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Die
Erfindung betrifft eine Dachantenne, ausgebildet zur Montage auf
einem Fahrzeugdach eines Fahrzeuges, gemäß den
Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 oder 2.
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Aus
der
DE 10 2006
050 424 A1 ist eine Dachantenne bekannt, die eine Bodenplatte
aufweist, wobei auf der Bodenplatte Antennenelemente angeordnet
sind. Die Antennenelemente werden durch ein Antennengehäuse
vor äußeren Einflüssen geschützt,
wobei das Antennengehäuse mit seiner umlaufenden unteren
Kante die Bodenplatte umfasst. Bei diesem Stand der Technik muss
durch aufwändige Maßnahmen sicher gestellt werden,
dass das Antennengehäuse mit seiner umlaufenden unteren
Kante die Bodenplatte dichtend umfasst, um zu verhindern, dass Schmutzpartikel
und vor allen Dingen Feuchtigkeit in das Innere der Dachantenne
eindringen. Denn Feuchtigkeit führt zu Korrosionen und folglich
zu Fehlfunktionen, vor allen Dingen der hochfrequenzmäßigen
Antennenelemente, die auf solche Feuchtigkeiten sehr empfindlich
reagieren. So ist es im Stand der Technik bekannt, dass die Bodenplatte üblicherweise
aus dem Werkstoff Zink in einem Druckgussverfahren hergestellt wird.
Ohne weitere Behandlung hat Zink allerdings die Eigenschaften, dass
es in Folge von Feuchtigkeit korrodiert, so dass Maßnahmen
ergriffen werden müssen, eine solche störende
Korrosion zu vermeiden. Dies erfolgt im Stand der Technik durch
Passivierungen, zum Beispiel mittels einer Dickschicht-Passivierung,
damit die Bodenplatte gegen Korrosion geschützt ist. Bei dieser Passivierung
wird die Oberfläche der Bodenplatte mittels eines chemischen
Vorganges behandelt, so dass der Oberflächenbereich der
Bodenplatte nicht mehr korrodieren kann. Dieser Schritt ist aber unter
Umweltaspekten äußerst bedenklich und sehr aufwändig
bei der Handhabung der Herstellung und Passivierung von Bodenplatten
für Dachantennen in der Serienherstellung in großen
Stückzahlen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Dachantenne mit
einer Bodenplatte zur Verfügung zu stellen, bei der die
eingangs geschilderten Nachteile nicht mehr auftreten und die Bodenplatte
auf einfache Art und Weise und mit einfachen Mitteln vor Korrosionen
dann geschützt ist, wenn in das Antennengehäuse
Feuchtigkeit im Betrieb der Dachantenne auf dem Fahrzeugdach eines
Fahrzeuges eindringt.
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Diese
Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche
1 und 2 gelöst.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bodenplatte
in einem gegenüber den äußeren Einflüssen
nicht abgedichteten Bereich aus einem organischen Material oder
aus Kunststoff gebildet ist. Dies hat zum einen den Vorteil, dass
Abdichtungsmaßnahmen, zum Beispiel durch Dichtungselemente,
durch Form- oder Kraftschlüsse zwischen Antennengehäuse
und Bodenplatte ganz entfallen oder minimiert werden können. Zum
anderen entfällt bei der Herstellung der Dachantenne mit
der Bodenplatte der Verfahrensschritt der Passivierung, da die Bodenplatte
aus einem Material gebildet ist, welches nach seiner Herstellung
und im Betrieb der Antenne nicht korrodieren kann.
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In
einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Bodenplatte
in einem gegenüber den äußeren Einflüssen
nicht abgedichteten Bereich von einem Kernbereich aus Metall, zum
Beispiel Zink, gebildet, wobei der Kernbereich mit einem nichtmetallischen
Material beschichtet ist. Auch hier ist zunächst der Vorteil
gegeben, dass Dichtungsmaßnahmen minimiert werden oder
entfallen können. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen,
dass die Bodenplatte zunächst hergestellt werden kann,
ohne dass diese durch chemische Verfahrensschritte weiter behandelt wird.
