DE3226972C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät mit hoher Packungsdichte von Bauelementen, insbesondere einen Bordcomputer für Kraftfahrzeuge, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Gerät ist aus der DE-PS 17 90 126 bekannt.

Bordcomputer übernehmen eine Reihe von Funktionen im Kraft­ fahrzeug, beispielsweise auch die Anzeige verschiedener Zu­ stände im Motor, Anzeige des Füllstandes im Benzintank und dergleichen.

Ein derartiger Bordcomputer ist aus Automobilelektronik, 1979, Heft 16, Seiten 31 bis 36 bekannt.

Bordcomputer müssen möglichst platzsparend ausgeführt sein, da sie im Armaturenbrett untergebracht werden müssen und dort üblicherweise wenig Platz zur Verfügung steht. Sie müs­ sen außerdem stoß- und schüttelfest sein, um den Beanspru­ chungen beim Betrieb des Kraftfahrzeuges gewachsen zu sein.

Bisher wurde die bekannte Technik mit Steckkarten eingesetzt. Diese Technik ergibt jedoch keine ausreichend kompakte Bau­ weise, der Platzbedarf ist zu groß.

Der Einsatz von Folienschaltungen (DE-GM 19 16 876, DE-OS 28 36 092) kann zwar eine hohe Packungs- dichte von Bauelementen ergeben, bringt aber keine ausreichen­ de Platzersparnis, insbesondere auf der Frontplatte.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Platzbedarf eines Gerätes nach dem Oberbegriff zu verklei­ nern und den Schaltungsaufwand zu verringern.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Gegenüber der herkömmlichen Beleuchtung mit Leuchtdioden wird durch die Maßnahmen des Anspruches 1 ein erheblich geringerer Platzbedarf und Schaltungsaufwand benötigt.

Die Maßnahmen des Anspruches 4 verkleinern den Platzbedarf auf der Frontplatte zumindest um den Durchmesser des Potentio­ meters.

Hier wird unter "Folienschaltung" eine gedruckte und mit Bauelementen bestückte Schaltung auf einer biegsamen Folie verstanden, wobei die Folie mit einem Biegeradius von nur etwa 0,5 mm biegbar sein soll, ohne daß die Folie oder die darauf befindliche Schaltung beschädigt werden.

Die Verstärkungsplatte ist zur Aufnahme der mechanischen Be­ anspruchung erforderlich und für eine automatische Bestückung der Schaltung mit Bauelementen vorteilhaft. Sie darf aber einerseits am Umkehrpunkt von Mäandern nicht vorhanden sein, da sonst eine Biegung mit kleinem Biegeradius nicht möglich ist. Sie ist andererseits zu schwer, um von der Folie getra­ gen zu werden. Sie wird daher durch Führungs- oder Halteele­ mente im Gehäuse fixiert. Als Führungselemente dienen vorzugs­ weise Nuten. Werden die Nuten nicht wesentlich länger ausge­ führt als die Länge der Kanten der Verstärkungsplatten, so dienen sie gleichzeitig als Halteelemente, sie halten nämlich die Folienschaltung gegenüber beliebigen Bewegungen fest.

Soll der Ausgleich von Längenschwankungen erfolgen, so ist es zweckmäßig, bei Anwendung von mehreren Halteplatten einen Teil der Führungsnuten länger zu machen als die Kante der zugehörigen Halteplatte, so daß sich die Halteplatte in der Führungsnut hin- und herbewegen kann.

Ein besonders einfacher Zusammenbau ist gegeben, wenn beide Gehäuseteile Führungsnuten enthalten und wenn Einführrippen angebracht sind, welche an den Kanten der Führungsnuten an­ setzende Führungsflächen aufweisen, die einen mit wachsendem Abstand von den Kanten der Führungsnut ebenfalls wachsenden Abstand von der Symmetrieebene der Führungsnut aufweisen. Diese Einführrippen können grundsätzlich an beliebigen Stel­ len der Folienschaltung angesetzt sein, sofern keine auf der Folienschaltung befindlichen Bauelemente räumlich im Wege stehen. Die elektrisch leitenden Bahnen auf der Folienschal­ tung sind hierdurch nicht gefährdet, da die Führungsnut nur die Verstärkungsplatte und die Einführflächen von der Füh­ rungsnut ausgehend sich von der Verstärkungsplatte entfernen. Lediglich die Kante der Folienschaltung kann mit den Einführ­ flächen in Berührung stehen.

