DE102006037166B3

DE102006037166B3 - Fahrzeugantenne

Info

Publication number: DE102006037166B3
Application number: DE200610037166
Authority: DE
Inventors: Peter Kirschner; Klaus Karl; Marco Schnürer; Simon Cochius
Original assignee: Wilhelm Sihn jr GmbH and Co KG
Current assignee: Wilhelm Sihn jr GmbH and Co KG
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2026-08-03

Abstract

Beschrieben wird eine Fahrzeugantenne mit einem Fuß (12, 31), welcher einen oder mehrere Strahler (in 28) trägt, und mit einer Basis (12), auf welcher eine Leiterplatte (16) angeordnet ist, an welche der wenigstens eine Strahler (in 28) und wenigstens ein koaxiales Kabel (1) elektrisch angeschlossen sind, welches einen Innenleiter (2), einen Außenleiter (4), ein zwischen Innenleiter (2) und Außenleiter (4) angeordnetes, aus einem Feststoff gebildetes Dielektrikum (3) und einen auf dem Außenleiter (4) liegenden Mantel (5) hat und aus dem Fuß (12, 31) herausführt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf dem Kabel (1) in Verbindung mit dessen Außenleiter (4) eine metallische Halterung (6) verankert ist, von welcher wenigstens ein Fortsatz (10) ausgeht, welcher sich neben einem abisolierten Endabschnitt des Innenleiters (2) in dessen Längsrichtung erstreckt, und dass die Leiterplatte (16) für den Innenleiter (2) und für den wenigstens einen Fortsatz (10) der Halterung Löcher (22, 23, 24) hat, dass der Innenleiter (2) und der wenigstens eine Fortsatz (10) durch jeweils eines der Löcher (22, 23, 24) hindurchgreifen, und dass der Innenleiter (2) auf der dem Kabel (1) abgewandten Seite der Leiterplatte (16) mit einer Leiterbahn der Leiterplatte (16) verlötet und der wenigstens eine Fortsatz (10) am Rand des Loches (23, 24) verankert ist, durch welches er hindurchgreift.

Description

Die Erfindung geht von einer Fahrzeugantenne mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen aus. Eine solche Antenne ist in der DE 199 58 481 C2 offenbart. Die bekannte Antenne hat einen Fuß mit einer Basis aus Metall und mit einer die Basis überwölbenden Haube aus Kunststoff, in welche die Basis so eingefügt ist, dass der Rand der Haube umlaufend ein wenig über die Grundplatte nach unten vorsteht. Die Kontur des Randes der Haube ist der Kontur des Karosserieblechs des Fahrzeuges angepasst, auf welchem die Antenne befestigt werden soll. Bevorzugt wird eine solche Fahrzeugantenne auf dem Fahrzeugdach montiert, welche zu diesem Zweck ein Loch hat, durch welches ein Gewindefortsatz der Basis des Antennenfußes hindurchgreift und gegen die Unterseite des Karosserieblechs verschraubt wird.
Die bekannte Fahrzeugantenne hat mehrere Strahler, z.B. den Strahler einer unter der Haube angeordneten GPS-Antenne und einen Strahler für den Empfang von Rundfunksignalen und von Mobilfunksignalen, z.B. einen Kombistrahler für Radio-Empfang und Mobilfunk. Die Strahler sind an eine Leiterplatte angeschlossen, die auf der Basis des Antennenfußes angeordnet ist. An die Leiterplatte sind für die verschiedenen Strahler Koaxialkabel gelötet, welche durch den Gewindefortsatz der Basis in das Fahrzeug hineinführen. An den im Fahrzeug endenden Koaxialkabeln sind koaxiale Kuppler montiert, welche mit koaxialen Steckern verbunden werden, die an koaxialen Kabeln montiert sind, welche Bestandteil eines im Fahrzeug verlegten Kabelbaumes sind.
