-
Die Erfindung betrifft eine Radareinrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Radareinrichtungen für Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden bspw. zur Bestimmung eines Abstandes zu vorausfahrenden Fahrzeugen eingesetzt.
-
Eine gattungsbildende Radareinrichtung ist aus der
DE 10 2007 042 173 A1 bekannt, bei der in einem wannenförmigen Gehäuse zwei Leiterplatten, nämlich eine Leiterplatte mit einer Radarantenne sowie Hochfrequenzbauelementen (Hochfrequenzleiterplatte) sowie eine weitere Leiterplatte mit Niederfrequenzbauelementen (Niederfrequenzleiterplatte) aufgenommen werden. Der Boden des wannenförmigen Gehäuses ist als Radom ausgebildet.
-
Die beiden Leiterplatten dieser bekannten Radareinrichtung werden mit einem Träger mittels Schrauben verbunden und anschließend mit diesem Träger in das Gehäuse eingesetzt, welches mit einem Gehäusedeckel verschlossen wird. Der Träger für die beiden Leiterplatten besteht aus einem eine Abschirmfläche umschließenden Rahmenteil, dessen radomseitige Stirnseite eine Auflagefläche für die erste Leiterplatte aufweist, wobei auf der Abschirmfläche angeformte Rippen zusammen mit der Abschirmfläche und der ersten Leiterplatte Kammern bilden. Auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers wird die weitere Leiterplatte in das Rahmenteil eingelegt und mit dem Träger verschraubt, so dass gleichzeitig über einen Durchbruch der Abschirmfläche eine Steckverbindung mit der ersten Leiterplatte hergestellt werden kann. Auch die erste Leiterplatte wird mit dem Träger über eine Schraubverbindung verbunden.
-
Dieser Träger mit den beiden Leiterplatten wird in das Gehäuse eingelegt, so dass die erste Leiterplatte auf eckseitig des Gehäuses liegenden, eine Auflageebene bildenden Auflagepfosten aufliegt und der Träger mit weiteren Auflagepfosten verschraubt werden kann. Mit dem Einlegen des Trägers in das Gehäuse werden als Einpresskontakte ausgebildete Kontaktstifte eines stirnseitigen Steckers in entsprechende Anschlussbohrungen auf der zweiten Leiterplatte zur elektrischen Kontaktierung eingedrückt.
-
Als Radarfrequenzen für solche Radareinrichtungen werden 24 GHz oder 77 GHz verwendet, wobei das Problem besteht, dass der Abstand zwischen der auf der Frontseite der Hochfrequenzleiterplatte angeordneten Antenne und dem als Radom ausgebildeten Wannenboden des wannenförmigen Gehäuses toleranzkritisch ist.
-
Weiterhin ist die Verwendung der Kontaktstift-Einpresstechnik zur Kontaktierung der Niederfrequenzleiterplatte über einen Anschlussstecker in senkrechter Richtung zur Leiterplatte aufgrund von prozesstechnischen Vorgaben ebenso toleranzkritisch. Daher müssen diese zwei im Abstand übereinander angeordnete Leiterplatten, also die Hochfrequenzleiterplatte und die Niederfreqenzleiterplatte in vertikaler Richtung genau zueinander positioniert werden.