Denn nach der Herstellung der Bodenplatte schließt sich
der Verfahrensschritt an, dass die Bodenplatte mit einem nichtmetallischen
Material, zum Beispiel einem Kunststoff, beschichtet wird. Alternativ
kann die Bodenplatte auch zum Beispiel lackiert werden. Das bedeutet,
dass bei diesem zusätzlichen Verfahrensschritt die Oberfläche
der Bodenplatte nicht verändert, insbesondere nicht angegriffen
wird, sondern lediglich ein zusätzliches Material, welches die
Korrosion der metallischen Bodenplatte verhindert, aufgetragen wird.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist die auf die Bodenplatte aufgebrachte
Oberfläche aus dem organischen Material, aus dem Kunststoff
oder aus dem nichtmetallischen Material zumindest teilweise, vorzugsweise
vollständig, mit einer zusätzlichen metallischen
Beschichtung versehen. Eine solche metallische zusätzliche
Schicht ist erforderlich, um für die Dachantenne, insbesondere
deren Antennenelemente, als Massekontaktfläche bzw. als
Massefläche (gegebenenfalls auch mit der Wirkung einer
Abschirmung) zu bilden. Diese metallische Beschichtung der Oberfläche
des Materials, welches die Bodenplatte selber vor Korrosionen schützt,
kann zum Beispiel in einem Druck- oder Sprühverfahren aufgebracht
werden. Ein Druckverfahren hat den Vorteil, dass gezielt diejenigen
Bereiche der Oberfläche, insbesondere der ebenen Oberfläche,
mit dem metallischen Material versehen werden können, das
als Massefläche oder Massekontaktfläche fungieren
soll. Dazu wird insbesondere eine metallische Paste verwendet, die auf
die gewünschten Bereiche der Oberfläche der Beschichtung
der Bodenplatte aufgebracht wird. Alternativ oder ergänzend
dazu kann die zusätzliche metallische Beschichtung auch in
einem Sprühverfahren aufgebracht werden, wobei das Sprühverfahren
den Vorteil hat, dass die gesamte beschichtete Oberfläche
der Bodenplatte mit der zusätzlichen metallischen Beschichtung
auf einfache Art und Weise versehen werden kann. Dies erfolgt dann
in einem sehr einfachen und kurz auszuführenden Verarbeitungsschritt.
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Alternativ
oder ergänzend dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die metallische Beschichtung auf ein zu der Bodenplatte separates
und an dieser befestigbares Bauteil ist. Das bedeutet, dass die
Bodenplatte, nachdem sie komplett aus Kunststoff oder einem anorganischen
Material hergestellt worden ist oder der Kernbereich mit dem nichtmetallischen
Material beschichtet worden ist, nachträglich mit einem
separaten Bauteil, welches beispielsweise ebenfalls plattenförmig
ausgebildet ist und die Konturen der Bodenplatte aufweist, versehen wird.
Dies kann beispielsweise durch Verclipsen, Verkleben, Verschrauben,
Verlöten oder dergleichen erfolgen. Eine Verbindung des
separaten Bauteils mit der Bodenplatte hat darüber hinaus
den Vorteil, dass die Verbindungsstellen als Kontaktstellen ausgebildet
sind, so dass die Antennenelemente, Massepunkte und dergleichen,
die auf der Bodenplatte angeordnet sind, entsprechend ihrer Funktion über
das separate Bauteil (auch als Masseblech zu bezeichnen) und gegebenenfalls
weiter zu dem Fahrzeugdach oder weiteren Bauteilen des Fahrzeuges
kontaktiert werden können. In besonders vorteilhafter Weise
sind sowohl die Bodenplatte als auch das dazu separate Bauteil aus
dem metallischen Werkstoff flächig und in ihren äußeren
Konturen nahezu identisch oder vollständig identisch ausgebildet,
so dass sie in Form eines Sandwiches übereinander gelegt
und miteinander befestigt bzw. kontaktiert werden können.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das organische
Material, der Kunststoff oder das nichtmetallische Material, welche
den Kernbereich der Bodenplatte, das heißt, die metallische Bodenplatte
selber, umgeben, spritzgegossen, zumindest teilweise, insbesondere
vollständig, zum Beispiel auf einer Seite der Bodenplatte
oder die Bodenplatte vollständig umschließend,
angeordnet sind. Das bedeutet, dass das organische Material, der
Kunststoff oder das nichtmetallische Material in einem einfach zu
handhabenden Verarbeitungsverfahren, nämlich einem Spritzgussverfahren,
auf die Bodenplatte aufgetragen werden können.
