AT10686U1 - MOBILE ELECTRICAL DEVICE FOR VEHICLES - Google Patents
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Description
teiÄses patcBiamt AT 10 686 U1 2009-08-15teCeS patcBiamt AT 10 686 U1 2009-08-15
Beschreibung [0001 ] Die Erfindung betrifft ein mobiles elektrisches Gerät für Fahrzeuge, wie Fahrtenschreiber oder Radioempfänger für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, das eine obere Gehäusewand, einen Boden, zwei Seitenwände sowie eine Frontseite mit Bedienelementen und einer Anzeigeeinrichtung und eine Rückseite aufweist, und in dessen Inneren zumindest eine Haupt-Leiterplatte, die mit elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen bestückt ist, vorgesehen ist.The invention relates to a mobile electrical device for vehicles, such as tachographs or radio receivers for motor vehicles, comprising a housing having an upper housing wall, a bottom, two side walls and a front with controls and a display device and a back, and in the interior of which is provided at least one main printed circuit board, which is equipped with electrical or electronic components.
[0002] Für elektrische bzw. elektronische Geräte für Kraftfahrzeuge, wie insbesondere Fahrtenschreiber für Lastkraftwagen oder Busse, aber auch Radiogeräte, ist eine hohe Beständigkeit gegenüber mechanischen Erschütterungen und Vibrationen einerseits sowie eine Unempfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit, insbesondere auch Niederschlagsfeuchtigkeit, sowie überdies eine Abschirmung der Gerätekomponenten gegenüber Flochfrequenzwellen, um Störungen der Gerätefunktionen zu vermeiden, eine wesentliche Anforderung. Zur Abschirmung wird üblicherweise das Gerätegehäuse aus leitendem Material hergestellt, was aber nicht 100%ig möglich ist, etwa im Hinblick auf Frontseiten-Teile aus Kunststoff, etwa im Bereich der Bedienelemente und der Anzeigeeinrichtung, abgesehen davon, dass auch die übrigen Gehäusewände keine absolute Abschirmung gegenüber elektromagnetischen hochfrequenten Wellen sicherstellen können. Weiters ist es bei herkömmlichen mobilen Geräten üblich, Leiterplatten im Bodenbereich des Gehäuses anzubringen, um so die Montage aller Komponenten zu erleichtern. Die Leiterplatten werden dabei mit dem Boden, gegebenenfalls über Distanzelemente in Form von Hülsen oder dgl., verschraubt. Bei dieser Anordnung kann sich im Kraftfahrzeug vorhandene Feuchtigkeit leicht von oben her auf die Leiterplatte niederschlagen, etwa wenn bei Regenwetter im Fahrzeuginneren eine hohe Luftfeuchtigkeit gegeben ist.For electrical or electronic devices for motor vehicles, such as tachographs for trucks or buses, but also radios, is a high resistance to mechanical shock and vibration on the one hand and insensitivity to moisture, especially precipitation moisture, and also a shield of the device components to RF waves to avoid disturbances of the device functions, an essential requirement. For shielding the device housing is usually made of conductive material, but this is not 100% possible, such as with regard to front parts made of plastic, such as in the field of controls and the display device, apart from the fact that the other housing walls no absolute shielding ensure electromagnetic high-frequency waves. Furthermore, it is common in conventional mobile devices to attach printed circuit boards in the bottom portion of the housing, so as to facilitate the assembly of all components. The printed circuit boards are thereby screwed to the ground, possibly via spacer elements in the form of sleeves or the like. In this arrangement, moisture present in the motor vehicle can easily be reflected from above onto the printed circuit board, for example when there is high humidity in the interior of the vehicle during rainy weather.
[0003] Die Erfindung sucht nun, hier Abhilfe zu schaffen und ein anderes Bauprinzip bei derartigen mobilen Geräten vorzusehen, bei dem eine gegenüber Feuchtigkeitsniederschlag vergleichsweise unempfindliche Unterbringung zumindest der Haupt-Leiterplatte (Mainboard) erhalten wird. Weiters soll bevorzugt in der Folge auch eine verbesserte elektromagnetische Abschirmung sichergestellt werden können.The invention seeks to remedy this situation and to provide another design principle in such mobile devices, in which a comparison with moisture precipitation comparatively insensitive accommodation of at least the main circuit board (motherboard) is obtained. Furthermore, an improved electromagnetic shielding should preferably be ensured as a consequence.