-
Bei der bekannten Radareinrichtung gemäß der
DE 10 2007 042 173 A1 wird dies dadurch gelöst, dass die beiden Leiterplatten in dem Träger durch entsprechende Auflageebenen fixiert und mit dem Träger verschraubt werden. Nachteilig ist jedoch, dass die Auflageebenen des Trägers enge Toleranzen zueinander erfüllen müssen. Um auch einen exakten Abstand zwischen der die Antenne tragenden Hochfrequenzleiterplatte und dem mit dem Radom ausgebildeten Wannenboden des wannenförmigen Gehäuses einzuhalten, sind auch die die Auflageebene der Hochfrequenzleiterplatte bzw. des Trägers bildenden Auflagepfosten mit engen Toleranzen herzustellen.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung eine Radareinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher ein definierter Abstand zwischen dem Radom der Radareinrichtung und der die Radarantenne tragenden Leiterplatte als auch gleichzeitig eine definierte Position der beiden Leiterplatten sichergestellt wird.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Radarvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
-
Eine solche Radareinrichtung für ein Fahrzeug, welche ein durch einen Gehäusedeckel verschließbares wannenförmiges Gehäuse, eine in dem Gehäuse angeordnete, mittels Anlageelementen gegenüber einem Gehäuseboden positionierte erste Leiterplatte zur Aufnahme einer Antenne und von Hochfrequenzbauelementen, eine zweite Leiterplatte zur Aufnahme von Niederfrequenzbauteilen, und eine zwischen den beiden Leiterplatten angeordnete, eine elektromagnetisch abschirmende Eigenschaft aufweisende Abschirmvorrichtung umfasst, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Abschirmvorrichtung aus zwei aneinander liegenden, die erste und zweite Leiterplatte abdeckenden haubenförmigen Abschirmungen mit in senkrechter Richtung zu den Leiterplatten aufweisenden federelastischen Eigenschaften besteht, und die Abschirmvorrichtung ausgebildet ist, sich federvorgespannt einerseits gegen die in dem Gehäuse lagefixierte zweite Leiterplatte und andererseits gegen die erste Leiterplatte abzustützen, wobei die federkraftbeaufschlagte erste Leiterplatte angepresst an die Anlageelemente des Gehäuses gehalten wird.
-
Die oben aufgeführten Probleme werden erfindungsgemäß in überraschender und einfacher Weise und somit kostengünstig dadurch gelöst, dass als Abschirmvorrichtung federelastisch aneinander liegende Abschirmungen zwischen der die Antenne tragenden ersten Leiterplatte, also die Hochfrequenzleiterplatte und der zweiten Leiterplatte, also der Niederfrequenzleiterplatte angeordnet werden, wodurch ein Toleranzausgleich zwischen diesen beiden Leiterplatten erfolgt, jedoch ein genau definierter Abstand zum Gehäuseboden des Gehäuses, der vorzugsweise als Radom ausgebildet ist, eingehalten wird.
-
Ferner ist auch die Lage der zweiten Leiterplatte, also der Niederfrequenzleiterplatte exakt definiert, da diese in Bezug auf das Gehäuse lagefixiert ist und dadurch auch die Toleranzanforderungen für die als Einpresskontakte ausgeführte Kontaktstifte eines Steckers zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Leiterplatte erfüllt werden. Dabei weist das Gehäuse zur Lagefixierung der zweiten Leiterplatte weiterbildungsgemäß eine Anlagefläche auf, welche im nicht federvorgespannten Zustand der Abschirmvorrichtung von derselben überragt wird. Damit ist eine einfache und prozesssichere Montage der Radareinrichtung möglich, da mit der Montage des Gehäusedeckels an dem wannenförmigen Gehäuse die zweite Leiterplatte an deren Anlagefläche gepresst wird und dabei über den Kontakt mit der Abschirmvorrichtung dieselbe in ihren federvorgespannten Zustand gebracht wird.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zur Realisierung der federelastischen Eigenschaft der Abschirmvorrichtung ein Abstandshalter zwischen den Abschirmungen der Abschirmvorrichtung vorgesehen, welcher in senkrechter Richtung zu den Leiterplattenebenen der beiden Leiterplatten eine gegenseitige federelastische Anlage der beiden Abschirmungen bewirkt.
-
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist eine der Abschirmungen eine im Wesentlichen zentrische Erhebung als Abstandshalter zwischen den beiden Leiterplatten auf. Durch die Integration des Abstandshalters in eine der beiden Abschirmungen wird die Herstellung der Abschirmvorrichtung erleichtert. Vorzugsweise ist hierzu die Erhebung wannenförmig mit einem im Wesentlichen ebenen Boden ausgebildet.
