DE102023101534B3

DE102023101534B3 - Haltevorrichtung, elektronische Anordnung und Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Anordnung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102023101534B3
Application number: DE102023101534.6A
Authority: DE
Inventors: Fabian Riediger
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2023-01-23
Filing date: 2023-01-23
Publication date: 2024-05-29
Anticipated expiration: 2043-01-24

Abstract

Eine Haltevorrichtung (10) für eine elektronische Anordnung (5) für ein Kraftfahrzeug weist einen Basisabschnitt (11, 12) mit einer Kopplungsöffnung (14), der dazu vorgesehen ist, mit einer Leiterplatine (20) der Anordnung (5) gekoppelt zu werden. Die Haltevorrichtung (10) umfasst weiter ein Einrastelement (13), das an dem Basisabschnitt (11, 12) angeordnet ist. Das Einrastelement (13) weist an einer innenliegenden Seite eine Kontaktfläche (16) auf, welche dazu ausgebildet ist, mit einem Kontaktelement (24) eines Bauteils (21) der Anordnung (5) zusammenzuwirken. Das Einrastelement (13) weist an einer außenliegenden Seite eine Rastnase (15) auf. Das Einrastelement (13) ist dazu eingerichtet, in eine Aufnahmeöffnung (24) der Leiterplatine (20) eingesteckt zu werden, sodass die Rastnase (15) in einer lateralen Richtung (B) über einen angrenzenden Rand der Leiterplatine (20) der Anordnung (5) ragt und eine Rastverbindung zur Aufnahme des Bauteils (21) ausbildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung und eine elektronische Anordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Haltevorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Anordnung mit einer solchen Haltevorrichtung.
Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl von elektronischen Komponenten, wie zum Beispiel eine Beleuchtungsanordnung, auf. Eine Anordnung zum Beleuchten eines Fahrzeuginnenraums bedarf eine Mehrzahl von Komponenten, die präzise und funktionsfähig miteinander zu verbauen sind. Dabei ist es stets eine Herausforderung, einen zuverlässigen Aufbau bereitzustellen und zudem Zeitaufwand und Kosten gering zu halten.
Die DE 20 2016 102 265 U1 offenbart ein Befestigungselement zur Verbindung zwischen einer LED-Platine und einem Leuchten-Bauteil. Die DE 10 2014 104 503 A1 offenbart ein Lichtmodul für ein Fahrzeug, das eine Leiterplatte mit einer Lichtquelle (22) und ein Gehäuse umfasst.
Es ist eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, eine zuverlässige und kostengünstige Herstellung einer elektronischen Anordnung für ein Kraftfahrzeug zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung für eine elektronische Anordnung für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Basisabschnitt, der eine Kopplungsöffnung vorgegeben begrenzt und der dazu ausgebildet ist, mit einer Leiterplatine der Anordnung gekoppelt zu werden. Die Haltevorrichtung weist weiter zumindest ein Einrastelement auf, das an dem Basisabschnitt angeordnet ist. Das Einrastelement weist an einer innenliegenden Seite, die der Kopplungsöffnung zugewandt ist, eine Kontaktfläche auf, welche dazu ausgebildet ist, mit einem Kontaktelement eines aufzunehmenden Bauteils der Anordnung zusammenzuwirken. Das Einrastelement weist ferner an einer außenliegenden Seite, die der Kopplungsöffnung abgewandt ist, eine Rastnase auf. Das Einrastelement ist dazu eingerichtet, entlang einer Kopplungsrichtung in eine Aufnahmeöffnung der Leiterplatine eingesteckt zu werden, sodass die Rastnase bezogen auf einen Zustand, in dem die Haltevorrichtung betriebsgemäß mit der Leiterplatine gekoppelt ist, in einer lateralen Richtung senkrecht zu der Kopplungsrichtung über einen angrenzenden Rand der Leiterplatine der Anordnung ragt und eine Rastverbindung zur Aufnahme des Bauteils ausbildet. Der Basisabschnitt weist einen ersten Ringabschnitt und einen zweiten Ringabschnitt auf, die miteinander verbunden sind und die bezogen auf eine laterale Richtung unterschiedliche Abmessungen besitzen, sodass der Basisabschnitt stufenförmig und ringförmig ausgebildet ist.
Mittels der beschriebenen Haltevorrichtung ist eine zuverlässige, zeitsparende und kostengünstige Verbindung von elektronischen Komponenten und Anschlusselementen für ein Kraftfahrzeug realisierbar. Die Haltevorrichtung bildet einen Montage-Schnapp-Klipp aus, der zum Beispiel eine einfache und stabile Verbindung zwischen einer Leiterplatine und einem oder mehreren Lichtleitelementen ermöglicht, die mit der Leiterplatine gekoppelt werden und einen Teil einer Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeugdach ausbilden sollen.
Die Haltevorrichtung eignet sich darüber hinaus auch für andere Verbindungen in dem Kraftfahrzeug, bei denen mechanische Kopplungen eingerichtet werden sollen.