[0004] Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung ein elektrisches Gerät wie in Anspruch 1 definiert vor; vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.To achieve the object, the invention provides an electrical device as defined in claim 1 before; advantageous embodiments and developments are specified in the dependent claims.
[0005] Beim vorliegenden Gerät wird durch die oberseitige Anordnung der Leiterplatte einem Niederschlagen von Feuchtigkeit aus der Gasphase auf der kalten Leiterplatte entgegengewirkt, wenn eine hohe Luftfeuchtigkeit im Fahrzeuginneren gegeben ist. Ein weiterer Vorteil wird erzielt, indem das Geräteinnere für weitere Komponenten Platz bieten kann, da die Haupt-Leiterplatte im obersten Bereich des Inneren des Geräts vorgesehen ist und so einen Einbau von anderen Komponenten nicht behindert. Dies gilt auch im Fall des Vorsehens einer Front-Leiterplatte, die beispielsweise direkt im rechten Winkel an den vorderen Rand der Haupt-Leiterplatte anschließt, sowie weiters im Fall des Vorsehens einer rückseitigen Stecker-Leiterplatte, die ebenfalls im rechten Winkel an die Haupt-Leiterplatte im hinteren Bereich anschließt und mit einer an der Rückseite des Gehäuses angebrachten Steckereinheit, einem Steckergehäuse, verbunden sein kann. Diese Anordnung der Leiterplatten im Inneren des Gehäuses in der Art eines rechtwinkeligen Rahmens, der nach unten offen ist, ermöglicht weiters auch eine effiziente Anbringung von Schirmblechen in den passenden, von den HF- 1 /8 0ίΐί?Γϊί05ί$®ίί fstcBiämt AT10 686 U1 2009-08-15In the present device, a precipitation of moisture from the gas phase on the cold printed circuit board is counteracted by the top-side arrangement of the circuit board, when a high humidity in the vehicle interior is given. Another advantage is that the interior of the device can accommodate more components because the main circuit board is located at the top of the interior of the device and does not hinder the installation of other components. This also applies in the case of providing a front circuit board which connects, for example, directly at right angles to the front edge of the main circuit board, and further in the case of providing a backside connector board, which is also at right angles to the main circuit board connected in the rear area and can be connected to a mounted on the back of the housing plug unit, a connector housing. This arrangement of the printed circuit boards inside the housing in the manner of a rectangular frame, which is open at the bottom, also allows efficient installation of shielding plates in the matching, of the HF-1/8 0ίΐί? Γϊί05ί $ ®ίί fstcBiamt AT10 686 U1 2009-08-15
Frequenzen abhängigen Abständen zu den Leiterplatten innerhalb von diesen, um so Störungen durch hochfrequente Funkwellen zu vermeiden. Auch hier können die Schirmbleche untereinander verbunden sein, und zwar sowohl was die elektrische Leitung anlangt als auch in mechanischer Hinsicht, um Mittel zur Befestigung der einzelnen Schirmbleche einzusparen. Insbesondere können dabei einzelne der Schirmbleche rechtwinkelig abgewinkelte Ränder oder Winkel aufweisen, die am jeweils zugehörigen anderen Schirmblech flächig anliegen. Dabei kann dann eine zwangsweise elektrische Verbindung der jeweiligen zwei Schirmbleche durch Verschrauben, Stecken, Klemmen, aber auch Löten oder Nieten erfolgen.Frequency dependent distances to the circuit boards within these, so as to avoid interference by high frequency radio waves. Again, the shrouds can be interconnected, both as regards the electrical line as well as in mechanical terms, to save means for fixing the individual shrouds. In particular, each of the shield plates may have at right angles angled edges or angles, which lie flat against the respectively associated other shield plate. In this case, then a forced electrical connection of the respective two shielding plates by screwing, plugging, clamping, but also soldering or riveting done.
