Beschreibung
Titel
KONTAKTIERUNGSANORDNUNG UND KONTAKTIERUNGSVERFAHREN FÜR LEITERBAHNEN IN KRAFTFAHRZEUGSCHEIBEN
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Anschlusskontakt einer Leiterbahn in oder auf einer Kraftfahrzeugfensterscheibe und einem zugehörigen Anschlusskontakt des Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 8.
Stand der Technik
In Kraftfahrzeugfensterscheiben integrierte oder auf einer ihrer Oberflächen angebrachte Leiterbahnen können zur Beheizung der Fensterscheibe und/oder als Antenne dienen. Zu diesen Zwecken sind die Leiterbahnen gewöhnlich in Form von mäandrierenden Folienstreifen oder in Form von dünnen Heizungs- oder Antennendrähten ausgebildet, die bei Scheiben mit Doppelverglasung, wie vielen Frontscheiben, gewöhnlich zwischen zwei miteinander verklebten Verbundglasschichten der Scheibe angeordnet sind, während sie bei Scheiben mit Einfachverglasung, wie vielen Heckscheiben, auf der Scheibe angeordnet sind. Während die Scheibenheizungen zumeist in Heckscheiben von Personenkraftwagen Verwendung finden, können Antennen auch in Frontscheiben von Kraftfahrzeugen integriert werden. In beiden Fällen weisen die Leiterbahnen gewöhnlich zwei in der Nähe eines Randes der Fensterscheibe gelegene Anschlusskontakte auf, die bei Heizungen mit zugehörigen Anschlusskontakten eines Stromversorgungsanschlusses bzw. eines Masseanschlusses eines Heizungsstromkreises des Kraftfahrzeugs und bei Antennen mit zugehörigen Anschlusskontakten eines zu einem Radioempfänger des Kraftfahrzeugs führenden Antennenkabels verbunden werden müssen.
Gewöhnlich wird die Fensterscheibe vor der Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen den beiden Anschlusskontakten der Leiterbahn in der Fensterscheibe und den jeweils zugehörigen Anschlusskontakten des Kraftfahrzeugs im Fensterrahmen des letzteren montiert. Mit Leiterbahnen bestückte Front- bzw. Heckscheiben von Kraftfahrzeugen werden dazu entlang ihres Randes mit einer umlaufenden Raupe aus Silikonkautschuk oder einem anderen pastösen Kleber- und/oder Dichtungsmaterial versehen, das beim Einsetzen der Fensterscheibe in den Fensterrahmen gegen diesen angedrückt wird, um die Fensterscheibe am Rahmen zu befestigen und rundum abzudichten. Nach der Montage der Fensterscheibe werden die elektrischen Verbindungen hergestellt, indem zum Beispiel auf die als Lötstützpunkte ausgebildeten Anschlusskontakte der Fensterscheibe zwei komplementäre Anschlusskontakte eines Verbindungskabels direkt aufgelötet werden. Alternativ kann zuerst an jedem der Lötstützpunkte ein Steckerstift einer Steckerbuchse festgelötet und dann zwischen der Steckerbuchse und einem Stecker des Verbindungskabels eine lösbare Steckverbindung hergestellt werden, wie zu Beispiel in der EP 0 776 066 B1 beschrieben. Weiter können auch zwei flache, auf eine Polyimidfolie aufgeklebte metallische Leiter an den Lötstützpunkten festgelötet und die Folie mit den Leitern zwischen der Fensterscheibe und einer zur Befestigung der Scheibe dienenden Kleber- und/oder Dichtungsraupe hindurchgeführt werden, wie in der DE 100 30 066 B4 beschrieben. Auch ein Anschluss mittels Federkontakten ist bekannt, der jedoch ebenso wie die anderen bekannten Verfahren zur Kontaktierung der Leiterbahn sehr zeit- und arbeitsaufwändig ist.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass der Zeit- und Arbeitsaufwand für die Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen den Anschlusskontakten der in die Fensterscheibe integrierten oder auf der Fensterscheibe angeordneten Leiterbahn und den zugehörigen Anschlusskontakten des Kraftfahrzeugs verringert werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die beiden Anschlusskontakte durch ein elektrisch leitfähiges Elastomermaterial miteinander verbunden werden.