-
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wenigstens eine Abschirmung zwei abstehende Fixiernoppen aufweist, die zur relativen Lagefixierung der beiden Abschirmungen in Fixieröffnungen der benachbarten Abschirmung eingreifen. Damit wird die Montage der erfindungsgemäßen Radareinrichtung, insbesondere das Einführen der beiden Abschirmungen in das Gehäuse erleichtert. Vorzugsweise sind die Fixieröffnungen im Bereich der zentrischen Erhebung angeordnet.
-
In vorteilhafter Weise ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung der dem Flächenschluss mit der Leiterplatte dienende Rand einer Abschirmung derart ausgebildet, dass die Leiterplatte randseitig von diesem Rand umlaufen wird.
-
Weiterhin ist es gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die beiden Abschirmungen kongruente Öffnungen zur Realisierung einer Steckverbindung aufweisen. Damit können bei der Montage der Radareinrichtung die beiden Leiterplatten über einen Stecker und eine Steckbuchse miteinander verbunden werden. Dabei ist vorzugsweise die Öffnung der die erste Leiterplatte abdeckende Abschirmung mit in Richtung der ersten Leiterplatte federelastisch wirkenden Federlaschen ausgebildet. Damit kann in diesem Bereich der Steckverbindung eine EMV-Abschirmung mittels eines HF-Tubus realisiert werden, der mittels dieser Federlaschen gehalten wird.
-
Eine besonders kostengünstige Herstellung der Abschirmvorrichtung wird weiterbildungsgemäß dadurch erreicht, dass die Abschirmungen jeweils als Tiefziehblech mit einer Umfangswand und einem auskragenden Rand als Auflagefläche für die Leiterplatte ausgebildet sind. Dabei wird vorzugsweise auch die Erhebung als Abstandshalter in der Ebene der Abschirmung mit kreisförmigem Querschnitt durch Tiefziehen hergestellt.
-
Eine die Montage besonders vereinfachende Weiterbildung der Erfindung wird dadurch erreicht, dass die beiden Abschirmungen im Bereich der zentrischen Erhebung stoffschlüssig verbunden werden. Vorzugsweise wird dies mittels einer Clinchverbindung, auch Tox©-Verbindung genannt realisiert.
-
Wie oben bereits ausgeführt, ist der Gehäuseboden weiterbildungsgemäß als Radom ausgebildet.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine Explosionsdarstellung einer Radareinrichtung gemäß der Erfindung,
-
2 eine perspektivische Darstellung einer Abschirmvorrichtung der Radareinrichtung nach 1,
-
3 eine Explosionsdarstellung der beiden Abschirmungen der Abschirmvorrichtung gemäß 2,
-
4 eine Draufsicht auf die Abschirmvorrichtung nach 2,
-
5 eine Schnittdarstellung gemäß Schnitt A-A der Abschirmvorrichtung nach 4,
-
6 eine perspektivische Darstellung der Radareinrichtung nach 1 im montierten Zustand, und
-
7 eine Schnittdarstellung gemäß Schnitt B-B der Radareinrichtung nach 6.
-
Die in 6 vollständig montiert dargestellte Radareinrichtung 10 besteht gemäß 1 aus einem wannenförmigen Gehäuse 7 mit über einen Gehäuseboden 7c verbundenen Seitenwänden 7a und 7b sowie einem Gehäusedeckel 8. Von diesem Gehäuse 7 werden eine erste Leiterplatte 4 mit Hochfrequenzbauteilen HF und eine mittels einer federelastischen Abschirmungsvorrichtung 1 hiervon beabstandete angeordnete zweite Leiterplatte 5 mit Niederfrequenzbauteilen NF aufgenommen. Daher wird im Folgenden die erste Leiterplatte 4 auch Hochfrequenzleiterplatte bzw. die zweite Leiterplatte 5 auch Niederfrequenzleiterplatte genannt. Die Hochfrequenzleiterplatte 4 trägt gehäusebodenseitig eine Radarantenne sowie eine Abschirmung 6, da auf dieser Seite der ersten Leiterplatte 4 ebenso Hochfrequenzbauteile angeordnet sind. Der Gehäuseboden 7c des Gehäuses 7 ist als Radom ausgebildet.