In Bezug auf einen Zustand, in dem die Haltevorrichtung und die Leiterplatine miteinander gekoppelt sind, ist der Basisabschnitt auf einer Seite der Leiterplatine, zum Beispiel der Unterseite, und das Einrastelement mit der Rastnase auf der anderen, gegenüberliegenden Seite der Leiterplatine, zum Beispiel der Oberseite, in der Aufnahmeöffnung angeordnet und sicher und zuverlässig mit der Leiterplatine gekoppelt. Ein oberer und ein unterer Abschnitt der Haltevorrichtung sind somit breiter ausgebildet als ein schmalerer Mittelabschnitt, der benachbart zu dem Rand der Leiterplatine angeordnet ist, welcher die Aufnahmeöffnung vorgegeben begrenzt.
Im Zusammenhang mit dieser Beschreibung beziehen sich Begriffe, wie „oben“, „unten“, „innen“ und „außen“, auf Positionen, Ausrichtungen oder Orientierungen, wie sie in einem zusammengebauten Zustand der elektronischen Anordnung vorliegen. Zum Beispiel ist die Leiterplatine horizontal, im Wesentlichen parallel zu einem Fahrzeugdach verbaut, sodass die lateralen Richtungen eine Haupterstreckungsebene der plattenförmigen Leiterplatine aufspannen. Die Kopplungsrichtung entspricht demgemäß im Wesentlichen einer Vertikalen senkrecht zu der Haupterstreckungsebene. Darüber hinaus sind auch andere Positionen, Ausrichtungen oder Orientierungen der Haltevorrichtung möglich.
Ferner ist die Haltevorrichtung nicht auf einen Einsatz in einem Kraftfahrzeug oder im Zusammenhang mit elektronischen Bauteilen beschränkt und kann auch für andere Komponenten oder Gegenstände eingesetzt werden, bei denen eine einfache, kostengünstige und zuverlässige Kopplung von Elementen mittels einer mechanischen Schnappverbindung vorgesehen werden kann.
Bei dem Lichtleitelement kann es sich um eine optische Vorrichtung handeln, die zum Leiten, Auskoppeln und/ oder Einkoppeln von Licht geeignet ist. In einer Ausführungsform handelt es sich um das Gehäuse einer Lichtquelle, beispielsweise die Glaseinhausung einer LED. In einer anderen Ausführungsform handelt es sich um einen Lichtleiter aus Glas oder Kunststoff. Alternativ handelt es sich um eine Optik, beispielsweise eine prismatische Optik zum Einkoppeln von Licht in einen Lichtwellenleiter.
Gemäß einer Weiterbildung der Haltevorrichtung ist der Basisabschnitt in Abstimmung auf die zu koppelnde Leiterplatine geometrisch ausgebildet, sodass der Basisabschnitt in einer korrespondierenden Aufnahmeöffnung der Leiterplatine anordenbar ist. Somit kann eine besonders stabile und flache Kopplung mit der Leiterplatine und Anschlusselementen realisiert werden. Zum Beispiel ist ein Abschnitt der Aufnahmeöffnung der Leiterplatine so ausgebildet, dass der Basisabschnitt in diesen eintaucht und bündig mit einer angrenzenden Unterseite der Leiterplatine abschließt. Alternativ kann der Basisabschnitt im Vergleich zu der Unterseite der Leiterplatine auch hervorstehen oder zurückstehen.
Dadurch, dass der Basisabschnitt stufenförmig und ringförmig ausgebildet ist, kann eine stabile und zuverlässige Kopplung an einer Seite der Leiterplatine eingerichtet werden, die ein Durchrutschen der Haltervorrichtung durch die Aufnahmeöffnung verhindert. Die Aufnahmeöffnung ist zum Beispiel so groß oder breit wie es der Abmessung des schmaleren der beiden Ringabschnitte entspricht. In einer Ausführungsform sind der erste und zweite Ringabschnitt einstückig ausgebildet.