[0006] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, auf das sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. Es zeigen: [0007] Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines elektrischen Geräts für ein Kraftfahrzeug in Form eines Fahrtenschreibers, der ähnlich einem Radiogerät ausgebildet ist; [0008] Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch dieses Gerät im Bereich von dessen Anzeigeeinrichtung, ungefähr entsprechend der Linie ll-ll in Fig. 1; und [0009] Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch dieses Gerät entsprechend der Linie lll-lll in Fig. 1.The invention will be further explained with reference to a preferred embodiment, to which, however, it should not be limited. In the drawings: Figure 1 is a perspective view of an electrical device for a motor vehicle in the form of a tachograph, which is similar to a radio device formed; Figure 2 is a schematic longitudinal section through this device in the region of the display device, approximately corresponding to the line ll-ll in Fig. 1. and FIG. 3 shows a schematic longitudinal section through this device according to the line III-III in FIG. 1.
[0010] In Fig. 1 ist schaubildlich ein elektrisches Gerät 1 für mobile Anwendungen, nämlich zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, dargestellt, und zwar beispielhaft in Form eines Fahrtenschreibers 1. Dieser Fahrtenschreiber 1 hat ein Autoradio-ähnliches Aussehen, und wenn nachstehend die Erfindung anhand dieses Fahrtenschreibers 1 erläutert wird, so kann sie doch selbstverständlich auch an einem Radiogerät für Kraftfahrzeuge in gleicher Weise realisiert werden.In Fig. 1 is a perspective view of an electrical device 1 for mobile applications, namely for use in motor vehicles, represented by way of example in the form of a tachograph 1. This tachograph 1 has a car radio-like appearance, and if the invention with reference to This tachograph 1 is explained, it can of course also be realized on a radio for motor vehicles in the same way.
[0011] Der gezeigte Fahrtenschreiber 1, oder allgemein das Gerät 1, weist ein ungefähr quaderförmiges Gehäuse 2 mit einer oberen Gehäusewand 3, zwei Seitenwänden 4 (in Fig. 1 ist nur die eine Seitenwand 4 ersichtlich, die andere Seitenwand ist entsprechend ausgebildet) sowie mit einer Frontblende 5 an der Frontseite 6 auf, an der verschiedene Bedienelemente, z. B. eckige Druckknöpfe 7 und runde Druckknöpfe 8, sowie ein LCD-Display als Anzeigeeinrichtung 9 vorgesehen sind. Weiters weist das Gerät 1 im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Einschubfach 10 für eine als Einschubmodul ausgeführte Druckereinheit 11 auf, die an der Vorderseite einen Papieraustrittsschlitz 12 besitzt. Überdies sind beim gezeigten Fahrtenschreiber 1 unterseitig noch zwei Kartenleseeinheiten 13, 14 vorhanden.The illustrated tachograph 1, or generally the device 1, has an approximately cuboid housing 2 with an upper housing wall 3, two side walls 4 (in Fig. 1, only one side wall 4 is visible, the other side wall is formed accordingly) with a front panel 5 on the front 6, on the various controls, eg. B. square push buttons 7 and 8 round buttons, and an LCD display 9 are provided as a display device. Furthermore, in the embodiment shown, the device 1 has an insertion compartment 10 for a printer unit 11 designed as a plug-in module, which has a paper exit slot 12 on the front side. Moreover, the tachograph 1 shown on the underside still two card reading units 13, 14 are present.
[0012] Aus den schematischen Schnittdarstellungen in Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, dass das Gehäuse 2 des Geräts 1 weiters einen Boden 15 sowie an einer Rückseite 16 ein rückseitiges Steckergehäuse oder eine Steckereinheit 17 zur Herstellung der erforderlichen elektrischen Anschlüsse für das Gerät 1 aufweist. Mit dem Steckergehäuse 17 ist eine Stecker-Leiterplatte 18 verbunden, die vertikal und im rechten Winkel zu einer oberseitigen Mainboard- bzw. Haupt-Leiterplatte 19 angeordnet ist, die hängend am Gehäuse-Oberteil, d. h. unterhalb der oberen Gehäusewand 3, angeordnet ist. Diese Haupt-Leiterplatte 19 liegt dabei, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, an der Oberseite des Steckergehäuses 17 und der Stecker-Leiterplatte 18 auf.From the schematic sectional views in Fig. 2 and 3 it can be seen that the housing 2 of the device 1 further comprises a bottom 15 and at a rear side 16 has a rear connector housing or a plug unit 17 for producing the required electrical connections for the device 1 , Connected to the plug housing 17 is a plug printed circuit board 18, which is arranged vertically and at right angles to an upper-side motherboard or main circuit board 19, which is suspended from the housing upper part, d. H. below the upper housing wall 3, is arranged. This main circuit board 19 is, as shown in FIG. 2 can be seen on the top of the plug housing 17 and the connector circuit board 18 on.
