter einer gewissen Vorspannung an dem sägezahnförmigen Kontaktbereich
11 an, um eine dauerhafte Kontaktierung und auch spielfreie Lagefixierung zu
ermöglichen. Neben der gezeigten und beschriebenen sägezahn- bzw. dreieckförmigen
Ausgestaltung sind auch andere geometrische Formen (wie z. B.
wellenförmiger Verlauf) denkbar. Allerdings hat der sägezahnförmige Kontaktbereich
11 und der zugehörige dreieckförmige Vorsprung 12 einerseits den Vorteil,
die Kontaktierung und Lagefixierung optimal sicherzustellen, während andererseits
auch wieder eine Demontage ermöglicht wird.
In den Figuren 8 bis 10 ist ein viertes Ausführungsbeispiel für zwei Kontaktpartner
vor der Kontaktierung und in zwei verschiedenen Einbaulagen gezeigt. Analog zu
der Figur 5 ist in Figur 8 gezeigt, dass wieder ein erstes Kontaktteil 15 und ein
zweites Kontaktteil 16 vorhanden sind. Das zweite Kontaktteil 15 weist ebenfalls
einen sägezahnförmigen Kontaktbereich 17 auf, während das zweite Kontaktteil
16 einen dementsprechend dreieckförmigen Vorsprung 18 aufweist. Ebenso sind
die beiden Kontaktteile 15, 16 mit Kontaktflächen 19, 20 verbunden bzw.
verbindbar. Bei Betrachtung der Figuren 9 und 10 ist erkennbar, dass mittels der
beiden Kontaktteile 15, 16 wieder Kontaktierungen und Lagefixierungen zwischen
den beiden Kontaktflächen 19, 20 (hier nicht dargestellt) möglich sind, so dass
sich auch hier verschiedene Höhen "H" einstellen lassen. Aufgrund des in den
Figuren 8 bis 10 dargestellten sägezahnförmigen Bereiches 17 und dem
zugehörigen Vorsprung 18 ist lediglich die Kontaktierung in eine Richtung möglich,
während eine Demontage verhindert wird. Auch diese Kontaktteile 15, 16 weisen
in vorteilhafter Weise kreisrunden Querschnitt auf, wobei auch andere Querschnitte,
wie insbesondere rechteckförmige Querschnitte und diese mit offenem
Randbereich, denkbar sind. Sind beispielsweise mehrere Kontaktteile 15 mit
rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitten fluchtend zueinander
angeordnet und werden diese mit korrespondierenden Kontaktteilen 16 kontaktiert,
ist auch bei dieser Form des Sägezahnes eine Demontage möglich, in dem
nämlich die ebenfalls fluchtend angeordneten Kontaktteile 16 in Richtung der
Flucht verschoben werden.
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass, obwohl in den Figuren konkret vier
Ausführungsbeispiele gezeigt worden sind, gemäß dem Erfindungsgedanken
auch weitere Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsformen denkbar sind.
Bezugszeichenliste:
- 1.
- Vorrichtung zur Kontaktierung
- 2.
- Schaltungsplatine
- 3.
- Erster Kontaktteil
- 4.
- Zweiter Kontaktteil
- 5.
- Kontaktfläche
- 6.
- Schlitz
- 7.
- Druckelement
- 8.
- Kragenform
- 9.
- erster Kontaktteil
- 10.
- zweiter Kontakkteil
- 11.
- sägezahnförmiger Kontaktbereich
- 12.
- dreieckförmiger
Vorsprung
- 13.
- Kontaktfläche
- 14.
- Kontaktfläche
- 15.
- erster Kontaktteil
- 16.
- zweiter Kontaktteil
- 17.
- sägezahnförmiger Kontaktbereich
- 18.
- dreieckförmiger Vorsprung
- 19.
- Kontaktfläche
- 20.
- Kontaktfläche