DE19819821C1 - Kombiinstrument und entsprechendes Herstellungsverfahren - Google Patents
Kombiinstrument und entsprechendes HerstellungsverfahrenInfo
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Abstract
Die Erfindung schafft ein Kombiinstrument zum Anzeigen von unterschiedlichen Meßdaten in einem Kraftfahrzeug, das mit analogen und/oder digitalen Anzeigeinstrumenten bestückt ist, wobei mechanische, optische und elektrische Bauteile (11, 12, 13, 14, 15) der Anzeigeinstrumente auf einer Schaltungsträgereinrichtung angebracht sind und die elektronische Ansteuerung der Anzeigeinstrumente von einem auf der Schaltungsträgereinrichtung anbringbaren Elektronikmodul (2) aus erfolgt. Die Schaltungsträgereinrichtung weist eine Verdrahtungsfolie (1) auf, die zwischen einer rückseitigen Abdeckung (4) und einer vorderseitigen Abdeckung (3) einspannbar ist; und das Elektronikmodul (2) ist vorzugsweise derart an der Verdrahtungsfolie (1) anbringbar, daß es im angebrachten Zustand seitlich um die rückseitige Abdeckung (4) herum klappbar und dahinter fixierbar ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kombiinstrument zum
Anzeigen von unterschiedlichen Meßdaten in einem Kraftfahr
zeug, das mit analogen und/oder digitalen Anzeigeinstrumen
ten bestückt ist, wobei mechanische, optische und elektri
sche Bauteile der Anzeigeinstrumente auf einer Schaltungs
trägereinrichtung angebracht sind und die elektronische An
steuerung der Anzeigeinstrumente von einem auf der Schal
tungsträgereinrichtung anbringbaren Elektronikmodul aus er
folgt.
Die DE 196 23 406 A1 offenbart solch ein Kombiinstrument,
dessen modularer Aufbau es ermöglicht, daß die Funktionen
des Elektronikmoduls, welches eine Leiterplatte mit den
Bauelementen zur elektronischen Ansteuerung der Anzeigein
strumente aufweist, von den optischen, mechanischen und
elektrischen Verbindungen für Beleuchtungen der Anzeigein
strumente sowie Zeigerantrieb und Zeigerlagerung usw., auf
der Schaltungsträgereinrichtung getrennt sind.
Für diese elektrischen Verbindungen übernimmt die Schal
tungsträgereinrichtung des bekannten Kombiinstruments, die
als Trägerplatte bzw. Substrat gestaltet ist, ebenfalls die
Funktion einer Leiterplatte, auf der die üblicherweise
kleinere Leiterplatte des Elektronikmoduls montiert ist.
Die bekannte Schaltungsträgereinrichtung weist also einer
seits eine Verdrahtung (z. B. Cu-Leiterbahnen) zur Verbin
dung mit dem Zeigerantrieb, den Leuchteinrichtungen für
Warn-/Symbolfelder und Armaturenbeleuchtung, der Flüssig
kristallanzeige, dem Nullsteller (Resetknopf) usw. auf und
dient andererseits als mechanischer Träger.
Die Anordnung dieser letzteren Komponenten einschließlich
bestimmter dazwischen vorzusehender Tabuzonen (z. B. wegen
elektromagnetischer Verträglichkeit) ergibt sich aus dem
speziellen Design der Armaturen. Daraus resultiert für die
elektrische Verdrahtung dieser Bauelemente auf der Träger
platte in der Regel eine sehr ungünstige Anordnung. Die
Flächenausnutzung ist dabei schlecht, und es müssen aufwen
dige Maßnahmen zur Gewährleistung eines vorteilhaften elek
tromagnetischen Verhaltens getroffen werden. Auch ist der
für den Fahrer sichtbare Bereich lange Zeit einer möglichen
Verunreinigung bei der Montage ausgesetzt. Weiterhin ge
staltet sich die Montage als umständlich, da das Elektro
nikmodul rückseitig anzubauen und anzuschließen ist, nach
dem die Trägerplatte bestückt ist.
In der US 56 52 508 wird ein Kombiinstrument beschrieben, bei
dem ein elektrischer Schaltkreis zur Ansteuerung der Anzeige
eines Kilometerzählers auf einer Leiterplatte angeordnet ist.