Der Basisabschnitt kann rund oder oval ringförmig ausgebildet sein und ein kreisrunde Kopplungsöffnung oder eine Kopplungsöffnung in Form eines Langlochs vorgegeben umfassen. Letztere bietet insbesondere eine gewisse Toleranz entlang der länglichen Ausdehnung beim Einbringen des Bauteils, zum Beispiel eines Kopplungspins an einem Lichtleitelement. Der Basisabschnitt kann alternativ kantig oder eckig ausgeführt sein und/oder eine kantige oder eckige Kopplungsöffnung begrenzen, die in Abstimmung auf das aufzunehmende und zu haltende Bauteil ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Haltevorrichtung sind zwei Einrastelemente vorgesehen, die als separate Flügelelemente bezogen auf die Kopplungsöffnung auf gegenüberliegenden Seiten an dem Basisabschnitt angeordnet sind. Somit kann eine zuverlässige und stabile Kopplung, zum Beispiel an der Oberseite, der Leiterplatine eingerichtet werden. Die Einrastelemente können so ausgebildet sein, dass sie entlang der lateralen Richtung einen ersten Abstand und einen zweiten Abstand aufweisen, der größer als der erste Abstand ist. Der erste Abstand ist einer Außenfläche in einem Bereich der Einrastelemente zugeordnet, welcher bezogen auf einen Zustand, in dem die Haltevorrichtung betriebsgemäß mit der Leiterplatine gekoppelt ist, angrenzend zu einem Rand der Leiterplatine angeordnet ist. Der erste Abstand kann zum Beispiel der schmalsten Stelle der Haltevorrichtung zugeordnet sein und einen Wert zwischen 3-5 mm, beispielsweise 4 mm aufweisen. Der zweite Abstand ist einer Außenfläche im Bereich der jeweiligen nach außen gerichteten Rastnasen der Einrastelemente zugeordnet. Der zweite Abstand kann zum Beispiel der breitesten Stelle der Haltevorrichtung zugeordnet sein und zum Beispiel einen Wert zwischen 4-7 mm, beispielsweise 5 mm, 5,4 mm, 6 mm oder 8,4 mm, aufweisen.
Die Abstände können ferner auf die Geometrie und Abmessungen der Haltevorrichtung und/oder der Leiterplatine und/oder des aufzunehmenden Bauteils abgestimmt sein. Zum Beispiel kann die Haltevorrichtung in Form eines länglichen Montageclips realisiert sein und ein Langloch aufweisen, welches die Kopplungsöffnung bildet. Demgemäß kann die Haltevorrichtung zum Beispiel eine Länge von 4-18 mm, eine Breite von 3-10 mm und inklusive des oder der Einrastelemente eine Höhe von 2-8 mm aufweisen. Die Breite ist zum Beispiel mit 4 mm oder 5 mm ausgebildet und inklusive des oder der Einrastelemente eine Höhe von 2-8 mm aufweisen.
Eine Höhe des Basisabschnitts hat zum Beispiel eine Abmessung von 0,5-2 mm, beispielsweise 0,8 mm, und ist insbesondere auf eine Dicke der Leiterplatine und/oder eine Tiefe einer vorgesehenen Öffnung an der Leiterplatine angepasst.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Haltevorrichtung verjüngt sich das Einrastelement bezogen auf die Kopplungsrichtung nach oben weg von der Rastnase und bildet somit die innenliegende Kontaktfläche mit vorgegebener Kontur aus. Die Kontaktfläche des Einrastelements weist zum Beispiel eine konkave oder nutenförmige Kontur auf. Auch alternative Konturen sind möglich, die jeweils einen kantenförmigen Abschnitt aufweist, der einem unerwünschten Runterwandern des Kontaktelements und Herausrutschen des Bauteils aus der Haltevorrichtung und der Leiterplatine entgegenwirkt.
Eine erfindungsgemäße elektronische Anordnung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Leiterplatine mit zumindest einer Aufnahmeöffnung, die sich durch die Leiterplatine erstreckt, und eine Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Haltervorrichtung. Die Haltevorrichtung ist in der Aufnahmeöffnung angeordnet, sodass der Basisabschnitt mit der Leiterplatine gekoppelt ist und das Einrastelement sich durch die Aufnahmeöffnung hindurch erstreckt und die Rastnase in der lateralen Richtung über den angrenzenden Rand der Leiterplatine ragt und eine Rastverbindung zur Aufnahme des Bauteils ausbildet.
Die elektronische Anordnung kann ferner ein Bauteil in Form eines Lichtleitelements, zum Beispiel ein Prisma, umfassen, das einen Kopplungspin mit einem Vorsprung aufweist, welcher ein Kontaktelement des Bauteils ausbildet. Das Lichtleitelement ist derart mit der Haltevorrichtung der Leiterplatine gekoppelt, dass sich der Kopplungspin durch die Aufnahmeöffnung der Leiterplatine und in die Kopplungsöffnung der Haltevorrichtung erstreckt und mit dem Vorsprung die Kontaktfläche des Einrastelements kontaktiert. Der Kopplungspin drückt somit mittels des Vorsprungs das Einrastelement nach außen weg von der Kopplungsöffnung, sodass die Rastnase zuverlässig über dem angrenzenden Rand der Leiterplatine ragt und eine sicher Rastverbindung eingerichtet ist.