Für eine sichere Verdrahtung und Montage ist es vorteilhaft, wenn alle elektrischen Bauteile im Gerät durch die Folien­ schaltung angeschlossen werden können, auch solche, die außer­ halb der Folienschaltung fest montiert werden müssen. Hierzu werden in der Folienschaltung Laschen gebildet und aus der Folienschaltung herausgeklappt, wobei diese Laschen als Ver­ drahtung für die außerhalb der Folienschaltung befestigten elektriscnen Bauelemente ausgebildet und auf diesen befestigt sind und die entsprechenden elektrischen Anschlüsse der Bau­ elemente kontaktieren. Diese Ausführung eignet sich besonders zum platzsparenden Anschluß eines Potentiometers.

Durch den beschriebenen Aufbau kann die Frontplatte so klein gestaltet werden, wie es die darauf unterzubringenden Bedie­ nungs- und Anzeigeelemente zuslassen. In Weiterbildung der Erfindung wird daher der Platzbedarf für die Bedienungs- und Anzeigeelemente so weit wie möglich reduziert. Hierzu wird eine Ausführungsform mit den Merkmalen angegeben, daß ein Eichpotentiometer hinter einer Funktionstaste angeordnet ist, daß die Funktionstaste eine Bohrung enthält, welche ein Poten­ tiometereinstellelement freigibt. So kann die Funktionstaste hindurch eine Eichung des Gerätes von der Frontseite her in eingebautem Zustand durchgeführt werden. Diese Aus­ führungsform hat den zusätzlichen Vorteil, daß der im Werkstattbetrieb durchaus vorhandenen Diebstahlsgefahr begegnet wird, da das elektronische Gerät zum Einstellen nicht ausgebaut werden muß. Dies ist insbesondere bei der Eichung eines Füllstandsmessers für einen Benzintank im Kraftfahrzeug von Vorteil.

Die Bohrung wird nach der Eichung zweckmäßig durch einen Stöpsel aus Gummi oder Kunststoff verschlossen, wobei der Stöpsel über die Funktionstaste vorstehen kann (An­ spruch 9) und somit gleichzeitig zum Ertasten einer spe­ ziellen Funktionstaste bei Dunkelheit dienen kann.

Eine Einstellachse gemäß den Ansprüchen 7 und 8 ermög­ licht einerseits die Lagefixierung des Einstellpotentio­ meters, wobei die Folienschaltung nur noch eine Ver­ drehungssicherung gewährleisten muß, und andererseits eine Fixierung des einmal eingestellten Eichwertes. Letztere erfolgt einfach dadurch, daß die Einstellachse aus einem bei etwa 100°C schmelzenden Material besteht und unter Erwärmung aufgeweitet wird, beispielsweise durch einen Lötkolben. Die Funktionstaste besteht dabei zumindest im Bereich der Bohrung aus einem höherschmel­ zenden Kunststoff, beispielsweise einem über 200°C schmelzenden Siliconkautschuk.

Die Konstruktion und die Anordnung der Displayanzeige, deren Halterung und deren Beleuchtung über einen Licht­ leiter sind ebenfalls besonders platzsparend. Wenn auch die Reflektionsflächen im Lichtleiter so dimensioniert und angeordnet sind, daß sie den Hauptanteil des Lichtes auf die stark reflektierende Fläche leiten, so fällt doch aufgrund der räumlichen Ausdehnung der Lichtquelle ein Teil des Lichtes auch durch die reflektierenden Flä­ chen des Lichtleiters hindurch und erleuchtet so die in der Richtung des hindurchtretenden Lichtes angeordneten Anzeigefelder auf der Frontseite des Gerätes.