Diese Leiterplatte befindet sich zusammen mit der Anzeigeeinheit
des Entfernungsmessers in einem separaten Gehäuse, das zusammen
mit Schrittmotoren für Zeigerinstrumente auf einer flexiblen
Leiterplatte des Kombiinstruments festgeschraubt wird.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik
besteht also allgemein darin, daß das bekannte Kombiinstru
ment einerseits kein flexibles Design und andererseits kei
ne günstigen Montagebedingungen ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Kombiinstrument mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 und das entsprechende Herstellungsverfahren
nach Anspruch 11 weisen den besonderen Vorteil auf, daß ei
ne optimale Ausnutzung der Designfläche vorsehbar ist und
daß das Herstellungsverfahren kostengünstiger und logi
stisch einfacher gestaltbar ist.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kombiinstruments er
möglicht die Platzierung der designgebundenen Teile, wie
z. B. Zeigerantrieb, Warn-/Symbolfelder, Flüssigkristallan
zeige, und Nullsteller (Resetknopf) auf die Verdrahtungsfo
lie. Sie befreit die elektrische Schaltung vom Designein
fluß durch Bereitstellung eines standardisierten Elektro
nikmoduls.
Weiterhin verbessert sie die Montagebedingungen, denn die
Bestückung der Verdrahtungsfolie mit den designgebundenen
Anzeigeeinrichtungen und dem designunabhängigen Elektronik
modul kann im voraus erfolgen. Das Elektronikmodul an sich
beeinflußt die Verdrahtungsebene der designgebundenen Kom
ponenten dabei nicht, da es als Anhängsel in die hintere
Ebene abgeklappt wird. Alle Komponenten sind von einer Sei
te bestückbar.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee be
steht darin, daß die Schaltungsträgereinrichtung eine Ver
drahtungsfolie aufweist, die zwischen einer rückseitigen
Abdeckung und einer vorderseitigen Abdeckung einspannbar
ist. Dadurch läßt sich der übliche Gehäusedeckel einsparen.
Weiterhin ist das Elektronikmodul vorzugsweise derart an
der Verdrahtungsfolie anbringbar, daß es im angebrachten
Zustand seitlich um die rückseitige Abdeckung herum klapp
bar und dahinter fixierbar ist. Damit entfällt der Montage
schritt der nachträglichen Anbringung und Kontaktierung des
Elektronikmoduls auf der Rückseite und lediglich ein Einra
sten oder ein Anklipsen oder ein sonstiges einfaches Fixie
ren ist anstattdessen noch erforderlich.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbil
dungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen
Kombiinstruments bzw. des in Anspruch 11 angegebenen Her
stellungsverfahrens.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Verdrah
tungsfolie einen ersten, zweiten und dritten Abschnitt auf,
wobei der erste Abschnitt zwischen die rückseitige Abdec
kung und die vorderseitige Abdeckung einspannbar ist; der
zweite Abschnitt seitlich um die rückseitige Abdeckung (4)
herum biegbar ist; der dritte Abschnitt zur Anbringung des
Elektronikmoduls dient; und zweite Abschnitt schmaler als
der erste Abschnitt und der dritte Abschnitt ist. Damit ist
der designabhängige Abschnitt vom Anbringungsabschnitt des
Elektronikmoduls getrennt, und letzterer läßt sich leicht
nach hinten umfalten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die me
chanischen, optischen und elektrischen Bauteile der Anzei
geinstrumente und das Elektronikmodul von einer Seite auf
die Verdrahtungsfolie anbringbar. Damit ist die gesamte
Verdrahtungsfolie "von oben" bestückbar, was den entspre
chenden Prozeß erheblich vereinfacht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Ver
drahtungsfolie eine Polyesterfolie oder eine Polyimidfolie.
Diese Folien sind flexibel und lassen sich mit engem Radius
umfalten, ohne zu brechen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der
dritte Abschnitt der Verdrahtungsfolie einen Kontaktbereich
auf, auf den das Elektronikmodul direkt kontaktierbar ist.