Dadurch, dass die elektronische Anordnung eine Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Haltevorrichtung aufweist, sind Merkmale und Eigenschaften der Haltevorrichtung auch für die elektronische Anordnung offenbart und umgekehrt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Ausgestaltung der zuvor beschriebenen elektronischen Anordnung umfasst ein Bereitstellen der Leiterplatine mit zumindest einer Aufnahmeöffnung und ein Bereitstellen der Haltevorrichtung. Das Verfahren umfasst ferner ein Koppeln der Haltevorrichtung mit der Leiterplatine mittels Einstecken in die Aufnahmeöffnung, sodass der Basisabschnitt mit der Leiterplatine gekoppelt ist und das Einrastelement sich durch die Aufnahmeöffnung hindurch erstreckt und die Rastnase in der lateralen Richtung über den angrenzenden Rand der Leiterplatine ragt und eine Rastverbindung zur Aufnahme des Bauteils ausbildet. Somit kann eine vorgefertigte Baugruppe aus Leiterplatine und Haltevorrichtung realisiert werden, die auf einfache und kostengünstige Weise ein Weiterverarbeiten und insbesondere ein Anbringen von dafür vorgesehenen Anschlusselementen ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren ein Bereitstellen eines Lichtleitelements, zum Beispiel ein Prisma, mit einem Kopplungspin, der einen Vorsprung aufweist. Das Verfahren umfasst daraufhin ein Koppeln des Lichtleitelements mit der Haltevorrichtung derart, dass sich der Kopplungspin durch die Aufnahmeöffnung der Leiterplatine und in die Kopplungsöffnung der Haltevorrichtung erstreckt und mit dem Vorsprung die Kontaktfläche des Einrastelements kontaktiert. Vorzugsweise erfolgt das Koppeln des Lichtleitelements mit der Haltevorrichtung nachfolgend zu dem Koppeln der Haltevorrichtung mit der Leiterplatine.
Mittels des beschriebenen Verfahrens ist zum Beispiel eine zuverlässige und kostengünstige Herstellung einer Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeugdach realisierbar. Dadurch, dass das Verfahren eine Ausgestaltung der zuvor beschriebenen elektronischen Anordnung und der Haltevorrichtung umfasst, sind Merkmale und Eigenschaften der elektronischen Anordnung und der Haltevorrichtung auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
Es ist eine Erkenntnis im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass konventionelle Anbindungsmöglichkeiten für ein Bauteil an einer Leiterplatine zum Beispiel einen Einsatz von Temperaturbehandlungen, Verformungen und/oder Spritzgießen umfassen. Dabei können mögliche Verformungen einer Abdeckung durch Temperaturausdehnung einhergehen, sodass eine Position eines Printed Circuit Boards bzw. einer Leiterplatine und von Leuchtdioden gegebenenfalls nicht dauerhaft gewährleistet werden können. Ferner ist bei konventionelle Anbindungsmöglichkeiten häufig nicht die Möglichkeit einer einfachen Reparatur gegeben, wenn zum Beispiel eine Geometrie eines Kopplungselements bei der Befestigung dauerhaft plastisch verformt wird. Eine Reparatur erfordert dann zum Beispiel einen Austausch des gesamten gekoppelten Bauteils. Im Zusammenhang mit Spritzgusswerkzeugen ist eine relativ hohe Komplexität gegeben und zudem sind vorgegebene Geometrien für ein Kopplungselement inklusive einem klar definierten Hinterschnitt schwierig umsetzbar.
Mittels der beschriebenen Haltevorrichtung und der zugehörigen elektronischen Anordnung sowie des korrespondierenden Herstellungsverfahrens können unter anderem ein oder mehrere der folgenden Vorteile erreicht werden:

- Die durch die Haltevorrichtung eingerichtete Klippverbindung mit der Leiterplatine ermöglicht eine verbesserte Reparaturfähigkeit aufgrund des reversiblen Zusammenbaus.
- Entfallen eines zusätzlichen Bauteils in einer Montagelinie. Eine vormontierte Leiterplatine mit der Haltevorrichtung kann direkt mit einem anzubringenden Bauteil, zum Beispiel einem Lichtleitelement, verbunden werden, sodass ein Fügen von lediglich zwei anstatt von drei Teilen erforderlich ist.
- Die Haltevorrichtung kann als Montageclip so ausgeführt sein, dass sie auf einer Seite der Leiterplatine nicht über diese hinausragt. Somit ist eine besonders flache und kompakte Bauweise der elektronischen Anordnung realisierbar.
- Die Haltevorrichtung kann ohne zusätzlichen Klebstoff in oder an der Leiterplatine angebracht werden und wird hinsichtlich einer Beweglichkeit oder Steifigkeit durch die endgültige Montage sogar verstärkt, dadurch dass der Kopplungspin mit dem Vorsprung die Einrastelemente nach außen drückt und somit die Position der Haltevorrichtung zusätzlich fixiert. Somit kann auch die Haltevorrichtung an der Leiterplatine gesichert werden, da die Einrastelemente nach außen gedrückt werden. Aufgrund des schrägen Hinterschnitts an der Rastnase wird die Leiterplatine eingeklemmt. Die Einrastelemente sind elastisch ausgebildet, insbesondere über einen verjüngten Abschnitt in einem Bereich unterhalb der Rastnasen hin zu dem Basisabschnitt.