Die federnde Halteleiste im Halterahmen für die Dis­ playanzeige ermöglicht den Ausgleich der relativ großen Toleranzen der Displayanzeige und der üblichen Kunst­ stofftoleranzen ohne zusätzlichen Raumbedarf. Der Metall­ rahmen drückt den Leitgummi zusammen, stellt damit einen guten Kontakt sicher und verhindert auch kleinste Ver­ schiebungen der Teile gegeneinander.

Die Erfindung wird nun anhand von fünf Figuren näher erläutert. Sie ist nicht auf die in den Figuren gezeig­ ten Beispiele beschränkt.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Aufbau in einer Gehäusehälfte in teilweise geschnittener Ansicht.

Fig. 2 zeigt einen Gehäuseausschnitt mit Führungsnut und Einführungsrippen.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Folienschaltung mit Verstärkungsplatte in gebrochener Ansicht.

Fig. 4 zeigt eine Einstellachse nach der Erfindung. Fig. 5 zeigt einen Halterahmen mit federnder Halteleiste.

Eine Folienschaltung 1 ist mit Verstärkungsplatten 2 über Teile ihrer Länge verstärkt. Die Verstärkungsplat­ ten 2 stehen seitlich über die Folienschaltung 1 über. Sie sind in Führungsnuten-3 geführt. Einführungsrippen 4 erleichtern das Einführen der Verstärkungsplatten 2 mit der Folienschaltung 1 in die Führungsnuten 3. Die Einfüh­ rungsrippen 4 weisen Führungsflächen 5 auf, die mit wachsendem Abstand von den Kanten der Führungsnuten 3 auch einen wachsenden Abstand zur Symmetrieebene 40 der Führungsnuten 3 besitzen (Fig. 2). Die Führungsnuten und die Einführungsrippen sind zweckmäßig an das Gehäuse 6 angeformt, also mit diesem einstückig verbunden.

Die Führungsnuten 3 weisen Stirnflächen 34 auf, die der Führungsnut gleichzeitig die Funktion eines Halteelements verleihen, wenn sie an den Enden der Kanten der zugehö­ rigen Verstärkungsplatten anliegen. Sofern eine Beweg­ lichkeit der Verstärkungsplatte in Längsrichtung er­ wünscht ist, beispielsweise um Längenänderungen infolge von Temperaturschwankungen auszugleichen, sind die Stirn­ flächen der Führungsnut 3 zweckmäßig weiter voneinander beabstandet, als der Länge des Randes 7 der Verstärkungs­ platte 2 entspricht.

Der Stecker 35 mit den externen Anschlüssen für das Ge­ rät ist ebenfalls mit einer Verstärkungsplatte 2 verbun­ den, welche in eine als Halteelement geeignete Führungs­ nut eingesetzt ist. Die Folienschaltung 1 ist in Form einer Ausgleichsfalte 31 zur nächsten Verstärkungsplatte 2 geführt, da auch diese in einer als Halteelement geeig­ neten Führungsnut 2 gehalten ist. Die Folienschaltung 3 verläuft von dort um einen Stehbolzen 36 herum zu einer weiteren Verstärkungsplatte 2, welche in einer nicht als Halteelement ausgebildeten Führungsnut 3 geführt ist, über einen weiteren Stehbolzen 36 zu einer Lasche 10, die in Richtung A aus der Folienschaltung herausgeklappt ist und zum Anschluß der Lampe 26 dient. Die Lasche 10 ist zwischen die Lampenkontakte und die Lampenhalterung 29 eingeklemmt, wobei die Lampenhalterung 29 mit dem Gehäu­ se 6 einstückig verbunden ist. Die Lampenhalterung 29 dient somit als Halteelement für die Folienschaltung 1. Die Folienschaltung 1 verläuft nun entlang einer Stütz­ fläche 37 zum Eichpotentiometer 9, welches sie durch einen in Richtung B herausgeklappten Lasche 11 kontak­ tiert. Das Eichpotentiometer 9 ist hinter einer Funk­ tionstaste 8 angeordnet. Es kann fest montiert sein, wie in Fig. 1 angedeutet, oder auch in axialer Richtung be­ weglich und nur durch die Folienschaltung 1 verdrehungs­ sicher gehalten, wie in Fig. 4 angedeutet. Das Eichpoten­ tiometer 9 weist vorteilhaft einen Kreuzschlitz auf, in den ein kreuzförmiger Teil 41 der Einstellachse 14 ein­ greift. Im Beispiel von Fig. 4 liegen alle Potentiometer­ anschlüsse auf einer Seite des Eichpotentiometers, eine gesonderte Lasche für den Anschluß des Potentiometers ist hier nicht erforderlich. Anstelle der Einstellach­ se 14 kann auch ein anderes Einstellelement 13 (siehe Fig. 1) vorhanden sein, sofern mit ihm durch eine Boh­ rung 12 in der Funktionstaste 8 hindurch das Eichpoten­ tiometer 9 eingestellt werden kann.