-
Die parallelen Seitenwände 7a des Gehäuses 7 sind als Längsseitenwände und dessen parallelen Seitenwände 7b als Querseitenwände ausgebildet. An einer Querseitenwand 7b ist eine Steckerbuchse 9 angeformt, deren Steckerkontakte in das Gehäuse 7 geführt sind und dort rechtwinklig abgebogen in Einpressstiften 9a enden. Dieser Bereich mit den Einpressstiften 9a ist von einer weiteren, parallel zur die Steckerbuchse aufweisenden Querseitenwand 7b verlaufenden Querseitenwand 7b‘ vom restlichen Bereich des Gehäuse abgetrennt. Ferner sind in den Randbereichen des Gehäusebodens 7c des Gehäuses 7 pfostenartige Anlageelemente 7d angeformt, die jeweils eine Auflagefläche für die in dieses Gehäuse 7 einzuführende erste Leiterplatte 4 bilden.
-
Die Abschirmvorrichtung 1 umfasst gemäß den 2 und 3 zwei haubenförmige Abschirmungen 2 und 3, die jeweils aus einer einen Abschirmboden 2c bzw. 3c umlaufenden Seitenwand 2a bzw. 3a und einem auskragenden Rand 2b bzw. 3b der Seitenwand 2a bzw. 3a bestehen. Dieser auskragende Rand 2b bzw. 3b der Abschirmung 2 bzw. 3 bildet eine Auflagefläche, an der im montierten Zustand der Radareinrichtung 10 die Leiterplatte 4 bzw. 5 gemäß 7 randseitig anliegt, so dass die auf den Leiterplatten 4 und 5 angeordneten Hochfrequenz- bzw. Niederfrequenzbauteile HF bzw. NF abgedeckt und damit elektromagnetisch abgeschirmt werden.
-
Zur Realisierung einer federelastischen Eigenschaft zwischen den jeweils eine Auflagefläche für die Leiterplatten 4 und 5 bildenden Rändern 2b und 3b der Abschirmungen 2 und 3 liegen diese Abschirmungen 2 und 3 über ihre Abschirmböden 2c und 3c beabstandet aneinander, wobei zur Realisierung eines Abstandes a gemäß 5 der Abschirmboden 3c eine zentrisch angeordnete Erhebung 3d als Abstandshalter aufweist, wie dies insbesondere aus der Schnittdarstellung nach 5 ersichtlich ist. Diese in Richtung der Abschirmung 2 ausgeformte Erhebung 3d ist nach 4 mit einem kreisförmigen Querschnitt mit einer ebenen Anlagefläche 3f ausgebildet, an der der Abschirmboden 3c der Abschirmung 3 flächenschlüssig anliegt.
-
Da die beiden Abschirmböden 2c und 3c nur partiell über diese Erhebung 3b in Kontakt sind, können bei einem auf die Ränder 2b und 3b der Abschirmungen 2 und 3 ausgeübten Druck die beiden Abschirmböden 2c und 3c senkrecht zu ihren Ebenen elastisch ausschwingen.
-
Zur gegenseitigen Fixierung der beiden Abschirmungen 2 und 3 weist der Abschirmboden 2c zwei mit kurzem Abstand beabstandete Fixiernoppen 2d auf, die in entsprechende im Bereich der Erhebung 3d angeordnete, als domartige Ausstülpungen ausgeformte Fixieröffnungen 3f eingreifen.