Die erfindungsgemäße Merkmalskombination gestattet es, die Befestigung der Fensterscheibe und die elektrische Kontaktierung der Leiterbahn in einem einzigen Arbeitsschritt vorzunehmen, indem eine zur Befestigung der Fensterscheibe an einem Fensterrahmen des Kraftfahrzeugs und/oder zur Abdichtung der Fensteröffnung um die Fensterscheibe dienende elastische Kleber- und/oder Dichtungsraupe zwischen zusammengehörigen Anschlusskontakten der Fensterscheibe und des Kraftfahrzeugs aus dem elektrisch leitfähigen Elastomermaterial hergestellt wird, während sie zwischen Paaren von zusammengehörigen Anschlusskontakten aus einem elektrisch isolierenden Elastomermaterial hergestellt wird, um eine Kontaktierung mit unterschiedlichen Potentialen zu ermöglichen.
Normalerweise werden sowohl für Scheibenheizungen und für Scheibenantennen zwei Paare von Anschlusskontakten an der Fensterscheibe bzw. am Fensterrahmen benötigt. Um zwischen diesen beiden Paaren von zusammengehörigen Anschlusskontakten einen problemlosen zweimaligen Wechsel des verwendeten Elastomermaterials zu gewährleisten, so dass die beiden Paare von Anschlusskontakten durch einen elektrisch isolierenden Abschnitt der Kleber- und/oder Dichtungsraupe getrennt sind, sind die beiden Paare von Anschlusskontakten zweckmäßig in einem Abstand von mehr als 50 mm voneinander angeordnet. Dabei können sie im Unterschied zu den Anschlusskontakten bekannter Kontaktierungsanordnungen ohne zusätzlichen Aufwand auch an verschiedenen Seitenrändern, wie zum Beispiel an entgegengesetzten Seitenrändern, der Fensterscheibe angeordnet werden.
Um für einen guten elektrischen Kontakt zwischen zwei zusammengehörigen Anschlusskontakten und dem zwischen den Anschlusskontakten angeordneten elektrisch leitfähigen Elastomermaterial zu sorgen, weisen die beiden Anschlusskontakte zweckmäßig eine große blanke Kontaktfläche auf, die sich im Kontakt mit dem elektrisch leitfähigen Elastomermaterial befindet und bevorzugt in dieses eingebettet sein kann.
Um den Widerstand des elektrisch leitfähige Elastomermaterials gering zu halten, sind die zusammengehörigen Anschlusskontakte zweckmäßig auf gegenüberliegenden Randabschnitten der Fensterscheibe bzw. des Fensterrahmens des Kraftfahrzeugs angeordnet, um den Abstand zwischen den zusammengehörigen Anschlusskontakten klein zu halten.
Sowohl das elektrisch leitfähige Elastomermaterial und das elektrisch isolierende Elastomermaterial bestehen zweckmäßig aus demselben Grundwerkstoff, der vorzugsweise einen Silikonkautschuk umfasst, wobei dem Grundwerkstoff des zuerst genannten Elastomermaterials geeignete Additive oder Füllstoffe zugesetzt werden, damit das Elastomermaterial elektrisch leitfähig wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine mit einer Antenne versehene Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Heckscheibe nach dem Auftrag einer zur Befestigung und Abdichtung der Heckscheibe dienenden elastischen Kleber- und Dichtungsraupe mit elektrisch leitfähigen und elektrisch isolierenden Abschnitten;
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie Ill-Ill der Fig. 2;
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine mit einem Heizfeld und einer Antenne versehene Heckscheibe entsprechend Fig. 2 nach dem Auftrag einer elastischen Kleber- und Dichtungsraupe.
Ausführungsformen der Erfindung
Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte doppeltverglaste rechteckige Heckscheibe 2 eines Personenkraftwagens ist mit einer Antenne 4 für einen Radioempfänger des Personenkraftwagens versehen. Die Antenne 4 ist zwischen zwei miteinander verklebten Verbundglasschichten 6, 8 (Fig. 3) der Heckscheibe 2 angeordnet. Sie besteht im Wesentlichen aus einer Mehrzahl von dünnen, zu den Längsseitenrändern 10 der Heckscheibe 2 parallelen Antennendrähten 12, die durch zwei zu den Schmalseitenrändern 14 der Heckscheibe 2 parallele Verbindungsdrähte 16 verbunden sind. Der zum oberen Längsseitenrand 10 der Heckscheibe 2 benachbarte Antennendraht 12 ist an seinen entgegengesetzten Stirnenden mit zwei
Anschlussdrähten 18 verbunden, die in einem größeren seitlichen Abstand voneinander aus dem Zwischenraum 20 zwischen den beiden Verbundglasschichten 6, 8 herausgeführt sind. Die Anschlussdrähte 18 sind an ihren Enden 28 mit angelöteten Anschlusskontakten 22 in Form von dünnen metallischen Kontaktplättchen 24 versehen, wie in Fig. 1 dargestellt.