Das Verbinden der aus dem Antennenfuß herausführenden Koaxialkabel mit der im Antennenfuß angeordneten Leiterplatte ist aufwendig. Die Koaxialkabel müssen zunächst abisoliert werden, um einen vorderen Abschnitt des Kabelinnenleiters und einen vorderen Abschnitt des Kabelaußenleiters freizulegen. Teilweise müssen der Kabelinnenleiter und/oder der Kabelaußenleiter vorverzinnt werden. Innenleiter und Außenleiter eines jeden Koaxialkabels werden dann von Hand mit der Leiterplatte verlötet. Zur Erleichterung des Lötprozesses ist es bekannt, Löthilfsbleche an den Leiterplatten und/oder Aderendhülsen an den Koaxialkabeln anzubringen. Die dadurch erzielbare Erleichterung ist jedoch nicht bedeutend und erlaubt keine Automatisierung des Lötprozesses. Hinzu kommt, dass die Lötstellen nach der Montage des Antennenfußes häufig nicht mehr einsehbar sind, was zu einem hohen personellen und technischen Aufwand für die Qualitätskontrolle führt.
Aus der EP 1 648 049 A1 ist es bekannt, an der Unterseite einer Leiterplatte koaxiale Kuppler zu befestigen, an welche die vom Antennenfuß abgehenden Koaxialkabel mit passenden koaxialen Steckern angeschlossen werden können. Zwar kann man damit Handlötarbeiten vermeiden, muss aber stattdessen Kuppler vorsehen und so anordnen, dass sie von der Unterseite des Karosserieblechs her mit koaxialen Steckern verbunden werden können, welche an den im Fahrzeug verlegten koaxialen Kabeln angebracht sind. Dadurch ist i.d.R. ein größeres Karosserieloch erforderlich, als es vom Fahrzeughersteller vorgegeben ist.
Aus der DE 198 50 883 B4 ist es bekannt, auf dem Endabschnitt eines Koaxialkabels eine Halterung in Form einer Hülse zu befestigen, die in der Art eines Crimpvorgangs verankert ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Löten von Koaxialkabeln an Leiterplatten im Fuß einer Fahrzeugantenne zu erleichtern und zu verbilligen.
Dabei sollen Lösungen vermieden werden, die es erfordern würden, ein vom Fahrzeughersteller vorgegebenes Karosserieloch in seiner Abmessung zu verändern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugantenne mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist bei einer gattungsgemäßen Fahrzeugantenne auf den mit einer Leiterplatte zu verbindenden koaxialen Kabeln eine metallische Halterung verankert, welche Kontakt mit dem Kabelaußenleiter hat. Von der metallischen Halterung geht wenigstens ein Fortsatz aus, welcher sich neben einem abisolierten Endabschnitt des Innenleiters in dessen Längsrichtung erstreckt. Die Leiterplatte hat für einen jeden Fortsatz der Halterung und für den Innenleiter eines jeden Koaxialkabels ein Loch. Der Innenleiter und der wenigstens eine Fortsatz greifen durch je eines der Löcher hindurch. Die Fortsätze und der Innenleiter sind jeweils am Rand des Loches verankert, durch welches sie hindurchgreifen. Mindestens der Innenleiter wird auf der dem Kabel abgewandten Seite der Leiterplatte mit einer Leiterbahn verlötet. Die Fortsätze werden vorzugsweise mit der Leiterplatte verrastet und vorzugsweise zusätzlich verlötet.
Die Erfindung hat wesentliche Vorteile:

• Die Halterung sorgt dafür, dass das jeweilige koaxiale Kabel eine vorbestimmte Lage in Bezug auf die Leiterplatte einnimmt und beibehält, schon bevor das Kabel mit der Leiterplatte verlötet ist. Das erlaubt es, die Kabel automatisiert mit den Leiterplatten zu verlöten, insbesondere durch Löten auf einem Schwallbad. Es erleichtert aber auch das Anlöten der Kabel von Hand an die Leiterplatten.
• Werden die Koaxialkabel reproduzierbar abisoliert und die Halterungen reproduzierbar an den Koaxialkabeln verankert, was mit angepassten Werkzeugen leicht möglich ist, dann ragen die Innenleiter der Koaxialkabel mit einer reproduzierbaren Länge aus ihrem Loch in der Leiterplatte heraus. Das ist für einen automatisierten Lötvorgang günstig, wenn auch nicht zwingend.
• Da die Fortsätze der Halterung am Rand ihres Loches in der Leiterplatte verankert sind, haben auch sie ohne weiteres eine reproduzierbare Lage auf der Leiterplatte.
• Die Fortsätze müssen nicht zwingend mit der Leiterplatte verlötet werden, werden aber vorzugsweise mit ihr verlötet. Bei automatischer Lötung erfordert das keinen Zusatzaufwand.