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Die
Beschichtung der Bodenplatte mit den genannten Materialien erfolgt
auf jeden Fall in einem solchen Bereich, der im montierten Zustand
der Dachantenne auf dem Fahrzeugdach unter Weglassung von Dichtelementen
oder trotz Vorhandensein von Dichtelementen den äußeren
Umwelteinflüssen, insbesondere Feuchtigkeit, ausgesetzt
ist. Darüber hinaus können auch die diejenigen
Bereiche mit den genannten Maßnahmen geschützt
werden, bei denen die Bodenplatte auf Grund der Konstruktion der Dachantenne
oder auf Grund von Vorhandensein von wirksamen Dichtelementen den äußeren
Einflüssen nicht ausgesetzt ist. Dies kommt insbesondere dann
in Betracht, wenn trotz äußerst sorgfältiger
Abdichtung des Innenraums der Dachantenne Kondens- oder Schwitzwasser
entstehen könnte, welches zu den genannten, unerwünschten
Korrosionen führen würde.
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Die
Beschichtung der flächig gestalteten Bodenplatte erfolgt
vorzugsweise in Form einer relativ dünnen Beschichtung,
insbesondere mit einer Dicke kleiner als 1 mm (Millimeter). Das
heißt, dass die übrigen Elemente der Dachantenne,
insbesondere die Antennenelemente, von der Beschichtung nicht betroffen
werden, da sie erst nach der Beschichtung der Bodenplatte mit den
genannten Materialien montiert werden. Es ist allerdings auch denkbar,
dass die Bodenplatte aus einem metallischen Werkstoff, wie insbesondere
Zink, hergestellt wird, anschließend die Antennenelemente
in geeigneter Form montiert werden und erst danach die Beschichtung
der Bodenplatte dadurch erfolgt, dass das gesamte Antennengehäuse, das
heißt sein gesamten Inneres, mit einem die elektrisch leitfähigen
Material, wie zum Beispiel ein anorganisches Material oder Kunststoff, ausgefüllt
wird, um die Bodenplatte und in weiterer vorteilhafter Weise auch
die übrigen Elemente innerhalb der Dachantenne vor Korrosionen
zu schützen. An dieser Stelle kann auch daran gedacht werden, dass
die Bodenplatte mit den montierten Antennenelementen und gegebenenfalls
weiterer Elemente, wie zum Beispiel Zuleitungen, Steckverbindungen
oder dergleichen, nach deren endgültiger Montage mit einem
geeigneten Material, wie zum Beispiel einem Kunststoff, einem Lack
oder dergleichen, überzogen werden, um auch so das Innere
der Dachantenne vor Korrosionen zu schützen.
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Zwei
Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht
beschränkt ist, sind im Folgenden beschrieben und anhand
der 1 und 2 erläutert.
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Die 1 und 2 zeigen,
soweit im Einzelnen dargestellt, eine Dachantenne 1, die,
nachdem alle Elemente montiert worden sind, ausgebildet ist zur
Montage auf einem Fahrzeugdach 2 eines Fahrzeuges. Die
Ausbildung der Antenne als Dachantenne und ihre Montage auf einem
Fahrzeugdach eines Fahrzeuges ist der hauptsächliche Anwendungsfall,
wobei anstelle der Ausbildung als Dachantenne und der Montage auf
einem Fahrzeugdach auch andere geometrische Ausführungsformen
und andere Montageorte auf flächigen Bauteilen eines Fahrzeuges
alternativ in Betracht kommen können. Als Beispiel für
einen alternativen Montageort einer solchen Antenne sei zum Beispiel
ein Kofferraumdeckel eines Fahrzeuges genannt.
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In
den 1 und 2 ist eine Bodenplatte 3 schematisch
dargestellt, wobei in 1 die Bodenplatte 3 ein
einziges Bauteil bildet und in erfindungsgemäßer
Weise in einem gegenüber den äußere Einflüssen
nicht abgedichteten Bereich, jedoch in bevorzugter Weise vollständig,
aus einem organischen Material oder aus Kunststoff gebildet ist.
Auf bzw. an dieser Bodenplatte 3 werden ein Antennenelement 4 oder
mehrere Antennenelemente 4 für unterschiedliche
Dienste (das heißt Frequenzbänder) montiert, wobei
das Innere der Dachantenne 1 durch ein Antennengehäuse 5 verschlossen
und somit vor äußeren Einflüssen geschützt
ist. Dabei umfasst der umlaufende untere Rand (Kante) des Antennengehäuses 5 die
Bodenplatte 3, wozu die einander anliegenden Bereiche entsprechend
gestaltet sind, um das Antennengehäuse 5 an der
Bodenplatte 3 unlösbar oder lösbar festzulegen.
