WO2009090016A1 - Mobiles elektrisches gerät für fahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mobiles elektrisches Gerät (1) für Fahrzeuge, mit einem Gehäuse (2), das eine obere Gehäusewand (3), einen Boden (15), zwei Seitenwände (4), eine Rückwand (20) sowie eine Frontseite (6) mit Bedienelementen (7, 8) und einer Anzeigeeinrichtung (9) und eine Rückseite (16) aufweist, und in dessen Inneren zumindest eine Haupt-Leiterplatte (19), die mit elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen (21) bestückt ist, vorgesehen ist, wobei die obere Gehäusewand (3), die zwei Seitenwände (4) und die Rückwand (20) zu einer Wanne (21) zusammengefasst sind und die Haupt-Leiterplatte (19) in der Wanne (21) hängend unterhalb der oberen Gehäusewand (3) angebracht ist.

Description

Mobiles elektrisches Gerat für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein mobiles elektrisches Gerat für Fahrzeuge, wie Fahrtenschreiber oder Radioempfanger für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, das eine obere Gehausewand, einen Boden, zwei Seitenwande sowie eine Frontseite mit Bedienelementen und einer Anzeigeeinrichtung und eine Ruckseite aufweist, und in dessen Inneren zumindest eine Haupt-Leiterplatte, die mit elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen bestuckt ist, vorgesehen ist.

Für elektrische bzw. elektronische Gerate für Kraftfahrzeuge, wie insbesondere Fahrtenschreiber für Lastkraftwagen oder Busse, aber auch Radiogerate, ist eine hohe Beständigkeit gegenüber mechanischen Erschütterungen und Vibrationen einerseits sowie eine Unempfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit, insbesondere auch Niederschlägsteuchtigkeit, und überdies eine Abschirmung der Geratekomponenten gegenüber Hochfrequenzwellen, um Störungen der Geratefunktionen zu vermeiden, eine wesentliche Anforderung. Zur Abschirmung wird üblicherweise das Gerategehause aus leitendem Material hergestellt, was aber nicht 100%ig möglich ist, etwa im Hinblick auf Frontseiten-Teile aus Kunststoff, etwa im Bereich der Bedienelemente und der Anzeigeeinrichtung, abgesehen davon, dass auch die übrigen Gehausewande keine absolute Abschirmung gegenüber elektromagnetischen hochfrequenten Wellen sicherstellen können. Weiters ist es bei herkömmlichen mobilen Geraten üblich, Leiterplatten im Bodenbereich des Gehäuses anzubringen, um so die Montage aller Komponenten zu erleichtern. Die Leiterplatten werden dabei mit dem Boden, gegebenenfalls über Distanzelemente in Form von Hülsen oder dgl . , verschraubt. Bei dieser Anordnung kann sich im Kraftfahrzeug vorhandene Feuchtigkeit leicht von oben her auf die Leiterplatte niederschlagen, etwa wenn bei Regenwetter im Fahrzeuginneren eine hohe Luftfeuchtigkeit gegeben ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen und ein anderes Bauprinzip bei derartigen mobilen Geraten vorzusehen, bei dem eine gegenüber Feuchtigkeitsniederschlag vergleichsweise unempfindliche Unterbringung zumindest der Haupt- Leiterplatte (Mainboard) erhalten wird. Weiters soll bevorzugt in der Folge auch eine verbesserte elektromagnetische Abschirmung sichergestellt werden können. Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung ein mobiles elektrisches Gerät für Fahrzeuge, mit einem Gehäuse, das eine obere Gehäusewand, einen Boden, zwei Seitenwände, eine Rückwand sowie eine Frontseite mit Bedienelementen und einer Anzeigeeinrichtung und eine Rückseite aufweist, und in dessen Inneren zumindest eine Haupt-Leiterplatte, die mit elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen bestückt ist, vorgesehen ist, vor, wobei die obere Gehäusewand, die zwei Seitenwände und die Rückwand zu einer Wanne zusammengefasst sind und die Haupt-Leiterplatte in der Wanne hängend unterhalb der oberen Gehäusewand angebracht ist. Im Rahmen der Erfindung sind weiters vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen vorgesehen, die in den abhängigen Ansprüchen angegeben sind, wie etwa, dass im Gehäuse im Abstand unterhalb der Haupt-Leiterplatte ein Leiterplatten- Schirmblech angebracht ist; dass an der der Frontseite zugewandten vorderen Seite der Haupt-Leiterplatte eine Front-Leiterplatte rechtwinkelig zur Haupt-Leiterplatte angeordnet ist; dass im Gehäuse benachbart der Front-Leiterplatte und hinter dieser, von der Geräte-Vorderseite her gesehen, ein diese abschirmendes Front-Schirmblech angebracht ist; dass an der der Rückseite zugewandten Seite der Haupt-Leiterplatte im rechten Winkel dazu eine Stecker-Leiterplatte angeordnet ist; dass die Stecker-Leiterplatte mit einer an der Rückseite des Gehäuses angebrachten Steckereinheit verbunden ist; dass im Abstand von der Stecker-Leiterplatte und vor diesem ein Schirmblech im Gehäuse angebracht ist; dass das Haupt-Leiterplatten-Schirmblech mit dem Front- Schirmblech und bzw. oder dem Stecker-Leiterplatten-Schirmblech elektrisch sowie vorzugsweise auch mechanisch verbunden ist; dass die Schirmbleche flächig, jeweils unter Anlage eines Winkels eines der Schirmbleche am benachbarten anderen Schirmblech, miteinander verbunden sind; dass die Wanne und die Schirmbleche eine elektromagnetisch dichte Kammer begrenzen; und/oder dass die Kammer zur Frontseite hin durch elektrische Kontakte zwischen einem zusätzlichen vorderen Schirmblech und dem Front-Schirmblech sowie der Wanne erweitert ist.