[0013] Beim vorliegenden Gerät 1 sind die obere Gehäusewand 3, die beiden Seitenwände 4 sowie eine Rückwand 20 an der Rückseite 16 zur einstückigen, in der Be- 2/8 ί>ίίί»ί:««"ίί pätsmamt ΑΤ 10 686 U1 2009-08-15 triebsposition mit dem Boden (der oberen Gehäusewand 3) nach oben gerichteten Wanne 21 zusammengefasst. Innerhalb dieser Wanne 21, unterhalb der oberen Gehäusewand 3, befinden sich eine oberseitig darin eingehängte Haupt-Baugruppe 22 sowie eine Front-Baugruppe 23. Der Gehäuseboden 15 schließt im Wesentlichen die Wanne 21 unterseitig ab.In the present device 1, the upper housing wall 3, the two side walls 4 and a rear wall 20 on the rear side 16 to the one-piece, in the Be the "patenmamt ΑΤ 10 686 U1 2009-08-15 driving position with the bottom (the upper housing wall 3) upwardly directed trough 21 summarized. Within this tub 21, below the upper housing wall 3, there are a top side mounted therein main assembly 22 and a front assembly 23. The housing bottom 15 substantially includes the tub 21 from the bottom.
[0014] Die Haupt-Baugruppe 22 besteht aus der Haupt-Leiterplatte 19, die mit einem als Baugruppenträger fungierenden Haupt-Schirmblech 24 fest verbunden ist, an dem wiederum ein Schirmblech 25 für das Steckergehäuse 17 und ein Schirmblech 26 für eine Front-Leiterplatte 27 montiert ist, sowie aus der an der Haupt-Leiterplatte 19 rechtwinklig fest montierten hinteren Stecker-Baugruppe, bestehend aus der Stecker-Leiterplatte 18 und dem fest damit verbundenen Steckergehäuse 17. Weiters sind an der Haupt-Baugruppe 22 noch die Kartenleseeinheiten 13, 14 befestigt. Die Hauptbaugruppe 22 wird vorab vollständig montiert und danach oberseitig in die Wanne 21 eingehängt, wobei die Schirmbleche 24, 25, 26 sowohl für eine mechanisch feste, als auch für eine umlaufende, zwangsweise kontaktierende, elektrische Verbindung mit der Wanne 21 sorgen und so eine elektromagnetisch dichte Kammer 28 für nahezu die gesamte Elektronik entstehen lassen. Die Haupt-Leiterplatte 19 kann bei ihrer hängenden Anordnung, gegebenenfalls auch hoch aufbauende, elektrische bzw. elektronische Bauelemente 29, 29' an ihrer gemäß dieser Anordnung unteren Seite tragen.The main assembly 22 consists of the main circuit board 19 which is fixedly connected to a main carrier plate acting as a rack 24, to which in turn a shield plate 25 for the connector housing 17 and a shield plate 26 for a front circuit board 27th is mounted, as well as from the main printed circuit board 19 at right angles permanently mounted rear connector assembly consisting of the connector board 18 and the connector housing firmly connected thereto 17. Furthermore, the card reading units 13, 14 are attached to the main assembly 22 , The main assembly 22 is fully assembled in advance and then hung on the upper side in the tub 21, wherein the shield plates 24, 25, 26 provide both a mechanically fixed, as well as a circumferential, forcibly contacting, electrical connection to the tub 21 and so electromagnetically sealed chamber 28 for almost all electronics. The main printed circuit board 19 may, in its suspended arrangement, possibly also high-level, electrical or electronic components 29, 29 'carry on their lower side according to this arrangement.
[0015] Die Front-Leiterplatte 27 ist den frontseitigen Bedienelementen 7, 8, den Kartenleseeinheiten 13, 14 und der Display-Anzeigeeinrichtung 9 zugeordnet.The front circuit board 27 is assigned to the front-side controls 7, 8, the card reading units 13, 14 and the display display device 9.