Diese Festlegung kann lösbar zum Beispiel durch Schraub-
oder Clipsverbindungen und unlösbar zum Beispiel durch
Verschweißen oder Verkleben erfolgen, wobei es im letztgenannten
Fall von Vorteil ist, wenn das Material der Beschichtung der Bodenplatte 3 und
das Material des Antennengehäuses 5 gleich sind,
um einen Verschweiß- oder Verklebevorgang zu erleichtern. Zwecks
Abdichtungsmaßnahmen kann noch, muss aber nicht, ein Dichtelement 7 vorhanden
sein, welches das Antennengehäuse 5 gegenüber
der Bodenplatte 3 und/oder gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines
weiteren Dichtelementes die Bodenplatte gegenüber der Oberfläche
des Fahrzeugdaches 2 abdichtet. Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß der 1 und 2 ist
noch ein Träger 6 vorhanden, der vorzugsweise
auch aus einem Kunststoffmaterial, hergestellt beispielsweise in
einem Spritzgussverfahren, vorhanden, wobei der Träger 6 auf
dem Fahrzeugdach 2 angeordnet wird und die Bodenplatte 3 aufnimmt.
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In
an sich bekannter Weise weist die Bodenplatte 3 einen in
Richtung des Fahrzeugdaches 2 weisenden Gewindezapfen 8 auf,
wobei auf den Gewindezapfen 8 zumindest eine Befestigungsmutter 9 aufschraubbar
ist, nachdem der Gewindezapfen 8 durch eine Öffnung 10 in
dem Fahrzeugdach 2 durchgeführt worden ist. Durch
die Öffnung 10 in dem Fahrzeugdach 2 werden
auch Kabel und gegebenenfalls Steckverbindungen durchgeführt,
die die Antennenelemente mit nachgeschalteten Hochfrequenzgeräten,
wie zum Beispiel einem Antennenverstärker, einem Impedanzwandler
oder Wiedergabegeräten, verbindet. Bei bekannten Dachantennen
erfolgt eine Massekontaktierung der Dachantenne über den
Gewindezapfen und die Befestigungsmutter hin zu dem Fahrzeugdach,
welches im Regelfall auch aus einem metallischen Werkstoff besteht
und auf Massepotenzial liegt. Um gemäß der Erfindung
diese Funktion ebenfalls sicher zu stellen, ist es von Vorteil,
wenn die Bodenplatte 3 nach ihrer Beschichtung mit dem
genannten Material, welches die Korrosion verhindern soll, auch
mit dem metallischen, Werkstoff beschichtet wird, um diese so genannte
Massekontaktierung sicher zu stellen.
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Zum
Aufbau der Bodenplatte 3 gemäß 1 ist
auszuführen, dass diese einstückig ausgebildet
ist und aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material besteht.
Dieses Material ist beispielsweise ein Kunststoff, der in einem
Spritzgussverfahren verarbeitet wird und nach Durchführung
des Verfahrens die fertige Bodenplatte 3 in der gewünschten
Form entsteht.
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Zum
Aufbau der Bodenplatte 3 gemäß 2 ist
auszuführen, dass diese einen Kernbereich 31 aus
Metall aufweist, wobei dieser Kernbereich 31 zum Beispiel
durch eine Zinkplatte oder aus einem anderen metallischen Werkstoff
in Plattenform gebildet ist, wobei dieser Kernbereich 31 vorzugsweise
in einem Druckgussverfahren hergestellt werden kann. Anschließend
erfolgt nach der Herstellung des Kernbereichs 31 der Bodenplatte 3 deren
Beschichtung mit einem nichtmetallischen Material 30, zum
Beispiel durch Auftragen eines Lackes oder Einlegen des noch nicht
fertigen Kernbereiches 31 in eine Spitzgussform, die mit
Kunststoff aufgefüllt wird und deren Werkzeug die äußeren
Konturen der später fertigen Bodenplatte 3 bildet.
Diese Ausgestaltung ist in 2 in Explosionsdarstellung
zu erkennen, um die Gestalt der Umspritzung deutlich zu machen.