• Da die Halterung metallisch ist und auf dem Kabel in Verbindung mit dem Außenleiter des Kabels verankert ist, kann durch die Verankerung der Fortsätze an der Leiterplatte zugleich eine Masseverbindung mit dem Kabelaußenleiter hergestellt werden, wenn das Loch für den Fortsatz in einer auf Massepotential liegenden Leiterbahn der Leiterplatte liegt.
• Durch die reproduzierbare Verbindung der Koaxialkabel mit der Leiterplatte und die automatische Lötung ist die Qualität der Lötverbindungen verbessert.
• Die Qualität einer maschinell durchgeführten Lötung ist besser als die einer von Hand gelöteten Verbindung und vor allen Dingen reproduzierbar gut. Die Qualitätskontrolle einer solchen Lötung ist leichter und zuverlässiger als die von Handlötungen und ist obendrein automatisierbar.
• Die Fehlerquote ist geringer als bei handgelöteten Koaxialkabeln im Antennenfuß.
• Die Fertigung kann in kürzerer Zeit erfolgen.
• Der Fertigungsablauf ist sicherer.
• Vorhandene Antennenkonzepte, bei welchen die Koaxialkabel ohne Zuhilfenahme einer erfindungsgemäß vorgesehenen Halterung mit einer Leiterplatte verlötet werden, können erfindungsgemäß nachgerüstet werden.

Die Verankerung der Halterung am Kabel kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Vorzugsweise ist die Halterung auf einem vom Mantel freigelegten Abschnitt des Außenleiters verankert, welcher bei Koaxialkabeln für Fahrzeugantennen üblicherweise aus einem Metallgeflecht besteht. Eine Verankerung auf dem freigelegten Außenleiter hat den Vorteil, dass sie zugleich einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Außenleiter und der Halterung herbeiführt. Die Halterung kann mit dem Kabelaußenleiter verlötet sein. Bevorzugt ist jedoch eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung mit dem Außenleiter, insbesondere eine Verbindung durch Crimpen. Das Crimpen kann unmittelbar auf dem Kabelaußenleiter erfolgen. Vorzugsweise wird der Kabelaußenleiter, insbesondere wenn er als Geflecht ausgebildet ist, zuvor verzinnt. Das erhöht die Zugfestigkeit der Crimpverbindung.
Wenn das Crimpen auf dem freigelegten Außenleiter erfolgt, dann zweckmäßigerweise an einer Stelle, welche Abstand vom vorderen Rand des Außenleiters hat. Das erhöht die Zugfestigkeit der Crimpverbindung ein weiteres Mal, insbesondere wenn der Außenleiter gleichzeitig verzinnt ist.
Durch das Crimpen wird die Halterung bleibend verformt und der Kabelaußenleiter und das Dielektrikum werden mitverformt, unter Umständen auch eingeschnitten. Vorzugsweise wird beim Crimpen eine Furche gebildet, welche in Längsrichtung des Kabels verläuft. Um eine solche Furche zu bilden, ist es günstig, wenn die Halterung eine Hülse mit einem Längsschlitz hat. Eine solche Halterung ist bevorzugt ein Blechbiegeteil. Es kann z.B. aus Blech gerollt sein, wobei zwei einander gegenüberliegende Ränder des Blechs nach dem Rollvorgang die Ränder des Schlitzes bilden. Diese Ränder können durch den Crimpvorgang in den Kabelaußenleiter gedrückt werden und führen dadurch zur Verankerung. Die Halterung kann aber auch ein Gussteil, Drehteil oder Frästeil sein oder durch eine Kombination von Gießen, Drehen und/oder Fräsen hergestellt sein. Alternativ sind auch ein oder mehrere Querschlitze anstelle eines Längsschlitzes möglich.
Für die Halterung kann man jedes löt- und crimpbare Metall verwenden. Vorzugsweise besteht die Halterung aus einem Federblech, insbesondere aus einer Kupferbronze wie z.B. CuSn6. Um das Federblech problemlos mitlöten zu können, wird vorzugsweise ein vorverzinntes Federblech verwendet.
