DE19819393A1

DE19819393A1 - Kombiinstrument und entpsrechendes Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE19819393A1
Application number: DE19819393A
Authority: DE
Inventors: Dieter Karr; Waldemar Ernst
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-11
Anticipated expiration: 2018-05-01
Also published as: IT1312251B1; DE19819393C2; SE518289C2; ITMI990890A1; SE9901543L; SE9901543D0

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 der Anzeigeinstrumente auf einer Trägerplatte (1) gehaltert sind und die elektronische Ansteuerung (101) der Anzeigeinstrumente von einem an der Trägerplatte (1) anbringbaren Elektronikmodul (10) aus erfolgt. Auf der Trägerplatte (1) ist eine Schaltungsträgereinrichtung (6) zum Tragen der Verdrahtung der elektrischen Bauteile (3; 4; 5) angebracht. Dieser Aufbau schafft eine erhöhte Flexibilität beim Design der Verdrahtung und günstige Montagebedingungen.

Description

STAND DER TECHNIK

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 Trägerplatte gehaltert sind und die elektronische Ansteuerung der Anzei geinstrumente von einem an der Trägerplatte anbringbaren Elektronikmodul aus erfolgt.

Solch ein Kombiinstrument ist aus der DE 196 23 406.9 be kannt. Der Aufbau dieses Kombiinstruments ermöglicht, daß die Funktionen des Elektronikmoduls, welches eine Leiter platte mit den Bauelementen zur elektronischen Ansteuerung der Anzeigeinstrumente aufweist, von den optischen, mecha nischen und elektrischen Verbindungen für Beleuchtungen der Anzeigeinstrumente sowie Zeigerantrieb und Zeigerlagerung usw., getrennt sind. Für diese Verbindungen übernimmt die Trägerplatte bzw. das Substrat des bekannten Kombiinstru ments zusätzlich die Funktion einer Leiterplatte, auf der die üblicherweise kleinere Leiterplatte des Elektronikmo duls montiert ist.

Die bekannte Trägerplatte weist also selbst eine Verdrah tung (z. B. Cu-Leiterbahnen) zur Verbindung mit dem Zei gerantrieb, den Leuchteinrichtungen für Warn-/Symbolfel der und Armaturenbeleuchtung, der Flüssigkristallanzeige, dem Nullsteller (Resetknopf) usw. auf. 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 Verdrah tung dieser Bauelemente auf der Trägerplatte in der Regel eine sehr ungünstige Anordnung. Die Flächenausnutzung ist dabei schlecht, und es müssen aufwendige Maßnahmen zur Ge währleistung eines vorteilhaften elektromagnetischen Verhal tens getroffen werden. Auch ist der für den Fahrer sichtba re Bereich lange Zeit einer möglichen Verunreinigung bei der Montage ausgesetzt.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik besteht allgemein darin, daß das bekannte Kombiinstrument einerseits kein flexibles Design und andererseits keine günstigen Montagebedingungen ermöglicht.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Das erfindungsgemäße Kombiinstrument mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das entsprechende Herstellungsverfahren nach Anspruch 9 weisen den besonderen Vorteil auf, daß ei ne optimale Ausnutzung der Trägerplatten- bzw. Substratflä che vorsehbar ist und daß das Herstellungsverfahren kosten günstiger und logistisch 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 ein ebenfalls de signgebundenes Teil, die Trägerplatte. Sie befreit anderer seits die elektrische Schaltung vom Designeinfluß durch Be reitstellung eines standardisierten Elektronikmoduls. Wei terhin verbessert sie die Montagebedingungen, den die Ver drahtung kann unabhängig von der Bestückung der Trägerplat te im voraus erfolgen. Die Kosten können dabei durch opti malen Materialeinsatz reduziert werden.