- Darüber hinaus können abhängig von der Ausführung der Haltevorrichtung, zum Beispiel im Zusammenhang mit einer länglichen Kopplungsöffnung, Toleranzen zum Einbringen des Kopplungspins bereitgestellt werden.
- Ferner ist keine klar definierte Hinterschnittgeometrie eines Kopplungselements an dem Bauteil erforderlich, sodass eine verschiedene Ausführungen von Vorsprüngen ein zuverlässiges Zusammenwirken mit der Kontaktfläche der Haltevorrichtung und stabiles Befestigen an der Leiterplatine ermöglichen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Fahrzeugdach in perspektivischer Ansicht,
2-4 ein Ausführungsbeispiel einer Haltevorrichtung für eine Beleuchtungsanordnung für das Fahrzeugdach in verschiedenen Ansichten, und
5 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsanordnung für das Fahrzeugdach.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind gegebenenfalls nicht alle dargestellten Elemente in sämtlichen Figuren mit Bezugszeichen gekennzeichnet.
1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht schematisch ein Fahrzeugdach 1 eines Kraftfahrzeugs mit einer Dachkarosserie 2, die eine Scheibe oder einen Deckel 3 mit einer Fahrzeugdachverglasung umfasst. Der Deckel 3 ist zum Beispiel als ein zu dem Fahrzeugdach 1 unbewegliches Festglaselement realisiert. Alternativ ist der Deckel 3 relativ zu dem Fahrzeugdach 1 beweglich ausgebildet, um wahlweise eine Dachöffnung in dem Fahrzeugdach 1 freizugeben und zu verschließen. Die Fahrzeugdachverglasung kann zum Beispiel eine Verbundglasscheibe aufweisen.
Wie anhand der nachfolgenden 2-5 erläutert wird, kann eine Beleuchtungsanordnung für das Fahrzeugdach 1 mittels einer Haltevorrichtung 10 zuverlässig und kostengünstig hergestellt oder zusammengebaut werden.
Die 2-4 illustrieren in verschiedenen Ansichten ein Ausführungsbeispiel der Haltevorrichtung 10, die einen Montage-Schnapp-Clip zum Befestigen eines Lichtleitelements 21 an einer Leiterplatine 20 realisiert. Die Haltevorrichtung 10 weist einen Basisabschnitt mit einem ersten und einem zweiten Ringabschnitt 11 und 12 auf, die eine längliche Kopplungsöffnung 14 vorgegeben begrenzen. Die Kopplungsöffnung 14 hat eine Form eines Langlochs und stellt dadurch eine gewisse Toleranz für ein aufzunehmendes Kopplungselement hinsichtlich Form, Größe und Position bereit. Ein solches Kopplungselement ist zum Beispiel als ein im Querschnitt runder Kopplungspin 22 an dem Lichtleitelement 21 ausgestaltet (s. 4). Der Kopplungspin kann beispielsweise zur Befestigung des Lichtleitelements dienen und gleichzeitig eine Fläche zur Lichteinkopplung bereitstellen.
Die beiden Ringabschnitte 11, 12 sind miteinander verbunden und jeweils in sich geschlossen und besitzen bezogen auf eine laterale Richtung B unterschiedliche Abmessungen, sodass der Basisabschnitt stufenförmig und ringförmig ausgebildet ist. Alternativ kann ein Ringabschnitt 11, 12 oder beide Ringabschnitte 11 und 12 geschlitzt ausgeführt sein, um eine gewisse Flexibilität bereitzustellen. Der Basisabschnitt ist dafür vorgesehen mit der Leiterplatine 20, zum Beispiel an einer Unterseite, gekoppelt zu werden. Insbesondere ist der Basisabschnitt in Abstimmung auf die zu koppelnde Leiterplatine 20 geometrisch ausgebildet, sodass der Basisabschnitt in einer korrespondierenden Aufnahmeöffnung 24 der Leiterplatine 20 anordenbar ist und nicht über die Unterseite hinausragt (s. 4).
Die Haltevorrichtung 10 umfasst zudem zwei Einrastelemente 13, die als separate Elemente bezogen auf die Kopplungsöffnung 14 auf gegenüberliegenden Seiten an dem Basisabschnitt angeordnet sind. Die Einrastelemente 13 weisen jeweils an einer innenliegenden Seite, die der Kopplungsöffnung 14 zugewandt ist, eine Kontaktfläche 16 auf, welche dazu ausgebildet ist, mit einem seitlichen Vorsprung 23 des Kopplungspins 22 des Lichtleitelements 21 zusammenzuwirken (s. 4). Die Einrastelemente 13 weisen jeweils an einer außenliegenden Seite, die der Kopplungsöffnung 14 abgewandt ist, eine Rastnase 15 auf (s. 2 und 4). Die Einrastelemente 13 sind dazu eingerichtet, entlang einer Kopplungsrichtung A in die Aufnahmeöffnung 24 der Leiterplatine 20 eingesteckt zu werden, sodass die Rastnasen 15 bezogen auf einen Zustand, in dem die Haltevorrichtung 10 betriebsgemäß in der Leiterplatine 20 eingesteckt ist, in der lateralen Richtung B senkrecht zu der Kopplungsrichtung A über einen angrenzenden Rand der Leiterplatine 20 ragt und somit eine Rastverbindung zur Aufnahme des Lichtleitelements 21 ausbildet (s. 4).
