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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Verschiedene Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes, auf
die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, sind im Folgenden beschrieben und
anhand der Figuren erläutert.
Es zeigen:
- Figuren 1-3:
- Verschiedene geometrische Formen von Kontaktelementen mit
Ausnehmungen,
- Figur 4:
- Ein Kontaktelement aus Vollmaterial,
- Figur 5:
- Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kontaktelementes mit
Ausnehmungen,
- Figur 6:
- Ein Kontaktelement aus Vollmaterial mit umlaufenden Bund,
- Figur 7:
- Montageschritte für ein Kontaktelement.
Figur 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.
Figur 2 zeigt eine weitere geometrische Ausführungsform eines Kontaktelementes
8, die dem Kontaktelement 1 gemäß Figur 1 ähnlich ist, jedoch im Wesentlichen in
etwa rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt aufweist.
Figur 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.
Figur 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 Figur 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.
Figur 5 zeigt die weitere Ausgestaltung eines Kontaktelementes 15, welches in
etwa der Form und Funktion des Kontaktelementes 1 gemäß Figur 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.
Figur 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.
An Stelle des Verklebens des Kontaktelementes in der Aussparung sind auch
andere Befestigungsmöglichkeiten wie zum Beispiel Verklipsen oder Verstemmen
oder dergleichen denkbar.
Die zumindest teilweise vorhandene Einschnürung 7 kann in ihrem Verlauf gleich
oder unterschiedlich sein oder auch aus gleichen oder unterschiedlichen
Abschnitten bestehen.
Figur 7 zeigt die Montageschritte für ein Kontaktelement zur Festlegung in dem
Gehäuse bzw. dem Träger. Figur 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 Figur
7), die gegebenenfalls gekürzt werden kann (wie dies in der mittleren Darstellung
in Figur 7 gezeigt ist) oder in ihrer vollständigen Länge erhalten bleiben kann. Die
rechte Darstellung der Figur 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.
Bezugszeichenliste:
- 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