Das Teil mit dem Gewindezapfen 8, wobei der plattenförmige
Teil und der Gewindezapfen den so genannten Kernbereich 31 bilden,
besteht aus einem metallischen Werkstoff, wobei das direkt darunter
dargestellte Teil 30 so gestaltet ist, dass diese Umspritzung die
innen liegenden Dichtungen aufnimmt und ebenso an der unteren Dichtung
zum Träger 6 hin anliegt, so dass der metallische
Teil (der nach oben weisende Bereich des Teiles 31) gegen
die Umwelt nach dem Aufsetzen des gedichteten Antennengehäuses 5 abgedichtet
ist. Hierbei ist anzumerken, dass die beiden Teile 30, 31 in 2 lediglich
zum besseren Verständnis als zwei separate Teile dargestellt
sind. In der Praxis werden diese beiden Teile dadurch realisiert,
dass zunächst das metallische Teil 31 mit seinem
Gewindezapfen 8 hergestellt wird und anschließend,
wie zuvor schon beschrieben, in einem Druckgusswerkzeug mit Kunststoff
umspritzt wird, so dass nach diesem Umspritzvorgang ein einteiliges
Teil 30, 31 entsteht, bei dem die beiden nur in
der 2 zu Demonstrationszwecken separat gestellten
Teile 30, 31 nicht mehr voneinander ohne Zerstörung
getrennt werden können.
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Die
Bodenplatte 3, die gemäß 1 vollständig
aus Kunststoff hergestellt worden ist, oder die Bodenplatte 3 gemäß 2 (bestehend
aus dem Kernbereich 31 mit seiner Umspritzung 30)
weisen darüber hinaus Elemente auf, die die Antennenelemente 4 aufnehmen
können, das heißt, in ihrer Lage auf der Bodenplatte 3 fixieren
und darüber hinaus auch eine Befestigungsfunktion, zum
Beispiel durch Verclipsen, haben.
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Der
Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass
sich die geometrischen Ausgestaltungen und Erstreckungen der Bodenplatte 3 nach
der äußeren Form des Antennengehäuses 5 richtet,
die nach designerischen Aspekten in Bezug auf das Gesamterscheinungsbild
des Fahrzeuges ausgewählt werden. Daher ist es von besonderem
Vorteil, jedoch nicht zwangsweise, dass die Bodenplatte 3,
entweder vollständig bestehend aus einem anorganischen
Material oder aus Kunststoff (1) oder
bestehend aus einem Kernbereich 31 aus Metall mit einer
nichtmetallischen Beschichtung 30 eine flächige,
eine Plattenform, aufweisen. Alternativ oder ergänzend
dazu sind selbstverständlich auch andere Formgebungen denkbar,
so zum Beispiel Abwinklungen nach oben und/oder unten, dickere bzw.
blockförmige Ausgestaltungen der Bodenplatte 3 und
dergleichen.
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In
einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird die Bodenplatte 3 gemäß 1 oder 2 mit
dem Träger 6 versehen, das Antennenelement 4 oder
die Antennenelemente 4 montiert danach das Antennengehäuse 5 mit
seiner umlaufenden unteren Kante mit der Bodenplatte 3 und/oder dem
Träger 6 verbunden und anschließend der
gesamte Innenbereich innerhalb des Antennengehäuses 5 mit
einem geeigneten Material, zum Beispiel einem flüssigen
und nach seiner Verarbeitung aushärtbarem Kunststoff aufgefüllt,
so dass nicht nur die Bodenplatte 3 beschichtet wird, sondern
auch alle anderen Bauteile innerhalb des Antennengehäuses 5 vor Korrosionen
geschützt sind. Das Auffüllen des Innenbereichs
des Antennengehäuses 5 hat darüber hinaus
den Vorteil, dass nicht nur Korrosionen verhindert werden, sondern
die Elemente innerhalb des Antennengehäuses 5 auch
in ihrer Soll-Position lagefixiert sind und damit vor Erschütterungen,
Stößen und dergleichen wirksam geschützt
sind.
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- 1
- Dachantenne
- 2
- Fahrzeugdach
- 3
- Bodenplatte
- 4
- Antennenelemente
- 5
- Antennengehäuse
- 6
- Träger
- 7
- Dichtelement
- 8
- Gewindezapfen
- 9
- Befestigungsmutter
- 10
- Öffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006050424
A1 [0002]