Beim vorliegenden Gerät wird durch die oberseitige Anordnung der Leiterplatte einem Niederschlagen von Feuchtigkeit aus der Gasphase auf der kalten Leiterplatte entgegengewirkt, wenn eine' hohe Luftfeuchtigkeit im Fahrzeuginneren gegeben ist. Ein weiterer Vorteil wird erzielt, indem das Geräteinnere für weitere Komponenten Platz bieten kann, da die Haupt-Leiterplatte im obersten Bereich des Inneren des Geräts vorgesehen ist und so einen Einbau von anderen Komponenten nicht behindert. Dies gilt auch im Fall des Vorsehens einer Front-Leiterplatte, die beispielsweise direkt im rechten Winkel an den vorderen Rand der Haupt-Leiterplatte anschließt, sowie weiters im Fall des Vorsehens einer rückseitigen Stecker-Leiterplatte, die ebenfalls im rechten Winkel an die Haupt-Leiterplatte im hinteren Bereich anschließt und mit einer an der Rückseite des Gehäuses angebrachten Steckereinheit, einem Steckergehäuse, verbunden sein kann. Diese Anordnung der Leiterplatten im Inneren des Gehäuses in der Art eines rechtwinkeligen Rahmens, der nach unten offen ist, ermöglicht weiters auch eine effiziente Anbringung von Schirmblechen in den passenden, von den HF-Frequenzen abhängigen Abständen zu den Leiterplatten innerhalb von diesen, um so Störungen durch hochfrequente Funkwellen zu vermeiden. Auch hier können die Schirmbleche untereinander verbunden sein, und zwar sowohl was die elektrische Leitung anlangt als auch in mechanischer Hinsicht, um Mittel zur Befestigung der einzelnen Schirmbleche einzusparen. Insbesondere können dabei einzelne der Schirmbleche rechtwinkelig abgewinkelte Ränder oder Winkel aufweisen, die am jeweils zugehörigen anderen Schirmblech flächig anliegen. Dabei kann dann eine zwangsweise elektrische Verbindung der jeweiligen zwei Schirmbleche durch Verschrauben, Stecken, Klemmen, aber auch Löten oder Nieten erfolgen.