Die 4 illustriert in einer seitlichen Schnittdarstellung einen zusammengebauten Zustand der Haltevorrichtung 10 in der Leiterplatine 20 und mit dem eingesteckten Lichtleitelement 21. Die Haltevorrichtung 10 wird mittels des unteren, ersten Ringabschnitts 11 an der Unterseite und mittels der Rastnasen 15 an der Oberseite der Leiterplatine 20 gehalten. Zudem treibt der seitliche Vorsprung 23, der zum Beispiel als umlaufende Wulst oder Kante ausgebildet ist, die Einrastelemente 13 nach außen weg von der Kopplungsöffnung 14, sodass die Position der Haltevorrichtung 10 in der Leiterplatine einfach und zuverlässig fixiert ist.
Die Einrastelemente 13 weisen entlang der lateralen Richtung B voneinander einen ersten Abstand D1 und einen zweiten Abstand D2 auf (s. 4). Der zweite Abstand D2 ist größer als der erste Abstand D1, wobei der erste Abstand D1 einer Außenfläche im Bereich des oberen, zweiten Ringabschnitts 12 der Einrastelemente 13 zugeordnet ist, welcher angrenzend zu einem inneren Rand der Leiterplatine 20 angeordnet ist. Der zweite Abstand D2 ist einer Außenfläche im Bereich der jeweiligen Rastnasen 15 der Einrastelemente 13 zugeordnet. Die Einrastelemente 13 sind elastisch ausgebildet. Der erste Abstand D1 entspricht maximal der korrespondierenden Weite der Aufnahmeöffnung 24. Somit sind ein einfaches Durchstecken der Einrastelemente 13 durch die Leiterplatine 20 sowie ein zuverlässiger Halt der eingesteckten Haltevorrichtung 10 ermöglicht.
Die Kontaktfläche 16 der Einrastelemente 13 verjüngt sich nach oben entlang der Kopplungsrichtung A bzw. von der Rastnase 15 weg und weist eine konkave oder nutenförmige Kontur auf. Somit ist eine untere Kante an der jeweiligen Kontaktfläche 16 vorhanden, die eine Barriere nach unten für den durchgeschobenen Vorsprung 23 des Kopplungspins 22 einrichtet. Aufgrund der Elastizität der Einrastelemente 13 drückt der Vorsprung 23 die Einrastelemente 13 auseinander, wodurch der Vorsprung 23 von den Einrastelementen 13 geklemmt wird. Insbesondere bei Vorsehen einer Nut wie in 4 dargestellt kann der Vorsprung 23 des Kopplungspins 22 in die Nut eingreifen und verrastet mit dieser. Der Koppelpin 22 weitet die Einrastelemente 13 auseinander, sodass die Leiterplatine 20 durch die Einrastelemente 13 stärker eingeklemmt wird. Somit ist ein zuverlässiger und stabiler Halt des Kopplungspins 22 in der Haltevorrichtung 10 und der Haltevorrichtung 10 in der Aufnahmeöffnung 24 der Leiterplatine 20 eingerichtet.
Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Anordnung 5, die die Leiterplatine 20, eine oder mehrere Lichtleitelemente 21 und mehrere Haltevorrichtungen 10 umfasst. Gemäß 3 sind drei Kopplungspins 22 vorhanden, die jeweils mittels einer Haltevorrichtung 10 gehalten werden oder dazu vorgesehen sind. Die Kopplungspins 22 können an einem gemeinsamen oder mehreren separaten Lichtleitelementen 21 angeordnet sein. Die 4 illustriert die elektronische Anordnung 5 mit einem Lichtleitelement 21 und einer Haltevorrichtung 10. Die 4 kann ferner einen Abschnitt der 3 im Querschnitt darstellen.
Ein Verfahren zum Herstellen der elektronischen Anordnung 5 nach 4 kann gemäß dem Ablaufdiagramm in 5 durchgeführt werden. In einem Schritt S1 werden die Leiterplatine 20, die Haltevorrichtung 10 und ein oder mehrere Lichtleitelemente 21 bereitgestellt.
In einem Schritt S2 wird die Haltevorrichtung 10 mit der Leiterplatine 20 gekoppelt, indem die Einrastelemente 13 in die Aufnahmeöffnung 24 eingesteckt werden, sodass der Basisabschnitt mit der Unterseite der Leiterplatine 20 koppelt und die Einrastelement 13 sich durch die Aufnahmeöffnung 24 hindurch erstrecken. Somit ragen die Rastnasen 15 in der lateralen Richtung B über den angrenzenden Rand der Leiterplatine 20 hinaus und richten eine Rastverbindung zur Aufnahme des Lichtleitelements 21 ein.