Die Verwendung einer federnden Halterung hat Vorteile für die Verankerung der Halterung an der Leiterplatte, denn sie erlaubt eine besonders zuverlässige Verrastung der Fortsätze mit der Leiterplatte. Zu diesem Zweck sind die Fortsätze vorzugsweise mit einem Hinterschnitt versehen, insbesondere hakenförmig ausgebildet. Mit den Haken können die Fortsätze nach dem Hindurchstecken durch die für sie vorgesehenen Löcher in der Leiterplatte auf der dem Koaxialkabel abgewandten Seite der Leiterplatte in eine Raststellung federn. Das funktioniert schon mit einem einzigen Fortsatz in Kombination mit dem Kabelinnenleiter, wenn die Lage des Fortsatzes bzw. seines Hakens relativ zu dem Innenleiter so gewählt ist, dass diese nur unter elastischer Biegung wenigstens eines von ihnen in ihre Löcher in der Leiterplatte ge steckt werden können. Tritt der hinterschnittene Fortsatz aus dem für ihn vorgesehenen Loch in der Leiterplatte aus, federt er zurück und es kommt zur Verrastung.
Vorzugsweise sind wenigstens zwei Fortsätze an der Halterung vorgesehen. In diesem Fall kommt es darauf an, dass die Lage der Fortsätze bzw. ihrer Haken relativ zu dem Innenleiter und/oder relativ zueinander so gewählt ist, dass der Innenleiter und die Fortsätze nur unter elastischer Biegung wenigstens eines von ihnen in ihre Löcher in der Leiterplatte gesteckt werden können. Werden zwei oder mehr als zwei Fortsätze an der Halterung ausgebildet, dann muss der Innenleiter einen Beitrag zur federnden Halterung an der Leiterplatte nicht liefern; das ist vorteilhaft, weil sich Innenleiter von Koaxialkabeln für Antennen im allgemeinen nicht durch eine gute Federeigenschaft auszeichnen.
Wenn an der Halterung zwei Fortsätze vorgesehen sind, dann sind diese zweckmäßigerweise diagonal oder annähernd diagonal bezüglich des Kabelquerschnitts angeordnet, so dass sie gegeneinander federn können. Das ist für die beabsichtigte Verankerung an der Leiterplatte besonders günstig. Sind drei Fortsätze an der Halterung vorgesehen, dann sind diese zweckmäßigerweise so angeordnet, dass der Azimutwinkel zwischen ihnen 120° oder annähernd 120° beträgt. Es ist aber auch möglich, von einer solchen regelmäßigen Anordnung der Fortsätze – 180° bei zwei Fortsätzen, 120° bei drei Fortsätzen – gezielt abzuweichen, und zwar in der Weise, dass die Anordnung der Fortsätze für keines der anzuschließenden Koaxialkabel mit einem der anderen Koaxialkabel übereinstimmt. Der Vorteil dieser Maßnahme liegt darin, dass ein bestimmtes Kabel nur auf einen einzigen Steckplatz im Fuß der Antenne passt und deshalb auch nur mit einem einzigen Strahler verbunden werden kann. Fehlanschlüsse der Strahler sind durch eine solche mechanische Codierung vermeidbar. Eine solche Codierung kann alternativ in der Weise verwirklicht werden, dass zu den Fortsätzen, die der Verankerung des jeweiligen Kabels an einer Leiterplatte im Fuß der Antenne dienen, ein weiterer, insbesondere stiftförmiger Fortsatz hinzutritt, der zur Verankerung des Kabels an der Leiterplatte nicht beiträgt und für jedes an die Fahrzeugantenne anzuschließende koaxiale Kabel eine andere, individuelle Stellung relativ zu den der Verankerung dienenden Fortsätzen hat.
Die Umfangswand der Löcher in der Leiterplatte, in welche die der Verankerung dienenden Fortsätze eingreifen, sind vorzugsweise metallisiert. Das ermöglicht einen Massekontakt zwischen der Halterung und einer auf Massepotential liegenden Leiterbahn der Leiterplatte auch dann, wenn die Halterung mit der Leiterplatte nicht verlötet ist, sondern nur federnd Kontakt macht. Eine Verlötung oder zusätzliche Verlötung der Fortsätze mit der Leiterplatte ist jedoch bevorzugt.
Anstatt die Halterung auf den freigelegten Kabelaußenleiter zu crimpen, kann man sie auch auf den Kabelmantel crimpen, wenn gleichzeitig für einen elektrischen Kontakt zwischen der Halterung und dem Kabelaußenleiter gesorgt wird, z.B. dadurch, dass die Halterung zusätzlich auf einem freigelegten Abschnitt des Kabelaußenleiters klemmt und/oder dadurch, dass die Halterung beim Crimpen durch den Mantel hindurch bis zum darunter liegenden Kabelaußenleiter vordringt.