So kann das Elektronikmodul im selben Prozeßschritt wie die
mechanischen, optischen und elektrischen Bauteile der An
zeigeinstrumente auf der Verdrahtungsfolie kontaktiert wer
den.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Kon
taktbereich in der Peripherie eines im dritten Abschnitt
vorgesehenen Ausschnitts angeordnet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist das
Elektronikmodul eine mehrlagige Leiterplatte auf. So lassen
sich viele elektronische Komponenten mit hoher Packungs
dichte im Elektronikmodul integrieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die
rückseitige Abdeckung eine dem Fixierbereich des Elektro
nikmoduls angepaßte flächige Aussparung aufweist, in die
Bauteile des Elektronikmoduls eintauchbar sind. Damit läßt
sich die Bauhöhe an der Rückseite der hinteren Abdeckung
reduzieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Ver
drahtungsfolie zwischen die rückseitige Abdeckung und die
vorderseitige Abdeckung geklebt und/oder genietet und/oder
geklipst.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das
Elektronikmodul an der Rückseite der rückseitigen Abdeckung
anklipsbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er
läutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Explosionsdarstellung der
wesentlichen Komponenten einer beispielhaften
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kombiin
struments.
In Fig. 1 bezeichnet 1 allgemein eine Verdrahtungsfolie mit
drei Abschnitten 1a, 1b, 1c, 11 Schrittmotoren, 12 Flüssig
kristallanzeigen, 13 eine Beleuchtung für 12, 14 einen
Lautsprecher und 15 eine Beleuchtungseinrichtung für Sym
bol-/Warnfelder.
2 bezeichnet ein Elektronikmodul, das eine Leiterplatte 21
aufweist, die u. a. mit Steckern 22 und elektronischen Bau
elementen 23 bestückt ist.
Weiterhin bezeichnet 3 einen Reflektor (vorderseitige Ab
deckung), 4 eine rückseitige Abdeckung, 41 Klipse, 42 eine
Aussparung von 4, 43 eine seitliche Abflachung von 4, 5
Elektronikmodulabdeckung, 6 ein Zifferblatt, 7 Zeiger, 8
Stellwellen, 9 einen Frontrahmen, 10 eine Deckscheibe und
111 Stellwellenaufsätze.
Die Zusammenbau dieser Ausführungsform des erfindungsgemä
ßen Kombiinstruments gestaltet sich folgendermaßen.
Auf der Verdrahtungsfolie 1, die hier als kostengünstige
Polyesterfolie vorgesehen ist, werden die Schrittmotoren
11, die Flüssigkristallanzeigen 12, die Beleuchtung 13, der
Lautsprecher 14 und die Beleuchtungseinrichtung der Warn-/
Symbolfelder 15 auf dem Abschnitt 1a von oben bestückt und
direkt kontaktiert.
Gleichzeitig wird das Elektronikmodul 2, das die mehrlagige
Leiterplatte 21 aufweist, die u. a. mit dem Stecker 22 An
schluß externer Komponenten und den elektronischen Bauele
menten 23 bestückt ist, auf den dritten Abschnitt 1c der
Verdrahtungsfolie 1, der einen entsprechenden Kontaktbe
reich aufweist, ebenfalls von oben bestückt und direkt kon
taktiert. Dieser Kontaktbereich in der Peripherie eines im
dritten Abschnitt 1c vorgesehenen Ausschnitts angeordnet,
der in Fig. 1 als gestrichelte Linie dargestellt ist.
Die elektrische Kontaktierung erfolgt über Leitkleben oder
Speziallöten (Temperatur < ca. 120°C) an die Verdrahtungs
folie 1.
Die bestückte Verdrahtungsfolie 1 wird zwischen der rück
seitigen Abdeckung 4 und der vorderseitigen Abdeckung 3,
d. h. dem Reflektor, quasi im Diarähmchenprinzip eingeklipst
und so mechanisch gehalten. Im gezeigten Fall ist die rück
seitige Abdeckung 4 im wesentlichen eben gestaltet, wohin
gegen der durchsichtige Reflektor 3 eine geeignete dreidi
mensionale Struktur (nicht gezeigt) aufweist, damit die
Verdrahtungsfolie fest einspannbar ist. Im derart einge
spannten Zustand stehen die Abschnitte 1b und 1c der Ver
drahtungsfolie auf der in Fig. 1 linken Seite über.