Durch die Trennung von Mechanik-Verdrahtung-Elektronik führen Designänderungen nicht zu Elektronikänderungen, und dadurch verursachte Verdrahtungsänderungen sind unproblema tisch durchführbar. Dies wiederum ermöglicht eine Standar disierung der Leuchtscheiben für die Tubenanzeigen und für Warn-/Symbolfelder und führt somit zu einer weitreichenden Kostenreduzierung.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee be steht darin, daß eine Dreiteilung in eine mechanische Trä gerplattenebene mit einem vorgegebenen Design, eine de signabhangige Verdrahtungsebene mit der Verdrahtung der entsprechenden elektrischen Komponenten und ein designunab hängiges Elektronikmodul mit einer entsprechenden Steuer schaltungsanordnung vorgesehen ist. Mit anderen Worten ist im Unterschied zum Stand der Technik auf der Trägerplatte eine separate Schaltungsträgereinrichtung angebracht, auf welcher elektrische Bauteile und deren Verdrahtung vormon tiert sind.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbil dungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen Kombiinstruments bzw. des in Anspruch 9 angegebenen Her stellungsverfahrens.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist sind auf der Schaltungsträgereinrichtung elektrische Bauteile vormon tiert. Damit läßt sich die Bauteilbestückung von der Monta ge der Schaltungsträgereinrichtung an die Trägerplatte trennen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind elektrische Bau teile mechanisch an der Trägerplatte gehaltert und stehen elektrisch in Kontakt mit der Schaltungsträgereinrichtung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Schaltungsträgereinrichtung eine Folie mit einer aufge druckten Verdrahtung, und zwar vorzugsweise eine Polyester folie. Somit ist die Schaltungsträgereinrichtung leicht, d. h. wenig massiv, und kostengünstig herstellbar. Die Ver drahtung kann einseitig oder doppelseitig vorliegen, was einen noch größeren Gestaltungsfreiraum für die Verdrahtung schafft.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Fo lie in einen Einsenkungsbereich in der Trägerplatte einge preßt. Damit ist eine bündige Verbindung beider Bestandtei le gewährleistet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Fo lie an die Trägerplatte geklebt und/oder genietet und/oder geklipst.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung hat die Fo lie einen von der Trägerplatte umgebogenen Bereich, d. h. eine Zunge bzw. Lasche, der einen Folienkontaktbereich zur Verbindung mit einem am Elektronikmodul vorgesehenen Foli enkontaktstecker aufweist. Bei dieser Ausgestaltung hat man eine integrierte Steckereinrichtung, die ohnehin bei den meisten handelsüblichen Folien vorgesehen ist, und es be darf keiner zusätzlichen Steckereinrichtung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Folie einen ausgestanzten Bereich mit einer daranhängenden hochgefalteten Zunge auf. Dadurch kann die Verdrahtung aus der Ebene der Trägerplatte über die Folie hochgeführt wer den, ohne daß es zusätzlicher Verbindungen, bedarf. Daher können die elektrischen Bauteile auf der Folie auch auf ih rer Rückseite, d. h. der von der Trägerplatte abgewandten Seite kontaktiert werden.

ZEICHNUNGEN

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert.

Es zeigen:

Fig. 1a) bis c) eine schematische Querschnittsdarstellung der we sentlichen Komponenten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kombiinstruments im zerlegten Zustand; und

Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung der we sentlichen Komponenten der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kombiinstruments im zusammenge bauten Zustand.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsdarstellung der wesentlichen Komponenten einer Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Kombiinstruments im zerlegten Zustand.

In Fig. 1 bezeichnen 1 eine Trägerplatte, 11 rückseitige Erhöhungen der Trägerplatte 1, 3 Beleuchtungskörper, 4 ei nen Zeigerantrieb, 41 eine Zeigerwelle, 45 Befestigungs schrauben für den Zeigerantrieb 4, 5 eine Flüssigkri stallanzeige mit einem Träger 8 und einer Beleuchtung 9, 6 eine Polyesterfolie mit einem aufgedruckten Leiterbild, 61 einen umgebogenen Bereich von 6, 62 einen Folienkontaktbe reich, 63 eine ausgestanzte Zunge der Folie 6 zur rücksei tigen Kontaktierung des Zeigerantriebs 4, 7 Kontaktierungs punkte auf der Folie 6 für die betreffenden elektrischen Bauteile, 13 ein Ziffernblatt, 14 einen Zeiger, 15 einen Frontrahmen, 16 eine Deckscheibe, 21 eine Tubenanzeige und 22 Warn- und Symbolfelder.