Die Basis des Fußes der Antenne ist vorzugsweise ein metallisches Bauteil, z.B. ein nach einem Druckgussverfahren hergestelltes metallisches Bauteil, oder ein metallisiertes Kunststoffteil. Es weist vorzugsweise eine hauptsächlich flache Grundplatte auf, deren Unterseite eine Gewindehülse angeformt sein kann, welche dazu dient, durch ein Loch im Karosserieblech gesteckt zu werden, mit welchem die Antenne anschließend befestigt wird, z.B. verschraubt oder verrastet. Die Leiterplatte ist vorzugsweise parallel zu der Grundplatte der Basis auf deren Oberseite angeordnet und zweckmäßigerweise auf der Basis montiert, z.B. verschraubt oder verstemmt. Durch einen in der Basis vorgesehenen Durchgang können die mit einer erfindungsgemäßen Halterung versehenen Koaxialkabelenden von unten her durch die Basis hindurchgeführt und mit ihrem Innenleiter und mit ihrem wenigstens einen Fortsatz in die Löcher gesteckt werden, die für sie in der Leiterplatte vorgesehen sind.
Nach dem Einstecken der Koaxialkabelenden mit ihrem Innenleiter und dem wenigsten einen Fortsatz der Halterung in die dafür vorgesehenen Löcher in der Leiterplatte sind der Kabelinnenleiter und der wenigstens eine Fortsatz der Halterung, über welchen der Kabelaußenleiter auf Massepotential gelegt werden kann, sämtlich auf der der Basis abgewandten Seite der Leiterplatte gut sichtbar und für den Lötvorgang fixiert, womit eine wichtige Voraussetzung für ein automatisiertes Löten erfüllt ist.
Nach dem Lötvorgang können die freiliegenden Lötstellen leicht kontrolliert werden, auch im Rahmen einer automatisierten, hundertprozentigen Qualitätskontrolle.
Von den beiden Möglichkeiten, die Halterung entweder auf dem Kabelmantel oder auf dem Kabelaußenleiter zu verankern, ist die Verankerung auf dem Kabelaußenleiter bevorzugt, und zwar mit einer eine Hülse aufweisenden Halterung, deren Wandstärke so gewählt ist, dass der Außendurchmesser, der auf dem Kabelaußenleiter verankerten Hülse nicht größer ist als der Außendurchmesser des angrenzenden Kabelmantels, so dass dafür kein zusätzlicher Platz benötigt wird. Das ist vorteilhaft, weil Automobilhersteller bestrebt sind, das Loch im Karosserieblech klein zu halten, welches für das Befestigen der Antenne auf dem Karosserieblech und für das Durchführen der Kabel benötigt wird. Die Fortsätze der Hülse dürfen hingegen über den Kabelmantel hinaus radial vorstehen. Sie können insbesondere dann, wenn sie einen Widerhaken aufweisen, beim Einführen in die in der Leiterplatte für sie vorgesehenen Löcher zunächst elastisch einwärts gebogen werden, um dann, wenn die Haken aus den Löchern der Leiterplatte wieder austreten, radial nach außen zu federn.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Basis des Fußteils, und zwar in dem Durchgang, durch welchen das jeweilige Koaxialkabel von unten her in den Fuß eingeführt wird, wenigstens eine Führungsbahn vorgesehen ist, welche die jeweilige Halterung zwangsweise in der richtigen Orientierung zu dem für sie vorgesehenen Loch in der Leiterplatte führt. Günstig ist insbesondere eine Kombination von Halterungen, die Fortsätze mit radial nach außen weisenden Haken haben, mit Führungsbahnen, in welche eben diese Haken eingreifen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
1 zeigt ein abisoliertes HF-Kabel für eine erfindungsgemäße Fahrzeugantenne,
2 zeigt das koaxiale Kabel aus 1 mit durch Crimpen befestigter Halterung,
3 zeigt die Basis des Fußes einer erfindungsgemäßen Antenne in einer Schrägansicht von unten,
4 zeigt die Basis aus 3 in einer Schrägansicht von oben mit einer abgenommenen ersten Leiterplatte,
5 zeigt die Basis aus 4 mit der darauf angebrachten ersten Leiterplatte und mit einem eingesteckten koaxialen HF-Kabel,
6 zeigt die Basis aus 5 nach dem Einstecken eines weiteren koaxialen HF-Kabels, und
7 zeigt die Basis aus 6 nach der Montage eines Strahlers auf der Leiterplatte und nach der Montage einer zweiten Leiterplatte auf der ersten Leiterplatte, sowie eine Haube, welche die Basis überwölbt und zu einem Antennenfuß ergänzt.
