DE19819393C2

DE19819393C2 - Kombiinstrument und entpsrechendes Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE19819393C2
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: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2018-05-01
Also published as: IT1312251B1; DE19819393A1; SE518289C2; ITMI990890A1; SE9901543L; SE9901543D0

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 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 Verdrahtung (z. B. Cu-Leiterbahnen) zur Verbindung mit dem Zeigerantrieb, den Leuchteinrichtungen für Warn-/Symbolfelder 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 Verdrahtung dieser Bauelemente auf der Trägerplatte in der Regel eine sehr ungünstige Anordnung. Die Flächenausnutzung ist dabei schlecht, und es müssen aufwendige Maßnahmen zur Gewährleistung eins vorteilhaften elektromagnetischen Verhaltens getroffen werden. Auch ist der für den Fahrer sichtbare Bereich lange Zeit einer möglichen Verunreinigung bei der Montage ausgesetzt.

Aus der US 5,652,508 ist eine Geschwindigkeitsanzeigeeinheit mit einer Leiterplatte bekannt, bei der über einen integrierten Schaltkreis verschiedene Anzeigeeinheiten betrieben werden. Eine Wegstreckenanzeige wird mit einer gesonderten Leiterplatte auf der Hauptplatine montiert. Dabei ist der integrierte Schaltkreis auf dieser zusätzlichen Leiterplatte angeordnet und steuert auch die auf der Hauptplatine angeordnete Geschwindigkeitsanzeige an.

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 7 weisen den besonderen Vorteil auf, daß eine optimale Ausnutzung der Trägerplatten- bzw. Substratfläche vorsehbar ist und daß das Herstellungsverfahren kostengünstiger und logistisch einfacher gestaltbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist ein Kombinationsinstrument mit einer einfach zu montierenden, kostengünstigen und designunabhängigen Ansteuerung.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kombiinstruments ermöglicht die Platzierung der designgebundenen Teile, wie z. B. Zeigerantrieb, Warn-/Symbolfelder, Flüssigkristallanzeige, und Nullsteller (Resetknopf) auf ein ebenfalls designgebundenes Teil, die Trägerplatte. Sie befreit andererseits die elektrische Schaltung vom Designeinfluß durch Bereitstellung eines standardisierten Elektronikmoduls. Weiterhin verbessert sie die Montagebedingungen, denn die Verdrahtung kann unabhängig von der Bestückung der Trägerplatte im voraus erfolgen. Die Kosten können dabei durch optimalen Materialeinsatz reduziert werden.

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

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, daß eine Dreiteilung in eine mechanische Trägerplattenebene mit einem vorgegebenen Design, eine designabhängige Verdrahtungsebene mit der Verdrahtung der entsprechenden elektrischen Komponenten und ein designunabhängiges Elektronikmodul mit einer entsprechenden Steuerschaltungsanordnung 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 vormontiert sind.

Ferner hat die Folie einen von der Trägerplatte umgebogenen Bereich, d. h. eine Zunge bzw. Lasche, der einen Folienkontaktbereich zur Verbindung mit einem am Elektronikmodul vorgesehenen Folienkontaktstecker aufweist. Bei dieser Ausgestaltung hat man eine integrierte Steckereinrichtung, die ohnehin bei den meisten handelsüblichen Folien vorgesehen ist, und es bedarf keiner zusätzlichen Steckereinrichtung.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen Kombiinstruments bzw. des in Anspruch 7 angegebenen Herstellungsverfahrens.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind auf der Schaltungsträgereinrichtung elektrische Bauteile vormontiert. Damit läßt sich die Bauteilbestückung von der Montage der Schaltungsträgereinrichtung an die Trägerplatte trennen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind elektrische Bauteile 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 aufgedruckten Verdrahtung, und zwar vorzugsweise eine Polyesterfolie. Somit ist die Schaltungsträgereinrichtung leicht, d. h. wenig massiv, und kostengünstig herstellbar. Die Verdrahtung 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 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 Folienkontakstecker 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 Hauteilen 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 gehaltert. 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 anlogen und/oder digitalen Anzeigeinstrumenten bestückt ist, wobei mechanische, optische und elektrische Bauteile der Anzeigeinstrumente auf einer Trägerplatte gehaltert sind, wobei die elektronische Ansteuerung der Anzeigeinstrumente von einem an der Trägerplatte anbringbaren Elektronikmodul aus erfolgt, wobei auf der Trägerplatte eine Schaltungsträgereinrichtung zum Tragen der Verdrahtung der elektrischen Bauteile angebracht ist und wobei die Schaltungsträgereinrichtung eine Folie mit einer aufgedruckten Verdrahtung, vorzugsweise eine Polyesterfolie, ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie einen von der Trägerplatte (1) umgebogenen Bereich (61) hat, der einen Folienkontaktbereich (62) zur Verbindung mit einem an dem Elektronikmodul (10) vorgesehenen Folienkontaktstecker (12) aufweist.

2. Kombiinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schaltungsträgereinrichtung (6) elektrische Bauteile (3; 5) vormontiert sind.

3. Kombiinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 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 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie in einen Einsenkungsbereich in der Trägerplatte (1) einpreßbar ist.

5. Kombiinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie an die Trägerplatte (1) geklebt und/oder genietet und/oder geklipst ist.

6. Kombiinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie einen ausgestanzten Bereich mit einer daranhängenden hochgefalteten Zunge (63) aufweist.

7. 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 Schaltungsträgereinrichtung (6);
Anbringen einer Schaltungsträgereinrichtung (6), auf welcher die elektrischen Bauteile (3; 5) verdrahtet vormontiert sind, auf der Trägerplatte (1); und
Anbringen des Elektronikmoduls (10)

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Schritte: mechanisches Anbringen des Elektronikmoduls (10) an der Trägerplatte (1) und elektrisches Anschließen des Elektronikmoduls (10) an der Schaltungsträgereinrichtung (6).

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsträgereinrichtung (6) mit der Trägerplatte (1) bündig verpreßt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch die Schritte: Montieren elektrischer Bauteile (4) an der Trägerplatte (1) und elektrisches Anschließen der elektrischen Bauteile (4) an der Schaltungsträgereinrichtung (6).

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch die Schritte:
Vormontage der Schaltungsträgereinrichtung (4) und der Trägerplatte (1);
Vormontage der Frontabnahmeeinrichtung (15; 16); und
Endmontage unter Zusammenbau der vormontierten Einheiten.