Es sei erwähnt, dass aus der EP 892 336 Al ein Computergehäuse bekannt ist, bei dem ein Chassis-Teil von einem Mainboard- Teil durch eine Mittelplatte getrennt ist. Im Mainboard-Teil ist ein Mainboard vertikal an der Mittelplatte befestigt, und vom Mainboard stehen Halterungen für eine Prozessorplatine sowie weitere Leiterplatinen ab. Wie ersichtlich, handelt es sich bei diesem Computergehäuse weder um ein mobiles elektrisches Gerät für Fahrzeuge, noch ist hier eine (obere) Wanne durch die obere Gehäusewand, zwei Seitenwände und die Rückwand des Gehäuses gebildet, geschweige denn, dass in der Wanne oberseitig unterhalb der oberen Gehäusewand eine Haupt-Leiterplatte angebracht wäre. - A -

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausfuhrungsbeispiels, auf das sie jedoch nicht beschrankt sein soll, noch weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines elektrischen Geräts für ein Kraftfahrzeug in Form eines Fahrtenschreibers, der ahnlich einem Radiogerat ausgebildet ist;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch dieses Gerat im Bereich von dessen Anzeigeeinrichtung, ungefähr entsprechend der Linie II-II in Fig. 1; und

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch dieses Gerat entsprechend der Linie III-III in Fig. 1.

In Fig. 1 ist schaubildlich ein elektrisches Gerat 1 für mobile Anwendungen, nämlich zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, dargestellt, und zwar beispielhaft in Form eines Fahrtenschreibers 1. Dieser Fahrtenschreiber 1 hat ein Autoradio-ähnliches Aussehen, und wenn nachstehend die Erfindung anhand dieses Fahrtenschreibers 1 erläutert wird, so kann sie doch selbstverständlich auch an einem Radiogerat für Kraftfahrzeuge in gleicher Weise realisiert werden.

Der gezeigte Fahrtenschreiber 1, oder allgemein das Gerat 1, weist ein ungefähr quaderförmiges Gehäuse 2 mit einer oberen Gehausewand 3, zwei Seltenwanden 4 (in Fig. 1 ist nur die eine Seitenwand 4 ersichtlich, die andere Seitenwand ist entsprechend ausgebildet) sowie mit einer Frontblende 5 an der Frontseite 6 auf, an der verschiedene Bedienelemente, z.B. eckige Druckknopfe 7 und runde Druckknopfe 8, sowie ein LCD-Display als Anzeigeeinrichtung 9 vorgesehen sind. Weiters weist das Gerat 1 im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel ein Einschubfach 10 für eine als Einschubmodul ausgeführte Druckereinheit 11 auf, die an der Vorderseite einen Papieraustrittsschlitz 12 besitzt. Überdies sind beim gezeigten Fahrtenschreiber 1 unterseitig noch zwei Karten- leseemheiten 13, 14 vorhanden.

Aus den schematischen Schnittdarstellungen in Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, dass das Gehäuse 2 des Geräts 1 weiters einen Boden 15 sowie an einer Ruckseite 16 ein rückseitiges Steckergehause oder eine Steckereinheit 17 zur Herstellung der erforderlichen elektrischen Anschlüsse für das Gerat 1 aufweist. Mit dem Steckergehause 17 ist eine Stecker-Leiterplatte 18 verbunden, die vertikal und im rechten Winkel zu einer oberseitigen Mainboard- bzw. Haupt-Leiterplatte 19 angeordnet ist, die hangend am Gehäuse-Oberteil, d.h. unterhalb der oberen Gehäusewand 3, angeordnet ist. Diese Haupt-Leiterplatte 19 liegt dabei, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, an der Oberseite des Steckergehäuses 17 und der Stecker-Leiterplatte 18 auf.

Beim vorliegenden Gerät 1 sind die obere Gehäusewand 3, die beiden Seitenwände 4 sowie eine Rückwand 20 an der Rückseite 16 zur einstückigen, in der Betriebsposition mit dem Boden (der oberen Gehäusewand 3) nach oben gerichteten Wanne 21 zusammenge- fasst. Innerhalb dieser Wanne 21, unterhalb der oberen Gehäusewand 3, befinden sich eine oberseitig darin eingehängte Haupt- Baugruppe 22 sowie eine Front-Baugruppe 23. Der Gehäuseboden 15 schließt im Wesentlichen die Wanne 21 unterseitig ab.