Vom Eichpotentiometer 9 verläuft die Folienschaltung 1 entlang der Lichtaustrittsfläche eines Lichtleiters 28 und kontaktiert Leitgummistreifen 22, welche die Strom­ zuführungen für eine Displayanzeige 23 darstellen. Die aus zwei durchsichtigen Schichten aufgebaute Displayan­ zeige 23 ist durch einen Metallrahmen 24 auf dem Licht­ leiter 28 befestigt, wobei die Leitgummistreifen 22 zu­ sammengepreßt werden, so daß sich ein einwandfreier Kon­ takt und eine mechanisch feste und unverrückbare Verbin­ dung zwischen dem Lichtleiter 28, der Folienschaltung 1, den Leitgummistreifen 22 und der Displayanzeige 23 ergibt.

Im Bereich der Displayanzeige 23 ist in die Folienschal­ tung 1 ein Fenster eingestanzt, welches den Lichtdurch­ tritt vom Lichtleiter 28 her ermöglicht. Um dennoch eine ausreichende Festigkeit der Folienschaltung 1 zu ge­ währleisten, ist diese ebenso wie im Bereich der Lasche 10 über den für die elektrischen Funktionen benötigten Teil hinaus verlängert und besitzt im verlängerten Endbereich keine Ausnehmung.

Ein gemäß Fig. 5 gestalteter Halterahmen 19 dient zur Halterung der Leitgummistreifen 22. Er weist Federstege 21 auf, welche die Halteleiste 20 elastisch zurückfedern lassen, sobald diese unter Druck gesetzt wird. Dadurch ist ein Ausgleich der Abmessungstoleranzen der Display­ anzeige 23 möglich, ohne daß hierfür ein zusätzlicher Platz benöigt wird. Der Halterahmen 19 ist als einfaches Kunststoffteil besonders kostengünstig herzustellen. Er fixiert die gegenseitige Lage der Leitgummistreifen, der Displayanzeige 23, der Folienschaltung 1 und des Licht­ leiters 28.

Ein Fenster 38 schützt einerseits die Displayanzeige 23 und reicht andererseits bis über Anzeigefelder 33, die von einer Strahlung erleuchtet werden, die durch die Re­ flexionsfläche 32 des Lichtleiters 28 hindurchtritt, da sie aufgrund der räumlichen Ausdehnung der Lampe 26 nicht in Richtung auf die stark reflektierende Fläche der Abdeckung 27 hin reflektiert wird. So werden alle zu erleuchtenden Flächen auf der Frontseite des Gerätes durch einen einzigen Lichtleiter gleichmäßig hell erleuchtet.