Dann wird das Elektronikmodul 2 seitlich um die rückseitige
Abdeckung 4 herum um 180° geklappt und in die an der rück
seitigen Abdeckung befindlichen Klipse 41 eingeklipst und
so dahinter fixiert.
Die rückseitige Abdeckung 4 ist mit der Abflachung 43 ver
sehen, damit der Abschnitt 1c im umgeklappten Zustand bün
dig daran anliegen kann. Weiterhin weist die rückseitige
Abdeckung 4 die Ausnehmung 42 auf, damit die elektronischen
Bauelemente 23 der Leiterplatte 21 darin eintauchen können
und daher die Leiterplatte 21 an der Rückseite der rücksei
tigen Abdeckung 4 aufliegt. Zum Schutz des Elektronikmoduls
2 wird der Elektronikmoduldeckel 5 von hinten darauf aufge
setzt, wobei die Bereiche der Stecker 22 ausgespart sind.
Danach wird das Zifferblatt 6 auf den Reflektor 3 geklipst,
und die Zeiger 7 werden auf die entsprechenden Achsen der
Zeigerantriebe, d. h. der Schrittmotoren 11, aufgepreßt.
Weiterhin werden die Stellwellen 8 angebracht.
Der Frontrahmen 9 mit integrierter Deckscheibe 10 wird über
den Diarähmchenverbund 3, 1, 4 in die rückseitige Abdeckung
4 geklipst und anschließend die Stellwellenaufsätze aufge
setzt. Damit ist die gesamte optomechanische Baugruppe fer
tiggestellt.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie
darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise mo
difizierbar.
Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die angegebene Po
lyesterfolie beschränkt, sondern selbstverständlich sind
auch andere gängige Folien, wie z. B. eine reflowlötfähige
Polyimidfolie verwendbar. Allgemein soll unter Folie ein
flexibler Werkstoff verstanden werden, der gut einspannbar
und vorzugsweise gut umfaltbar ist.
Weiterhin kann das Elektronikmodul auch in einem separaten
Prozeß kontaktiert werden.
Auch sind die Art und Anzahl der angegebenen Anzeigeein
richtungen nur exemplarisch gewählt und vom konkreten De
sign abhängig.
Ebenfalls ist der dritte Abschnitt 1c der Verdrahtungsfolie
1 nicht unbedingt notwendig. Das Elektronikmodul kann auch
seitlich an seiner Leiterplatte einen Folienkontaktstecker
aufweisen, der mit dem Ende des zweiten Abschnitts kontak
tiert ist.
Claims (12)
1. Kombiinstrument zum Anzeigen von unterschiedlichen
Meßdaten in einem Kraftfahrzeug, das mit analogen und/oder
digitalen Anzeigeinstrumenten bestückt ist, wobei mechani
sche, optische und elektrische Bauteile (11, 12, 13, 14,
15) der Anzeigeinstrumente auf einer Schaltungsträgerein
richtung angebracht sind und die elektronische Ansteuerung
der Anzeigeinstrumente von einem auf der Schaltungsträge
reinrichtung anbringbaren Elektronikmodul (2) aus erfolgt;
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltungsträgereinrichtung eine Verdrahtungsfolie (1) aufweist, die zwischen einer rückseitigen Abdeckung (4) und einer vorderseitigen Abdeckung (3) einspannbar ist; und
das Elektronikmodul (2) vorzugsweise derart an der Verdrah tungsfolie (1) anbringbar ist, daß es im angebrachten Zu stand seitlich um die rückseitige Abdeckung (4) herum klappbar und dahinter fixierbar ist.
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltungsträgereinrichtung eine Verdrahtungsfolie (1) aufweist, die zwischen einer rückseitigen Abdeckung (4) und einer vorderseitigen Abdeckung (3) einspannbar ist; und
das Elektronikmodul (2) vorzugsweise derart an der Verdrah tungsfolie (1) anbringbar ist, daß es im angebrachten Zu stand seitlich um die rückseitige Abdeckung (4) herum klappbar und dahinter fixierbar ist.
2. Kombiinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Verdrahtungsfolie (1) einen ersten, zweiten
und dritten Abschnitt (1a, 1b, 1c) aufweist, wobei der er
ste Abschnitt (1a) zwischen die rückseitige Abdeckung (4)
und die vorderseitige Abdeckung (3) einspannbar ist; der
zweite Abschnitt (1b) seitlich um die rückseitige Abdeckung
(4) herum biegbar ist; der dritte Abschnitt (1c) zur An
bringung des Elektronikmoduls (2) dient; und der zweite Ab
schnitt (1b) schmaler als der erste Abschnitt (1a) und der
dritte Abschnitt (1c) ist.
3. Kombiinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die mechanischen, optischen und elektri
schen Bauteile (11, 12, 13, 14, 15) der Anzeigeinstrumente
und das Elektronikmodul (2) von einer Seite auf die Ver
drahtungsfolie (1) anbringbar sind.
4. Kombiinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrahtungsfolie (1)
eine Polyesterfolie oder eine Polyimidfolie ist.
5. Kombiinstrument nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß der dritte Abschnitt (1c) der
Verdrahtungsfolie (1) einen Kontaktbereich aufweist, auf
den das Elektronikmodul (2) direkt kontaktierbar ist.
6. Kombiinstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Kontaktbereich in der Peripherie eines im
dritten Abschnitt (1c) vorgesehenen Ausschnitts angeordnet
ist.
7. Kombiinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronikmodul (2)
eine mehrlagige Leiterplatte (21) aufweist.
8. Kombiinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die rückseitige Abdeckung
(4) eine dem Fixierbereich des Elektronikmoduls (2) ange
paßte flächige Aussparung (42) aufweist, in die Bauteile
(23) des Elektronikmoduls (2) eintauchbar sind.
9. Kombiinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrahtungsfolie (1)
zwischen die rückseitige Abdeckung (4) und die
vorderseitige Abdeckung (3) geklebt und/oder genietet
und/oder geklipst ist.
10. Kombiinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronikmodul (2) an
der Rückseits der rückseitigen Abdeckung (4) anklipsbar
ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Kombiinstruments nach
mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche mit den
Schritten:
Bereitstellen der Verdrahtungsfolie (1);
Vormontieren mechanischer, optischer und elektrischer Bau teile (11, 12, 13, 14, 15) der Anzeigeinstrumente vorzugs weise durch direktes Leitkleben oder Reflowlöten auf der Verdrahtungsfolie (1);
Bereitstellen des Elektronikmoduls (2) vorzugsweise in Form einer bestückten Leiterplatte (21);
Vormontieren des Elektronikmoduls (2) auf der Verdrahtungs folie (1);
Einspannen der Verdrahtungsfolie (1) zwischen der rücksei tigen Abdeckung (4) und der vorderseitigen Abdeckung (3);
Umklappen des auf der Verdrahtungsfolie (1) vormontierten Elektronikmoduls (2) um die rückseitige Abdeckung (4) her um; und
Fixieren des auf der Verdrahtungsfolie (1) vormontierten und umgeklappten Elektronikmoduls (2) an der rückseitigen Abdeckung (4).
Bereitstellen der Verdrahtungsfolie (1);
Vormontieren mechanischer, optischer und elektrischer Bau teile (11, 12, 13, 14, 15) der Anzeigeinstrumente vorzugs weise durch direktes Leitkleben oder Reflowlöten auf der Verdrahtungsfolie (1);
Bereitstellen des Elektronikmoduls (2) vorzugsweise in Form einer bestückten Leiterplatte (21);
Vormontieren des Elektronikmoduls (2) auf der Verdrahtungs folie (1);
Einspannen der Verdrahtungsfolie (1) zwischen der rücksei tigen Abdeckung (4) und der vorderseitigen Abdeckung (3);
Umklappen des auf der Verdrahtungsfolie (1) vormontierten Elektronikmoduls (2) um die rückseitige Abdeckung (4) her um; und
Fixieren des auf der Verdrahtungsfolie (1) vormontierten und umgeklappten Elektronikmoduls (2) an der rückseitigen Abdeckung (4).
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die mechanischen, optischen und elektrischen Bauteile
(11, 12, 13, 14, 15) der Anzeigeinstrumente und das Elek
tronikmodul (2) von einer Seite auf der Verdrahtungsfolie
(1) angebracht werden.
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