Die Haupt-Baugruppe 22 besteht aus der Haupt-Leiterplatte 19, die mit einem als Baugruppenträger fungierenden Haupt- Schirmblech 24 fest verbunden ist, an dem wiederum ein Schirmblech 25 für das Steckergehäuse 17 und ein Schirmblech 26 für eine Front-Leiterplatte 27 montiert ist, sowie aus der an der Haupt-Leiterplatte 19 rechtwinklig fest montierten hinteren Stecker-Baugruppe, bestehend aus der Stecker-Leiterplatte 18 und dem fest damit verbundenen Steckergehäuse 17. Weiters sind an der Haupt-Baugruppe 22 noch die Kartenieseeinheiten 13, 14 befestigt. Die Hauptbaugruppe 22 wird vorab vollständig montiert und danach oberseitig in die Wanne 21 eingehängt, wobei die Schirmbleche 24, 25, 26 sowohl für eine mechanisch feste, als auch für eine umlaufende, zwangsweise kontaktierende, elektrische Verbindung mit der Wanne 21 sorgen und so eine elektromagnetisch dichte Kammer 28 für nahezu die gesamte Elektronik entstehen lassen. Die Haupt-Leiterplatte 19 kann bei ihrer hängenden Anordnung, gegebenenfalls auch hoch aufbauende, elektrische bzw. elektronische Bauelemente 29, 29' an ihrer gemäß dieser Anordnung unteren Seite tragen.

Die Front-Leiterplatte 27 ist den frontseitigen Bedienelementen 7, 8, den Kartenieseeinheiten 13, 14 und der Display-Anzeigeeinrichtung 9 zugeordnet .

Bei den Schirmblechen 24, 25, 26 handelt es sich um ein Stecker-Schirmblech 25, ein der Haupt-Leiterplatte 19 zugeordnetes waagrechtes, an den beiden Enden abgewinkeltes Leiterplatten- Schirmblech 24 sowie ein vorderes, Z-förmig abgewinkeltes Schirmblech 26 für die Front-Leiterplatte 27. Das Stecker- Schirmblech 25 ist eben. Das Haupt-Leiterplatten-Schirmblech 24 ist mit zwei aufwärts gebogenen Winkeln 30, 31 versehen. Das Front-Leiterplatten-Schirmblech 26 weist einen oberen horizontalen Winkel 32 sowie einen unteren horizontalen Winkel 33 auf. Mit dem oberen horizontalen Winkel 32 liegt es am Haupt-Leiterplatten-Schirmblech 24 flächig an, und zwar derart, dass dessen Winkel 31 mit dem Hauptteil des Frontseiten-Schirmblechs 26 fluchtet, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Rückseitig liegt der Winkel 30 des Haupt-Schirmblechs 24 flächig am hinteren Schirmblech 25 an. Dabei werden durch das flächige Anliegen des jeweiligen Winkels 30 bzw. 31 an der jeweiligen anderen Leiterplatte 25 bzw. 26 nicht nur elektrische Verbindungen zur Realisierung der elektromagnetisch dichten Kammer 28 erzielt, sondern überdies werden über diese Anlagen auch einfache mechanische Verbindungen, etwa durch Stecken, Klemmen, Schrauben oder dgl. (nicht gezeigt), wie an sich herkömmlich, ermöglicht.

Die Front-Baugruppe 23 besteht aus der Frontblende 5 an der Frontseite 6, an der die verschiedenen Bedienelemente, 7, 8 sowie die Anzeigeeinrichtung 9 vorgesehen sind. Vertikal dahinter angeordnet ist die Front-Leiterplatte 27, die zur Frontblende 5 hin durch ein weiteres Schirmblech 34 elektromagnetisch abgeschirmt ist. Weiters weist die Front-Baugruppe 23 im gezeigten Ausführungsbeispiel das Einschubfach 10 für die Druckereinheit 11 auf. Überdies sind beim gezeigten Gerät 1 unterseitig in der Front-Baugruppe 23 noch zwei Schlitze für die Kartenleseeinhei- ten 13, 14 vorhanden.