Das in 1 dargestellte koaxiale HF-Kabel 1 hat einen metallischen Innenleiter 2, der von einem aus Kunststoff, z.B. aus Polyethylen, bestehenden Dielektrikum 3 umgeben ist. Das Dielektrikum 3 ist von einem metallischen Außenleiter 4 umgeben, der vorzugsweise aus einem Drahtgeflecht besteht. Der Außenleiter 4 ist von einem isolierenden Mantel 5 umgeben, welcher aus Kunststoff besteht. Solche koaxiale HF-Kabel sind Stand der Technik.
Das an eine Antenne anzuschließende Ende des Kabels 1 wird in der Weise abisoliert, dass der Innenleiter 2 um eine vorgegebene Länge L₂ über das Dielektrikum 3 vorsteht, dass das Dielektrikum 3 um eine vorgegebene Länge L₃ über den Kabelaußenleiter 4 vorsteht, und dass der Kabelaußenleiter 4 um eine vorgegebene Länge L₄ über den Mantel 5 vorsteht. Der Innenleiter 2 und der Außenleiter 4 werden vorzugsweise verzinnt.
Auf dem in dieser Weise abisolierten Kabel 1 wird, wie in 2 dargestellt, eine metallische Halterung 6 befestigt, welche vorzugsweise durch Stanzen und Biegen aus einem Federblech gebildet ist. Die Halterung 6 hat eine durch Rundbiegen gebil dete Hülse 7, deren Längsränder einen längsverlaufenden Schlitz 8 bilden. Vom Schlitz 8 gehen in Umfangsrichtung zwei Einschnitte 9 aus. Vom vorderen Umfangsrand der Hülse 7 gehen zwei Fortsätze 10 aus, welche einander diagonal gegenüberliegen und sich jeweils ungefähr über 1/8 bis 1/12 des Umfangs der Hülse 7 erstrecken. Die Fortsätze 10 sind zur Bildung eines spitzwinkligen Widerhakens 11 radial nach außen umgebogen. Durch ihre vom Rundbiegen herrührende gewölbte Kontur haben die Fortsätze 10 mit ihren Haken 11 eine gute mechanische Stabilität.
Die Länge der Hülse 7 ist so gewählt, dass sie höchstens L₃ + L₄ beträgt, vorzugsweise nicht mehr als die Länge L₄ des vom Mantel 5 befreiten Außenleiters 4. Der Außendurchmesser der Hülse 7 ist so gewählt, dass er kleiner oder gleich dem Außendurchmesser des Mantels 5 ist. Die Länge der Halterung 6 insgesamt ist vorzugsweise so gewählt, dass sie L₂ + L₃ + L₄ beträgt, so dass sich die Haken 11 bis zum vorderen Ende des Innenleiters 2 erstrecken, wenn die Halterung 6 so auf dem Kabel 1 angeordnet ist, dass das dem Haken 11 abgewandte Ende der Hülse 7 am Ende des Mantels 5 anschlägt, wie es in 2 dargestellt ist.
Zur Verankerung der Halterung 6 auf dem Kabel 1 wird die Hülse 7 gecrimpt. Dazu werden die den Schlitz 8 bildenden Ränder der Hülse 7 im Bereich zwischen den Einschnitten 9 und dem Mantel 5 einwärts gedrückt, wie es in 2 dargestellt ist. Auf diese Weise wird eine kraftschlüssige und formschlüssige Verbindung zwischen der Hülse 7 und dem darunter liegende Außenleiter 4 und Dielektrikum 3 hergestellt. Da die Einschnitte 9 einen Abstand vom vorderen Rand des Außenleiters 4 haben, trägt der nicht eingedrückte Abschnitt des Außenleiters 4, der vor den Einschnitten 9 liegt, zur Erhöhung der Zugfestigkeit der Verbindung bei, und zwar insbesondere dann, wenn der Außenleiter 4 nach dem Abisolieren verzinnt wurde.