Das Eichpotentiometer 9 wird durch eine Bohrung 12 in der Funktionstaste 8 hindurch betätigt. Insbesondere wird mit dem Eichpotentiometer 9 eine Eichung für die Füllstandsmessung des Benzintanks vorgenommen. Nach dem Eichvorgang braucht das Eichpotentiometer 9 nicht mehr betätigt zu werden. Daher ist in einer Lagerschale 15 für die Einstellachse 14 eine Ausnehmung 17 vorgesehen, welche an die Lagerschale 15 angrenzt. Die Einstellachse 14 ist aus einem thermoplastischen, bei etwa 100°C schmel­ zenden Kunststoff hergestellt. Sie weist eine Vertiefung 18 auf, die beispielsweise in Form einer Sackbohrung ausgeführt ist. Nach dem Einstellvorgang kann nun beispielsweise durch einen spitzen Lötkolben die Wand im Bereich der Bohrung 18 bis zum Erweichungspunkt erwärmt und in die Ausnehmung 17 hineingedrückt werden. Dadurch ist eine Verdrehungssicherung für die Einstellachse 14 gewährleistet. Als Ausnehmung 17 kann beispielsweise auch ein Restspalt zwischen den beiden an die Gehäuse­ hälften angeformten Teile der Lagerschale 15 dienen.

Eine Stützwand 16 stellt einerseits eine Begrenzung des Bewegungsspielraums für das Eichpotentiometer 9 dar und dient andererseits als Anschlag für die Einstellachse 14. Sie ist zweckmäßig bis über die Symmetrieachse der Einstellachse 14 hinausgezogen. Ein Stöpsel 39 ist nach der Eichung in die Bohrung 12 eingestellt und steht über die Oberfläche der Funktionstaste 8 vor. Dadurch kann die Funktionstaste auch im Dunkeln ertastet werden. Der Stöpsel 39 besteht zweckmäßig aus Kunststoff oder Gummi.

Bezugszeichenliste

 1 Folienschaltung
 2 Verstärkungsplatte
 3 Führungsnut
 4 Einführungsrippe
 5 Führungsfläche
 6 Gehäuse
 7 Rand der Verstärkungsplatte
 8 Funktionstaste
 9 Eichpotentiometer
10 Lasche
11 Lasche
12 Bohrung
13 Einstellelement
14 Einstellachse
15 Lagerschale
16 Stützwand
17 Ausnehmung
18 Vertiefung
19 Halterahmen
20 Halteleiste
21 Federsteg
22 Leitgummistreifen
23 Display-Anzeige
24 Metallrahmen
25 Sichtblende
26 Lampe
27 Abdeckung
28 Lichtleiter
29 Lampenhalterung
30 Einkerbung
31 Ausgleichsfalte
32 Reflexionsfläche
33 Anzeigefeld
34 Stirnfläche der Führungsnut
35 Stecker
36 Stehbolzen
37 Stützflächen
38 Fenster
39 Stöpsel
40 Symmetrieebene
41 kreuzförmiger Teil der Einstellachse 14

Claims (9)

1. Elektronisches Gerät mit hoher Packungsdichte von Bauele­ menten - insbesondere Bordcomputer für Kraftfahrzeuge - ,

• - welches eine gedruckte Schaltung, ein Anzeigefeld mit Be­ leuchtung und ein Gehäuse enthält,
• - wobei das Gehäuse aus zwei Gehäuseteilen gebildet ist, und
• - wobei zumindest in einem Gehäuseteil Führungs- und/oder Halteelemente für die Schaltung untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet,
• - daß die gedruckte Schaltung eine Folienschaltung (1) ist, welche im Gehäuse mäanderförmig geführt ist,
• - daß die Folienschaltung (1) durch zumindest eine Verstär­ kungsplatte (2) über einen Teil ihrer Länge verstärkt ist,
• - daß die Verstärkungsplatte (2) in den Führungs- und/oder Halteelementen (3, 4, 5) des Gehäuses in ihrer Lage fi­ xiert ist,
• - daß es eine Displayanzeige (23) enthält,
• - daß die Displayanzeige (23) vor einer Lichtaustrittsflä­ che eines Lichtleiters (28) angeordnet ist,
• - daß der Lichtleiter (28) im Bereich der Displayanzeige (23) durch gegeneinander geneigte Flächen begrenzt ist und
• - daß die an die Displayanzeige (23) angrenzende Fläche zur Displayanzeige (23) parallel verläuft.