In einem weiteren Schritt S3 kann die somit ausgebildete Baugruppe aus Leiterplatine 20 und Haltevorrichtung 10 mit dem Lichtleitelement 21 gekoppelt werden, indem der Kopplungspin 22 in die Kopplungsöffnung 14 der Haltevorrichtung 10 eingesteckt wird, bis dieser mit seinem Vorsprung 23 die Kontaktflächen 16 der Einrastelemente 13 kontaktiert und die Einrastelemente 13 nach außen gegen den inneren Rand der Leiterplatine 20 drückt. Vorzugsweise erfolgt somit das Koppeln des Lichtleitelements 21 mit der Haltevorrichtung 10 nachfolgend zu dem Koppeln der Haltevorrichtung 10 mit der Leiterplatine 20.
Die Haltevorrichtung 10 ermöglicht als Schnapp-Clip eine reversible Montage der Leiterplatine 20 in Kombination mit einem vorangestellten Umformprozess des Kopplungspins 22. Der Kopplungspin 22 kann ein eigenes Element ausbilden, das mit dem Lichtleitelement 21 verbunden ist, oder eine an dem Lichtleitelement 21 vorgesehene, geometrisch vorgegebene Bauteilverdickung ausbilden. Die Haltevorrichtung 10 wird vorzugsweise zuerst in der Leiterplatine 20 vormontiert, indem die Flansch-ähnliche Geometrie des Basisabschnitts in die Ausnehmung 24 eingebracht und in Kontakt mit der Unterseite der Leiterplatine 20 gebracht wird. Durch Spreizen der Einrastelemente 13 wird die Haltevorrichtung 10 aufgrund ihrer Eigensteifigkeit in der Leiterplatine 20 gehalten. Nach Fügen mit dem Kopplungspin 22 spreizt sich die Haltevorrichtung 10 zusätzlich, ähnlich einem Dübel, und löst sich somit ohne manuellen Eingriff nicht mehr. Die durch die Kontaktfläche 16 bereitgestellte Verjüngung im oberen Bereich der Haltevorrichtung 10 verhindert ein ungewolltes Lösen der Haltevorrichtung 10. Die Haltevorrichtung 10 kann sowohl einzeln als auch in Reihe, also mehrfach (s. 3), verwendet werden. Die Haltevorrichtung 10 kann nicht nur für die illustrierte elektronische Anordnung 5, sondern auch für weitere Anwendungen eingesetzt werden, welche ein elektronisches Bauteil mit Aufnahmeöffnung und ein anzubringendes Bauteil mit Kopplungselement umfassen, die mittels der Haltevorrichtung 10 einfach und zuverlässig miteinander gekoppelt werden können.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugdach
2: Dachkarosserie
3: Deckel
5: elektronische Anordnung
10: Haltevorrichtung
11: Basisabschnitt, erster Ringabschnitt
12: Basisabschnitt, zweiter Ringabschnitt
13: Einrastelement
14: Kopplungsöffnung der Haltevorrichtung
15: Rastnase
16: Kontaktfläche
20: Leiterplatine
21: Bauteil, Lichtleitelement
22: Kopplungspin
23: Vorsprung des Kopplungspins
24: Aufnahmeöffnung der Leiterplatine
A: Kopplungsrichtung
B: laterale Richtung
D1: erster Abstand der Einrastelemente
D2: zweiter Abstand der Einrastelemente
L: Fahrzeuglängsachse

Claims

Haltevorrichtung (10) für eine elektronische Anordnung (5) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: - einen Basisabschnitt (11, 12), der eine Kopplungsöffnung (14) vorgegeben begrenzt und der dazu ausgebildet ist, mit einer Leiterplatine (20) der Anordnung (5) gekoppelt zu werden, und - zumindest ein Einrastelement (13), das an dem Basisabschnitt (11, 12) angeordnet ist, wobei das Einrastelement (13) an einer innenliegenden Seite, die der Kopplungsöffnung (14) zugewandt ist, eine Kontaktfläche (16) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, mit einem Kontaktelement (23) eines Bauteils (21) der Anordnung (5) zusammenzuwirken, und wobei das Einrastelement (13) an einer außenliegenden Seite, die der Kopplungsöffnung (14) abgewandt ist, eine Rastnase (15) aufweist und das Einrastelement (13) ferner dazu eingerichtet ist, entlang einer Kopplungsrichtung (A) in eine Aufnahmeöffnung (24) der Leiterplatine (20) eingesteckt zu werden, sodass die Rastnase (15) bezogen auf einen Zustand, in dem die Haltevorrichtung (10) betriebsgemäß mit der Leiterplatine (20) gekoppelt ist, in einer lateralen Richtung (B) senkrecht zu der Kopplungsrichtung (A) über einen angrenzenden Rand der Leiterplatine (20) der Anordnung (5) ragt und eine Rastverbindung zur Aufnahme des Bauteils (21) ausbildet, wobei der Basisabschnitt (11, 12) einen ersten Ringabschnitt (11) und einen zweiten Ringabschnitt (12) aufweist, die miteinander verbunden sind und die bezogen auf eine laterale Richtung (B) unterschiedliche Abmessungen besitzen, sodass der Basisabschnitt (11, 12) in Kopplungsrichtung (A) stufenförmig und ringförmig ausgebildet ist.
Haltevorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der der Basisabschnitt (11, 12) in Abstimmung auf die zu koppelnde Leiterplatine (20) geometrisch ausgebildet ist, sodass der Basisabschnitt (11, 12) in einer korrespondierenden Aufnahmeöffnung (24) der Leiterplatine (20) anordenbar ist.
Haltevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zwei Einrastelemente (13) vorgesehen sind, die als separate Elemente bezogen auf die Kopplungsöffnung (14) auf gegenüberliegenden Seiten an dem Basisabschnitt (11, 12) angeordnet sind.
Haltevorrichtung (10) nach Anspruch 3, bei der die Einrastelemente (13) entlang der lateralen Richtung (B) einen ersten Abstand (D1) und einen zweiten Abstand (D2) aufweisen, der größer als der erste Abstand (D1) ist, wobei der erste Abstand (D1) einer Außenfläche in einem Bereich der Einrastelemente (13) zugeordnet ist, welcher bezogen auf einen Zustand, in dem die Haltevorrichtung (10) betriebsgemäß mit der Leiterplatine (20) gekoppelt ist, angrenzend zu einem Rand der Leiterplatine (20) angeordnet ist, und wobei der zweite Abstand (D2) einer Außenfläche im Bereich der jeweiligen Rastnasen (15) der Einrastelemente (13) zugeordnet ist.
Haltevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sich das Einrastelement (13) bezogen auf eine Kopplungsrichtung (A) von der Rastnase (15) weg verjüngt und die Kontaktfläche (16) mit vorgegebener Kontur ausbildet.
Haltevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Kontaktfläche (16) des Einrastelements (13) eine konkave oder nutenförmige Kontur aufweist.
Elektronische Anordnung (5) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: - eine Leiterplatine (20) mit zumindest einer Aufnahmeöffnung (24), die sich durch die Leiterplatine (20) erstreckt, und - eine Haltevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die in der Aufnahmeöffnung (24) angeordnet ist, sodass der Basisabschnitt (11, 12) mit der Leiterplatine (20) gekoppelt ist und das Einrastelement (13) sich durch die Aufnahmeöffnung (24) hindurch erstreckt und die Rastnase (15) in der lateralen Richtung (B) über den angrenzenden Rand der Leiterplatine (20) ragt und eine Rastverbindung zur Aufnahme des Bauteils (21) ausbildet.
Elektronische Anordnung (5) nach Anspruch 7, aufweisend: ein Lichtleitelement (21) mit einem Kopplungspin (22), der ein Kontaktelement in Form eines Vorsprungs (23) aufweist, wobei das Lichtleitelement (21) derart mit der Haltevorrichtung (10) der Leiterplatine (20) gekoppelt ist, dass sich der Kopplungspin (22) durch die Aufnahmeöffnung (24) der Leiterplatine (20) und in die Kopplungsöffnung (14) der Haltevorrichtung (10) erstreckt und mit dem Vorsprung (23) die Kontaktfläche (16) des Einrastelements (13) kontaktiert.
Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Anordnung (5) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, umfassend: - Bereitstellen der Leiterplatine (20) mit zumindest einer Aufnahmeöffnung (24), - Bereitstellen der Haltevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, und - Koppeln der Haltevorrichtung (10) mit der Leiterplatine (20) mittels Einstecken in die Aufnahmeöffnung (24), sodass der Basisabschnitt (11, 12) mit der Leiterplatine (20) gekoppelt ist und das Einrastelement (13) sich durch die Aufnahmeöffnung (24) hindurch erstreckt und die Rastnase (15) in der lateralen Richtung (B) über den angrenzenden Rand der Leiterplatine (20) ragt und eine Rastverbindung zur Aufnahme des Bauteils (21) ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 9, umfassend: - Bereitstellen eines Lichtleitelements (21) mit einem Kopplungspin (22), der einen Vorsprung (23) aufweist, und - Koppeln des Lichtleitelements (21) mit der Haltevorrichtung (10) derart, dass sich der Kopplungspin (22) durch die Aufnahmeöffnung (24) der Leiterplatine (20) und in die Kopplungsöffnung (14) der Haltevorrichtung (10) erstreckt und mit dem Vorsprung (23) die Kontaktfläche (16) des Einrastelements (13) kontaktiert.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das Koppeln des Lichtleitelements (21) mit der Haltevorrichtung (10) nachfolgend zu dem Koppeln der Haltevorrichtung (10) mit der Leiterplatine (20) durchgeführt wird.