-
Ferner weisen die beiden Abschirmungen 2 und 3 jeweils eine Öffnung 2e bzw. 3g auf, die dazu dienen, die beiden Leiterplatten 2 und 3 über eine Steckverbindung elektrisch miteinander zu verbinden. Um auch in diesem Bereich der Steckverbindung eine EMV-Abschirmung zu realisieren, ist ein HF-Tubus (in den Figuren nicht dargestellt) vorgesehen, der mittels am Rand der Öffnung 2f ausgebildeten Federlaschen 2f gehalten wird.
-
Die beiden Abschirmungen 2 und 3 werden als Tiefzieh-Blechteile hergestellt. So wird mit einem Tiefziehvorgang auch die Erhebung 3d als Abstandshalter der Abschirmung 3 sowie deren domartigen Fixieröffnungen 3e hergestellt; in gleicher Weise wird die Abschirmung 2 zusammen mit den Fixiernoppen 2b in einem Tiefziehvorgang gefertigt.
-
Die beiden Abschirmungen 2 und 3 der Abschirmvorrichtung 1 sind über die Fixiernoppen 2d und die Fixieröffnungen 3e miteinander kraftschlüssig verbunden. Eine solche Verbindung kann beispielsweise mittels einer Clinchverbindung, auch Tox©-Verbindung genannt, realisiert werden.
-
Die Montage der Radareinrichtung 10 beginnt damit, dass in das Gehäuse 7 zunächst die Hochfrequenzleiterplatte 4 eingelegt wird, so dass sie auf den im Gehäuse 7 angeordneten Anlageelementen 7d auffliegt. Diese erste Leiterplatte 4 weist dabei in Richtung der Längsseitenwände 7a eine Länge auf, so dass die Einpressstifte 9a der Steckerbuchse 9 an dieser ersten Leiterplatte 4 vorbeigeführt werden und daher diese erste Leiterplatte 4 in diesem Bereich in den durch die mit der weitere Querseitenwand 7b‘ und den Seitenwänden 7a und 7b gebildeten Raum eingelegt werden kann, wie dies aus 7 erkennbar ist.
-
Anschließend wird die Abschirmvorrichtung 1 mit den verbundenen Abschirmungen 2 und 3 auf diese erste Leiterplatte 2 aufgesetzt, so dass die Ränder 2b der Abschirmung 2 auf dieser ersten Leiterplatte 4 randseitig umlaufend aufliegt. Dabei ist diese Abschirmvorrichtung 1 mit den beiden Abschirmungen 2 und 3 derart dimensioniert, dass die eine Auflagefläche für die zweite Leiterplatte 5 dienender Rand 3b eine auf den Seitenwänden 7a und 7b bzw. 7b‘ des Gehäuses 7 angeordnete Auflagefläche 7e geringfügig übersteht.
-
Die Niederfrequenzleiterplatte 5 wird nun auf den als Anlagefläche dienenden Rand 3b der Abschirmung 3 aufgelegt, wobei sich diese Leiterplatte 5 mit einem Randbereich 5a über den von der Querseitenwand 7b‘ abgetrennten Bereich erstreckt, so dass dieser die Einpressöffnungen für die Einpressstiften 9a aufweisender Randbereich 5a der zweiten Leiterplatte 5 von dieser Abschirmung 3 nicht abgedeckt wird und beim Einlegen dieser Niederfrequenzleiterplatte 5 in das Gehäuse 7 die Einpressstifte 9a in die im Bereich 5a liegenden Einpressöffnungen der zweiten Leiterplatte 5 teilweise eingepresst werden. Damit ist diese zweite Leiterplatte 5 im Vergleich zur ersten Leiterplatte 4 um diesen Bereich 5a länger. In diesem Zustand ergibt sich ein geringer Abstand zwischen dieser zweiten Leiterplatte 5 und der umlaufenden Anlagefläche 7e auf den Seitenwänden 7a und 7b bzw. 7b‘ des Gehäuses 7.