Die Front-Baugruppe 23 wird in die vollständig vormontierte Kombination von Wanne 21 und Haupt-Baugruppe 22 durch Einschieben und Verrasten von Kunststoff-Rastelementen (nicht dargestellt) montiert. Der elektrische Kontakt zur Haupt-Leiterplatte 19 wird durch einen sog. schwimmenden Steckverbinder (nicht dargestellt) hergestellt, der tolerant gegen mechanische Schwingungen zwischen der Front-Baugruppe 23 und der Wanne 21 ist. Die elektromagnetisch dichte Kammer 28 wird zur Front-Baugruppe 23 hin erweitert durch eine beim Verrasten herbeigeführte elektrische Zwangs-Kontaktierung zwischen dem weiteren, vorderen Schirmblech 34 und dem Schirmblech-Winkel 33 einerseits, sowie durch das Schirmblech 34 und die obere Gehäusewand 3 andererseits. Nach der Montage der Front-Baugruppe 23 wird das Gerät 1 durch Einklappen und Verschrauben des Bodens 15 mit einem Schraubelement 35 (s. Fig. 3) mechanisch verschlossen. Im eingebauten Zustand des Geräts 1 steht dieses Gerät 1 an der Vorderseite 6 mit der Frontblende 5 an der Armatur (nicht gezeigt) vor, und der Hauptteil des Geräts 1 bzw. des Gehäuses 2 befindet sich innerhalb der Armatur. Etwaige Feuchtigkeit schlägt sich bei der gezeigten Anordnung hauptsächlich auf den Boden 15, nicht jedoch an der oberen Leiterplatte 19 nieder.

Durch die gezeigte Anordnung der Leiterplatten 18, 19, 27 bleibt weiters viel Raum für nicht weiter veranschaulichte Komponenten des Geräts 1, insbesondere auch für die Unterbringung der Schirmbleche 24, 25, 26, an optimierten Stellen. Das Gehäuse 2 besteht bevorzugt aus Metall, kann aber gegebenenfalls auch Teile, wie den Boden 15, aus Kunststoff aufweisen.

Claims

Patentansprüche :

1. Mobiles elektrisches Gerät (1) für Fahrzeuge, mit einem Gehäuse (2), das eine obere Gehäusewand (3), einen Boden (15), zwei Seitenwände (4), eine Rückwand (20) sowie eine Frontseite (6) mit Bedienelementen (7, 8) und einer Anzeigeeinrichtung (9) und eine Rückseite (16) aufweist, und in dessen Inneren zumindest eine Haupt-Leiterplatte (19), die mit elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen (21) bestückt ist, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Gehäusewand (3), die zwei Seitenwände (4) und die Rückwand (20) zu einer Wanne (21) zusam- mengefasst sind und die Haupt-Leiterplatte (19) in der Wanne

(21) hängend unterhalb der oberen Gehäusewand (3) angebracht ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) im Abstand unterhalb der Haupt-Leiterplatte (19) ein Leiterplatten-Schirmblech (24) angebracht ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Frontseite (6) zugewandten vorderen Seite der Haupt-Leiterplatte (19) eine Front-Leiterplatte (27) rechtwinkelig zur Haupt-Leiterplatte (19) angeordnet ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (3) benachbart der Front-Leiterplatte (27) und hinter dieser, von der Geräte-Vorderseite her gesehen, ein diese abschirmendes Front-Schirmblech (26) angebracht ist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Rückseite (16) zugewandten Seite der Haupt- Leiterplatte (19) im rechten Winkel dazu eine Stecker-Leiterplatte (18) angeordnet ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stecker-Leiterplatte (18) mit einer an der Rückseite (16) des Gehäuses (3) angebrachten Steckereinheit (17) verbunden ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Abstand von der Stecker-Leiterplatte (18) und vor diesem ein Schirmblech (25) im Gehäuse (2) angebracht ist.

8. Gerät nach den Ansprüchen 2, 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Haupt-Leitcrplatten-Schirmblech (24) mit dem Front- Schirmblech (26) und bzw. oder dem Stecker-Leiterplatten-Schirmblech (25) elektrisch sowie vorzugsweise auch mechanisch verbunden ist.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmbleche (24, 25, 26) flächig, jeweils unter Anlage eines Winkels (30; 32) eines der Schirmbleche (24; 26) am benachbarten anderen Schirmblech (25; 24), miteinander verbunden sind.

10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanne (21) und die Schirmbleche (24, 25, 26) eine elektromagnetisch dichte Kammer (28) begrenzen.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (28) zur Frontseite (6) hin durch elektrische Kontakte zwischen einem zusätzlichen vorderen Schirmblech (34) und dem Front-Schirmblech (26) sowie der Wanne (21) erweitert ist.

12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in Form eines Fahrtenschreibers oder Radioempfängers für Kraftfahrzeuge.