[0016] Bei den Schirmblechen 24, 25, 26 handelt es sich um ein Stecker-Schirmblech 25, ein der Haupt-Leiterplatte 19 zugeordnetes waagrechtes, an den beiden Enden abgewinkeltes Leiterplatten-Schirmblech 24 sowie ein vorderes, Z-förmig abgewinkeltes Schirmblech 26 für die Front-Leiterplatte 27. Das Stecker-Schirmblech 25 ist eben. Das Haupt-Leiterplatten-Schirmblech 24 ist mit zwei aufwärts gebogenen Winkeln 30, 31 versehen. Das Front-Leiterplatten-Schirmblech 26 weist einen oberen horizontalen Winkel 32 sowie einen unteren horizontalen Winkel 33 auf. Mit dem oberen horizontalen Winkel 32 liegt es am Haupt-Leiterplatten-Schirmblech 24 flächig an, und zwar derart, dass dessen Winkel 31 mit dem Hauptteil des Frontseiten-Schirmblechs 26 fluchtet, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Rückseitig liegt der Winkel 30 des Haupt-Schirmblechs 24 flächig am hinteren Schirmblech 25 an. Dabei werden durch das flächige Anliegen des jeweiligen Winkels 30 bzw. 31 an der jeweiligen anderen Leiterplatte 25 bzw. 26 nicht nur elektrische Verbindungen zur Realisierung der elektromagnetisch dichten Kammer 28 erzielt, sondern überdies werden über diese Anlagen auch einfache mechanische Verbindungen, etwa durch Stecken, Klemmen, Schrauben oder dgl. (nicht gezeigt), wie an sich herkömmlich, ermöglicht.When the shield plates 24, 25, 26 is a connector shield plate 25, one of the main circuit board 19 associated horizontal, angled at the two ends PCB shield plate 24 and a front, Z-shaped angled shield plate 26 for the front circuit board 27. The connector shield plate 25 is flat. The main circuit board shield plate 24 is provided with two upwardly bent angles 30, 31. The front PCB shield plate 26 has an upper horizontal angle 32 and a lower horizontal angle 33. With the upper horizontal angle 32 it is flat against the main circuit board shield plate 24, in such a way that its angle 31 is aligned with the main part of the front side shield plate 26, as shown in FIG. 2 can be seen. On the back, the angle 30 of the main shield plate 24 lies flat against the rear shield plate 25. In this case, not only electrical connections for the realization of the electromagnetically sealed chamber 28 are achieved by the flat concerns of the respective angle 30 and 31 on the respective other circuit board 25 and 26, but also simple mechanical connections, such as by plugging, Clamps, screws or the like (not shown), as per se, allows conventional.
[0017] Die Front-Baugruppe 23 besteht aus der Frontblende 5 an der Frontseite 6, an der die verschiedenen Bedienelemente, 7, 8 sowie die Anzeigeeinrichtung 9 vorgesehen sind. Vertikal dahinter angeordnet ist die Front-Leiterplatte 27, die zur Frontblende 5 hin durch ein weiteres Schirmblech 34 elektromagnetisch abgeschirmt ist. Weiters weist die Front-Baugruppe 23 im gezeigten Ausführungsbeispiel das Einschubfach 10 für die Druckereinheit 11 auf. Überdies sind beim gezeigten Gerät 1 unterseitig in der Front-Baugruppe 23 noch zwei Schlitze für die Kartenleseeinheiten 13, 14 vorhanden.The front assembly 23 consists of the front panel 5 on the front 6, to which the various controls, 7, 8 and the display device 9 are provided. Vertically arranged behind the front printed circuit board 27 which is shielded electromagnetically to the front panel 5 through another shield plate 34. Furthermore, the front module 23 in the illustrated embodiment, the insertion compartment 10 for the printer unit 11. Moreover, in the apparatus 1 shown below in the front module 23 two slots for the card reading units 13, 14 are available.
[0018] Die Front-Baugruppe 23 wird in die vollständig vormontierte Kombination von Wanne 21 und Haupt-Baugruppe 22 durch Einschieben und Verrasten von Kunststoff-Rastelementen (nicht dargestellt) montiert. Der elektrische Kontakt zur Haupt-Leiterplatte 19 wird durch einen sog. schwimmenden Steckverbinder (nicht dargestellt) hergestellt, der tolerant gegen mechanische Schwingungen zwischen der Front- 3/8The front assembly 23 is mounted in the fully pre-assembled combination of trough 21 and main assembly 22 by insertion and locking of plastic locking elements (not shown). The electrical contact to the main circuit board 19 is made by a so-called. Floating connector (not shown), the tolerant of mechanical vibrations between the front 3/8
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