In einer abgewandelten Ausführungsform können die Einschnitte 9 entfallen und die Hülse 7 kann auf ihrer ganzen Länge gecrimpt werden. In dem Fall empfiehlt es sich, die Länge der Hülse 7 kürzer als die Länge L₄ des abisolierten Außenleiters 4 zu wählen, damit auch in diesem Fall ein vorderer Abschnitt des Außenleiters 4 vorhanden ist, der durch das Crimpen nicht verformt wird und im Sinne einer Erhöhung der Zugfestigkeit der Verbindung wirken kann.
Die 3 bis 5 zeigen eine Basis 12 eines Antennenfußes. Die Basis 12 besteht vorzugsweise aus Metall, z.B. aus Aluminium-Druckguss oder aus Zink-Druckguss. Die Basis 12 hat eine hauptsächlich ebene Grundplatte 13, welcher auf der Oberseite ein erster Sockel 14 und auf der Unterseite ein zweiter Sockel 15 angeformt ist. Der erste Sockel 14 dient zur Aufnahme einer ersten Leiterplatte 16, wobei unter der Leiterplatte 16 ein Raum 17 verbleibt, welcher elektrische Schaltungsteile aufnehmen kann.
Der an der Unterseite ausgebildete zweite Sockel 15 trägt Einrichtungen zum Befestigen der Basis 12 am Karosserieblech eines Fahrzeugs. Das Karosserieblech hat dazu ein Loch, welches dem Rand 18 des zweiten Sockels 15 eng angepasst ist. Am zweiten Sockel 15 ist eine Gewindebuchse 19 vorgesehen, welche ein Innengewinde hat, mit dessen Hilfe die Basis 12 mit dem Karosserieblech verschraubt werden kann. Zu dem Zweck wird von der Unterseite des Karosserieblechs her ein Gegenhalter über den zweiten Sockel 15 gestülpt und mit der Gewindebuchse 19 verschraubt, wobei sich der Gegenhalter an der Unterseite des Karosserieblechs abstützt und die Basis 12 gegen die Oberseite des Karosserieblechs zieht, so dass dieses zwischen der Basis 12 und dem Gegenhalter geklemmt wird. Ein Beispiel für eine solche Befestigungsart ist in der DE 10 2005 029 686 A1 offenbart.
Die Basis 12 hat Durchgänge 20 für mehrere Koaxialkabel 1 der in den 1 und 2 dargestellten Art. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei solche Durchgänge 20 vorgesehen, von denen einer in 3 dargestellt ist. Der zweite Durchgang ist durch das in 3 dargestellte koaxiale Kabel 1 verdeckt. Der Durchgang 20 erstreckt sich quer durch den Sockel 15 und auch durch den ersten Sockel 14 hindurch, siehe 4. Der Durchgang 20 ist im wesentlichen zylindrisch und dem Außendurchmesser des Koaxialkabels 1 angepasst. In der Umfangswand des Durchgangs 20 sind in diagonaler Anordnung zwei Führungsbahnen 21 angeordnet, bei denen es sich um achsparallele Nuten handelt. Deren Abmessungen sind an die Abmessung der Fortsätze 10 und ihrer Haken 11 so angepasst, so dass die Haken 11 mit wenig Spiel in die Nuten 21 eingreifen können. Das Koaxialkabel 1 kann nur dann in den Durchgang 20 eingeführt werden, wenn es so orientiert ist, dass die Haken 11 in die Nuten 21 eingreifen. Das Kabel 1 kann also nur in einer vorbestimmten Orientierung durch die Basis 12 geschoben werden. Das ist wichtig, weil in der Leiterplatte 16, welche sich auf dem ersten Sockel 14 befindet (siehe 5), für jedes Koaxialkabel 1 drei Löcher 22, 23 und 24 vorgesehen sind. In das Loch 22 muss der Innenleiter 2 eingeführt werden und in die zu beiden Seiten des Loches 22 vorgesehenen Löcher 23 und 24 müssen die Fortsätze 10 mit ihren Haken 11 eingeführt werden. Zu diesem Zweck sind die Nuten 21 so angeordnet, dass die Haken 11 beim Hindurchschieben des Kabels 1 von unten her durch den Durchgang 20 genau in die Löcher 23 und 24 zielen, wenn die Leiterplatte 16 lagerichtig auf dem ersten Sockel 14 liegt. Die richtige Lage wird durch schwach konische Fortsätze 25 erzwungen, welche in Abständen auf dem Rand des ersten Sockels 14 angebracht sind und in dazu passende Löcher 26 in der Leiterplatte eingreifen. Auf den Fortsätzen 25 kann die Leiterplatte 16 klemmend gehalten oder durch Nieten oder Löten dauerhaft befestigt werden. Durch die Nuten 21 geführt finden die Haken 11 blind ihren Weg in die Löcher 23 und 24 und damit findet auch der Innenleiter 2 automatisch seinen Weg in das Loch 22. Die Haken 11 werden beim Einführen in die Löcher 23 und 24 radial einwärts gedrückt und federn wieder radial nach außen, wenn sie in voller Länge aus dem Löchern 23 und 24 wieder ausgetreten sind, siehe 5. Das koaxiale Kabel 1 ist damit zugfest mit der Leiterplatte 16 verbunden.