Wie am besten in Fig. 3 am Beispiel von einem der beiden Anschlussdrähte 18 dargestellt, wird das über den Seitenrand 10 der Heckscheibe 2 überstehende Ende 28 von jedem der Anschlussdrähte 18 vor der Montage der Heckscheibe 2 im einem zugehörigen Fensterrahmen 26 des Personenkraftwagens gegen den Längsseitenrand der inneren Verbundglasscheibe 6 anliegend bis zur Innenseite 30 der Heckscheibe 2 geführt, wo das am Ende 28 des Anschlussdrahts 18 angelötete Kontaktplättchen 24 in unmittelbarer Nähe des Längsseitenrandes 10 der Heckscheibe 2 auf deren Innenseite 30 aufgeklebt wird. Zur Vermeidung einer Beschädigung der Enden 28 der Anschlussdrähte 18 können diese mit einem isolierenden Schutzlack 32 oder dergleichen überzogen werden, wobei jedoch die von der Innenseite der Heckscheibe 2 abgewandten blanken Breitseitenflächen der metallischen Kontaktplättchen 24 frei bleiben.
In dem zur Aufnahme der Heckscheibe 2 dienenden Fensterrahmen 26 werden vor der Montage der Heckscheibe 2 zwei kraftfahrzeugseitige Anschlusskontakte 34 montiert. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform umfasst jeder der beiden Anschlusskontakte 34 einen Formkörper 36 aus Kunststoff, der sich in einer entsprechenden Ausnehmung 38 des Fensterrahmens 26 verrasten lässt. Der Formkörper 36 ist an seiner in Richtung der Heckscheibe 2 weisenden Außenseite ebenfalls mit einem Kontaktplättchen 42 bestückt, das im Inneren des Formkörpers 36 mit einem von zwei Antennenanschlussdrähten 40 des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Der Montageort der Anschlusskontakte 34 ist so gewählt, dass das Kontaktplättchen 42 jedes Anschlusskontakts 34 nach dem Einsetzen der Heckscheibe 2 in den Fensterrahmen 26 dem zugehörigen Kontaktplättchen 24 des Anschlusskontakts 22 der Heckscheibe 20 genau gegenüberliegt, wie in Fig. 3 dargestellt.
Unmittelbar vor der Montage der Heckscheibe 2 im Fensterrahmen 26 wird eine Raupe 44 aus einem pastösen Kleber- und Dichtungsmaterial entlang der Seitenränder 10, 14 der Heckscheibe 2 auf deren Innenseite 30 aufgetragen, wie in Fig. 2 dargestellt.
Das Kleber- und Dichtungsmaterial der Raupe 44 besteht vorzugsweise aus einem Silikonkautschuk, der an den Oberflächen der Heckscheibe 2 und des Fensterrahmens 26 festklebt und nach seiner Verfestigung elastische Eigenschaften besitzt. Während jedoch entlang des größten Teils der Seitenränder 10, 14 ein herkömmlicher 5 Silikonkautschuk 46 mit elektrisch isolierenden Eigenschaften zur Ausbildung der Raupe 44 verwendet wird, besteht die Raupe 44 im Bereich der beiden Paare von Anschlusskontakten 22, 34 sowie beiderseits davon aus einem modifizierten Silikonkautschuk 48, dem durch Zusatz geeigneter Additive und/oder Füllstoffe elektrisch leitende Eigenschaften verliehen worden sind.
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Der Auftrag der beiden unterschiedlichen Kleber- und Dichtungsmaterialien, d.h. des elektrisch isolierenden Silikonkautschuks 46 und des elektrisch leitfähigen Silikonkautschuks 48 kann zum Beispiel mit Hilfe einer Auftragsdüse erfolgen, die durch schaltbare Ventile sowohl mit einem Vorrat des elektrisch isolierenden und des 15 elektrisch leitfähigen Kleber- und Dichtungsmaterials verbunden werden kann, so dass sich abwechselnd das eine oder das andere Material auftragen lässt, um die durchgehende Raupe 44 mit den elektrisch isolierenden Abschnitten 46 und den elektrisch leitfähigen Abschnitten 48 um die Ränder 10, 14 der Heckscheibe 2 herum aufzubringen, wie in Fig. 2 dargestellt.