10 bezeichnet ein mit der Trägerplatte 1 rückseitig über die Erhöhungen 11 verbindbares Elektronikmodul mit einer Leiterplatte 102, die einen Folienkontaktstecker 12 zum An schluß des Folienkontaktbereichs 62 aufweist, 101 Bauteile für elektronische Ansteuerung der Anzeigeinstrumente auf der Trägerplatte 1, 103 einen Stecker zur Kontaktierung von den Bauteilen 101 der elektronischen Ansteuerung der Anzei geinstrumente, sowie 111 Schrauben zur Anbringung der Lei terplatte 102 an den Erhöhungen 11 der Trägerplatte 1.

Auf der Trägerplatte 1 befinden sich Aussparungen für die Aufnahme von Leuchtscheiben für die Tubenanzeige 21, wie zum Beispiel Tachometer, Drehzahlmesser, Tankanzeigen, Tem peraturanzeige, und für Warn- und Symbolfelder 22, wie zum Beispiel Anzeigen für ABS, Airbag, Blinker, Gurt usw. Diese sind mit der Trägerplatte 1 durch übliche Befestigungsver fahren, wir zum Beispiel Kleben, Klipsen, Einpressen usw. fest verbunden. Auf der Trägerplatte 1 befindet sich wei terhin das Ziffernblatt 13. Somit hat die Trägerplatte bei diesem Ausführungsbeispiel nur noch eine mechanische Trä gerfunktion und keine Verdrahtungsfunktion mehr. Sie weist transparente und nicht-transparente Bereiche auf. Diese Struktur läßt sich entweder als Einlegeteil oder als Spritzteil realisieren.

Die elektrische Kontaktierung der rückseitig zu montieren den beispielhalber angegebenen elektrischen Komponenten 3, 4 und 5 erfolgt über Leitkleben oder Speziallöten (Tempera tur < ca. 120°C) an die Polyesterfolie 6 an Kontaktpunkten 7. Der Zeigerantrieb 4 kann zwar prinzipiell auch geklebt bzw. gelötet werden, wird aber beim vorliegenden Beispiel über eine Druckkontaktierung mit den Befestigungsschrauben 45, die in die Trägerplatte 1 geführt sind, an der Folie 6 gehalten. Druckkontaktierung bedeutet, daß auf der der Fo lie 6 zugewandten Seite des Zeigerantriebs 4 Kontakte sind, die auf entsprechende Kontakte auf der Folie 6 gedrückt werden.

Die Folie 6 wird, wenn alle Löt- bzw. Klebeprozesse ausge führt sind, über Einpressen und Kleben (bzw. Klipsen oder Nieten) auf der Trägerplatte 1 mechanisch fixiert. Die ge zeigte Flüssigkristallanzeige 5 wird zusätzlich über den Träger 8 mit der integrierten Leuchtscheibe für die Anzei genbeleuchtung 9 mechanisch an der Trägerplatte 1 gehal tert. Die Druckkontaktierung des Zeigerantriebs 4 mit den Befestigungsschrauben 45 erfolgt ebenfalls nach Fixieren der Folie 6 an der Trägerplatte 1. Anschließend wird die Zunge 63 elektrisch mit an der Rückseite des Zeigerantriebs vorgesehenen (nicht dargestellten) weiteren Kontakten ver bunden.

Auf der Rückseite der Trägerplatte 1 befinden sich die Er höhungen 11, die mechanische Verbindung zum Elektronikmodul 10 über die Schrauben 111 bilden. Das Elektronikmodul 10 umfaßt als Schaltungsträger die Leiterplatte 102 mit den elektrischen Bauelementen 101 für die elektrische Ansteue rung der Anzeigeinstrumente und als Schnittstelle den Stec ker 103 sowie den Folienkontaktstecker 12. Nach Anschrauben des Elektronikmoduls 10 über die Schrauben 111 wird einfach der Folienkontaktbereich 62 in den Folienkontaktstecker 12 gesteckt.