-
Zum Verschließen des Gehäuses 7 wird der Gehäusedeckel 8 auf die zweite Leiterplatte 5 bzw. die Seitenwände 7a und 7b des Gehäuses 7 aufgelegt und mittels Schrauben 8c mit dem Gehäuse 7 eckseitig verschraubt, so dass gemäß 7 dadurch die zweite Leiterplatte 5 durch einen umlaufenden Steg 8a auf die Anlageebene 7e gedrückt und in dieser Lage fixiert wird sowie gleichzeitig auch die Abschirmvorrichtung 1 unter Erzeugung einer Federkraft zusammengedrückt wird, da die erste Leiterplatte 4 an den Anlageelementen 7d anliegt und damit als Gegenlager dient. Zusätzlich werden bei diesem Montagevorgang auch die Einpressstifte 9a in die Einpressöffnungen Bereich 5a der zweiten Leiterplatte 5 in ihre Endlage eingepresst.
-
Damit befindet sich im geschlossenen Zustand des Gehäuses 7 die Abschirmvorrichtung 1 im vorgespanntem Zustand, d. h. wenn aufgrund der Schraubverbindung des Gehäusedeckels 8 mit dem Gehäuse 7 die zweite Leiterplatte 5 an der Anlagefläche 7e anliegt, so dass dadurch die erste Leiterplatte 4 an die Anlageelemente 7d gepresst wird.
-
Die derart montierte Radareinrichtung 10 wird über auf den Gehäusedeckel 8 amtierte Montageschrauben 8d an die Fahrzeugkarosserie eines Fahrzeugs montiert.
-
Das Gehäuse 7 kann als Grundstoffgehäuse ausgebildet werden, wobei der Gehäusedeckel 8 metallisch bzw. mit realisiert ist, so dass auch im montierten Zustand auf der gehäuseseitigen Leiterplattenseite der zweiten Leiterplatte 5 angeordnete Niederfrequenzbauteile ebenso elektromagnetisch abgeschirmt werden. Auf seiner Außenseite ist ein solcher Gehäusedeckel 8 zwecks besserer Wärmeabfuhr mit Kühlrippen 8b ausgestattet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Abschirmvorrichtung
- 2
- Abschirmung der Abschirmvorrichtung
- 2a
- Seitenwand der Abschirmung 2
- 2b
- Rand der Abschirmung 2
- 2c
- Abschirmboden der Abschirmung 2
- 2d
- Fixiernoppen
- 2e
- Öffnung in der Abschirmung 2
- 2f
- Federlaschen an der Öffnung 2d
- 3
- Abschirmung der Abschirmvorrichtung
- 3a
- Seitenwand der Abschirmung 3
- 3b
- Rand der Abschirmung 3
- 3c
- Abschirmboden der Abschirmung 3
- 3d
- Abstandshalter, Erhebung
- 3e
- Fixieröffnung
- 3f
- Öffnung in der Abschirmung 3
- 4
- erste Leiterplatte, Hochfrequenzleiterplatte
- 5
- zweite Leiterplatte, Niederfrequenzleiterplatte
- 5a
- Randbereich der Leiterplatte 5 mit Einpressöffnungen
- 6
- Abschirmung
- 7
- Gehäuse der Radareinrichtung
- 7a
- Seitenwand des Gehäuses 7
- 7b
- Seitenwand des Gehäuses 7
- 7b‘
- Seitenwand des Gehäuses 7
- 7c
- Gehäuseboden des Gehäuses 7
- 7d
- Anlageelemente des Gehäuses 7
- 7e
- Anlagefläche des Gehäuses 7
- 8
- Gehäusedeckel des Gehäuses 7
- 8a
- umlaufender Steg des Gehäusedeckels 8
- 8b
- Kühlrippen des Gehäusedeckels 8
- 8c
- Schraube
- 8d
- Montageschrauben
- 9
- Steckerbuchse
- 9a
- Einpressstifte der Steckerbuchse 9
- 10
- Radareinrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007042173 A1 [0003, 0008]