2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lampe (26) von der Displayanzeige (23) aus gesehen hinter dem Lichtleiter (28) angeordnet ist, daß sich auf der der Lampe (26) zugewandten Seite des Lichtleiters (28) eine lichtundurchlässige und zum Lichtleiter hin stark reflektierende Abdeckung (27) befindet, daß für den Lichteintritt eine zur Displayanzeige zumindest annähernd senkrecht liegende Fläche des Lichtleiters (28) vor­ gesehen ist und daß zwei Reflektionsflächen (32) zu dieser Lichteintrittsfläche einen derartigen Winkel bilden, daß sie zur Reflektion eines Teiles des von der Lampe (26) kommenden Lichtes auf die stark reflektierende Seite der Abdeckung (27) geeignet sind.

3. Elektronisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Displayanzeige (23) durch Leitgummistreifen (22) kontaktiert ist, daß die Leit­ gummistreifen (22) in einem Halterahmen (19) mit festen Hal­ teleisten und mit einer federnden Halteleiste (20) gehaltert ist, daß die Displayanzeige (23) und ein für deren Anschluß vorgesehener Teil der Folienschaltung (1) durch einen Metall­ rahmen (24) auf dem Lichtleiter (28) befestigt und durch einen Druck gegen die Leitgummistreifen (22) in seiner Lage fixiert sind.

4. Elektronisches Gerät nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es ein Eichpotentiometer (9) enthält, daß das Eichpotentiometer (9) hinter einer Funktionstaste (8) angeordnet ist, daß die Funktionstaste (8) eine Bohrung (12) enthält, welche ein Einstellelement (13) freigibt.

5. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gehäuseteile Füh­ rungsnuten (3) enthalten und daß Einführungsrippen (4) ange­ bracht sind, welche an die Kanten der Führungsnuten (3) an­ schließende Führungsflächen (5) aufweisen, die einen mit wachsendem Abstand von den Kanten der Führungsnuten (3) eben­ falls wachsendem Abstand von der Symmetrieebene (40) der Füh­ rungsnut (3) aufweisen.

6. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Folienschaltung (1) Laschen (10, 11) gebildet und aus der Folienschaltung (1) herausgeklappt sind und daß diese Laschen (10, 11) als Verdrahtung für außerhalb der Folienschaltung (1) befestigte elektrische Bauteile (9, 26) ausgebildet, auf diesen befestigt sind und die entsprechenden Anschlüsse der Bauelemente kontaktieren.

7. Elektronisches Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Eichpotentiometer (9) als Einstellelement (13) einen durchgehenden Einstellschlitz aufweist, daß dieser Einstellschlitz auf den entsprechend geformten Teil einer Einstellachse (14) aufgesteckt ist, daß die Einstellachse (14) in zumindest einem Gehäuseteil gela­ gert ist und daß das Eichpotentiometer (9) durch die Einstell­ achse (14) und die Folienschaltung (1) bzw. die Lasche (11) in seiner Lage fixiert ist.

8. Elektronisches Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellachse (14) in einer Lagerschale (15) gelagert ist, die sich aus zwei Teilen zusammensetzt, von denen je einer in die Außenwand eines Tei­ les des Gehäuses (6) eingeformt ist, daß an diese Lagerschale (15) eine sich in axialer Richtung erstreckende Ausnehmung (17) angrenzt, daß die Einstellachse (14) eine nach außen of­ fene koaxiale Vertiefung (18) aufweist und daß die im Bereich dieser Vertiefung vorhandenen Wände der Einstellachse (14) zur Fixierung des am Eichpotentiometer eingestellten Wertes in die Ausnehmung (17) in der Lagerschale (15) hingedrückt ist.

9. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (12) durch einen Stöpsel (39) verschlossen ist und daß der Stöpsel (39) über die Funktionstaste (8) vorsteht.