Der Zeiger 14 wird nach der beschriebenen Anbringung des Zeigerantriebs 4 an die Trägerplatte über die Folie 6 auf die Achse 41 des Zeigerantriebs 4 aufgepreßt. Der Frontrah men 15 mit integrierter Deckscheibe 16 ist in der Träger platte 1 aufnehmbar und mechanisch daran halterbar. Mit der anschließenden Befestigung des Frontrahmens 15 an der Trä gerplatte 1 ist die gesamte optomechanische Baugruppe fer tiggestellt.

Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsdarstellung der wesentlichen Komponenten der Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Kombiinstruments im zusammengebauten Zustand.

Wie Fig. 2 entnehmbar, ist die Leiterplatte 102 in direkten Kontakt mit den Erhöhungen 11 der Trägerplatte 1 gebracht und mit den Schrauben 111 daran befestigt. Weiterhin ist der Foliensteckkontakt 62 in den Folienkontaktstecker 12 eingebracht worden. Damit ist das Elektronikmodul 10 bei Bedarf auch leicht austauschbar.

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.

Auch ist die Erfindung nicht auf eine Folie an sich be schränkt. Vielmehr können beliebige zweckmäßigerweise fle xible Schaltungsträgereinrichtungen verwendet werden, wie z. B. Gummimatten mit Leitereinlagen usw. .

Claims

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 der Anzeigeinstru mente auf einer Trägerplatte (1) gehaltert sind und die elektronische Ansteuerung (101) der Anzeigeinstrumente von einem an der Trägerplatte (1) anbringbaren Elektronikmodul (10) aus erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Trägerplatte (1) eine Schaltungsträgereinrichtung (6) zum Tragen der Verdrahtung der elektrischen Bauteile (3; 4; 5) angebracht ist.

2. Kombiinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß auf der Schaltungsträgereinrichtung (6) elektri sche Bauteile (3; 5) vormontiert sind.

3. Kombiinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß elektrische Bauteile (4) mechanisch an der Trägerplatte (1) gehaltert und elektrisch in Kontakt mit der Schaltungsträgereinrichtung (6) stehen.

4. Kombiinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsträgerein richtung (6) eine Folie mit einer aufgedruckten Verdrah tung, vorzugsweise eine Polyesterfolie, ist.

5. Kombiinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Folie in einen Einsenkungsbereich in der Trä gerplatte (1) eingepreßt ist.

6. Kombiinstrument nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Folie an die Trägerplatte (1) geklebt und/oder genietet und/oder geklipst ist.

7. Kombiinstrument nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Folie einen von der Trägerplatte (1) umgebogenen Bereich (61) hat, der einen Folienkontaktbe reich (62) zur Verbindung mit einem am Elektronikmodul (10) vorgesehenen Folienkontaktstecker (12) aufweist.

8. Kombiinstrument nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Folie einen ausgestanzten Be reich mit einer daranhängenden hochgefalteten Zunge (63) aufweist.

9. Verfahren zur Herstellung eines Kombiinstruments nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten:
Bereitstellen der Schaltungsträgereinrichtung (6) mit einer aufgebrachten Verdrahtung;
Vormontieren elektrischer Bauteile (3; 5) vorzugsweise durch Leitkleben oder Reflowlöten an der Schaltungsträge reinrichtung (6);
Anbringen der Schaltungsträgereinrichtung (6), auf welcher die elektrischen Bauteile (3; 5) verdrahtet vormontiert sind, auf der Trägerplatte (1); und
Anbringen des Elektronikmoduls (10).

10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Schritte:
mechanisches Anbringen des Elektronikmoduls (10) an der Trägerplatte (1) und elektrisches Anschließen des Elektro nikmoduls (10) an der Schaltungsträgereinrichtung (6).

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schaltungsträgereinrichtung (6) mit der Trägerplatte (1) bündig verpreßt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekenn zeichnet durch die Schritte:
Montieren elektrischer Bauteile (4) an der Trägerplatte (1) und elektrisches Anschließen der elektrischer Bauteile (4) an der Schaltungsträgereinrichtung (6).

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekenn zeichnet durch die Schritte:
Vormontage der Schaltungsträgereinrichtung (6) und der Trä gerplatte (1);
Vormontage des Elektronikmoduls (10);
Vormontage der Frontrahmeneinrichtung (15; 16); und
Endmontage unter Zusammenbau der vormontierten Einheiten.