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Wenn die mit der umlaufenden Raupe 44 versehene Heckscheibe 2 dann in den Fensterrahmen 26 eingesetzt wird, wird die Raupe 46 zwischen der Innenseite 30 der Heckscheibe 2 und einer gegenüberliegenden Oberfläche 50 des Fensterrahmens 26 etwas zusammengedrückt, so dass die Heckscheibe 2 nach der Verfestigung der Raupe
25 46 im Fensterrahmen 26 fixiert und um die Fensteröffnung 52 herum gegenüber dem Fensterrahmen 26 abgedichtet wird. Die beiden elektrisch leitfähigen Abschnitte 48 der Raupe 46 zwischen den beiden Paaren von gegenüberliegenden Kontaktplättchen 24 und 42 auf der Heckscheibe 2 und am Fensterrahmen 26 bilden dabei Durchkontaktierungen, die nach der Verfestigung der Raupe 44 für eine elektrische
30 Verbindung zwischen den zusammengehörigen Anschlusskontakten 22 und 34 der Heckscheibe 2 und des Personenkraftwagens sorgen.
Im Unterschied zu der Heckscheibe 2 in den Figuren 1 bis 3 ist die in Fig. 4 dargestellte Heckscheibe 2 mit einem als Heckscheibenheizung dienenden Heizfeld 54, einer
kapazitiv an die Leiterbahnen des Heizfeldes 54 gekoppelten Antenne 56, sowie einem zusätzlichen Einzelstrahler 58 für den Mittelwellenempfang versehen.
Das Heizfeld 54 umfasst mehrere zu den Längsseitenrändern 10 der Heckscheibe 2 parallele Heizdrähte 56, die in Parallelschaltung zwischen zwei zu den
Schmalseitenrändern 14 der Heckscheibe 2 parallelen Basisdrähten 58 angeordnet sind. Die beiden Basisdrähte 58 sind jeweils durch einen Anschlussdraht 60 mit einem Anschlusskontakt 62 auf der Innenseite 30 der Heckscheibe 2 verbunden, der wiederum durch einen aus elektrisch leitfähigem Silikonkautschuk bestehenden Abschnitt 48 der zur Befestigung und Abdichtung der Heckscheibe 2 dienenden Kleber- und Dichtungsraupe 44 mit einem am Fensterrahmen 26 angeordneten zugehörigen Anschlusskontakt eines Heizungsstromkreises verbunden ist, wie zuvor für die Paare von gegenüberliegenden Anschlusskontakten 22 und 34 der Antenne 4 in den Figuren 1 bis 3 beschrieben.
Die kapazitiv an die Leiterbahnen des Heizfeldes 54 gekoppelte, in einem geringen Abstand vom untersten Heizdraht 56 des Heizfeldes 54 verlaufende Antenne 56 und der in einem größeren Abstand von der Antenne 56 parallel zu dieser verlaufende Einzelstrahler 58 weisen jeweils nur einen einzigen Anschlusskontakt 64 bzw. 66 zur Verbindung mit einem gegenüberliegenden Anschlusskontakt am Fensterrahmen auf. Die beiden Anschlusskontakte 64, 66 sind jeweils in derselben Weise wie die Anschlusskontakte 62 des Heizfeldes 54 bzw. die Anschlusskontakte 32 der Antenne 4 aus den Figuren 1 bis 3 durch einen aus elektrisch leitfähigem Silikonkautschuk bestehenden Abschnitt 48 der Kleber- und Dichtungsraupe 44 mit einem zugehörigen Anschlusskontakt am Fensterrahmens 26 verbunden, wobei die Anordnung dieselbe ist, wie für die Anschlusskontakte 22 und 34 in Fig. 3 im Querschnitt dargestellt. Die beiden im Bereich der Anschlusskontakte 64, 66 angeordneten Abschnitte 48 der Kleber- und Dichtungsraupe 44 sind an beiden Seiten und zwischen einander durch Abschnitte 46 aus elektrisch isolierendem Silikonkautschuk getrennt, so dass sie unterschiedliche Potenziale besitzen können.