Nach dem Einschieben des ersten Kabels kann ein zweites Kabel an der dafür vorgesehenen Stelle durch die Basis 12 hindurch eingeschoben und zugfest in einer zweiten Gruppe von Löchern 22, 23 und 24 verankert werden, wie in 6 dargestellt.
Um das Einführen weiter zu erleichtern, sind am unteren zweiten Sockel 15 Leitelemente 27 vorgesehen. Von den vier dargestellten Leitelementen 27, die sich im Bereich der abgerundeten Ecken des zweiten Sockels 15 befinden, werden im dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich zwei genutzt. Bei Antennen mit drei oder vier Strahlern, oder wenn in einen Strahler mehrere elektrische Funktionen integriert sind, werden dementsprechend drei oder vier Leitelemente 27 genutzt und dementsprechend drei oder vier Durchgänge 20 in der Basis 12 vorgesehen. Die Leiterplatte 16 ist von vornherein darauf eingerichtet, mit vier koaxialen Kabeln 1 verbunden zu werden und hat zu diesem Zweck von vornherein vier Gruppen von Löchern 22, 23 und 24 für den elektrischen Anschluss von bis zu vier koaxialen HF-Kabeln 1. Nach dem Anbringen der koaxialen Kabel 1 kann die Basis 12 der Fahrzeugantenne mit der in 6 zu sehenden Oberseite nach unten gewendet und verlötet werden. Die Innenleiter 2 und Haken 11 werden dabei mit nicht dargestellten Leiterbahnen auf der Leiterplatte 16 verlötet, wobei die Leiterbahnen, mit welchen die Haken 11 verlötet werden, dazu bestimmt sind, Massepotenzial zu tragen, welches mittels der Hülse 7, an welcher sich die Haken 11 befinden, auf den Außenleiter 4 übertragen wird. Die Qualität der Lötstellen kann leicht kontrolliert werden, da sie leicht zugänglich sind.
Beim Anlöten der Kabel 1 und ihrer Halterung 6 kann die Leiterplatte 16 bereits komplett bestückt sein. Das heißt, die Unterseite der Leiterplatte 16 kann mit den vorgesehenen Bauelementen komplett bestückt sein und die Oberseite der Leiterplatte 16 kann z.B. mit einer GPS-Patchantenne 28 und mit einer zweiten Leiterplatte 30 bestückt sein, welche senkrecht zur ersten Leiterplatte 16 in Buchsen 29 der ersten Leiterplatte 16 befestigt ist. Die zweite Leiterplatte 30 kann nicht dargestellte Leiterstrukturen aufweisen, welche unterschiedliche Funkdienste empfangen können, z.B. Mobilfunk aus unterschiedlichen Mobilfunknetzen, UMTS, W-LAN und andere Funkdienste.
Über der mit den beiden Leiterplatten 16 und 30 gebildeten Baugruppe ist eine aus Kunststoff bestehende Haube 31 angebracht, welche die Basis 12 überwölbt und dicht abschließt, so dass der Innenraum vor Witterungseinflüssen geschützt ist. Die Haube 31 vervollständigt den Antennenfuß. Sie ist in 7 lediglich gestrichelt dargestellt.

1: Kabel
2: Innenleiter
3: Dielektrikum
4: Außenleiter
5: Mantel
6: Halterung
7: Hülse
8: Schlitz
9: Einschnitte
10: Fortsätze
11: Haken
12: Basis
13: Grundplatte
14: oberer Sockel
15: unterer Sockel
16: erste Leiterplatte
17: Raum im Sockel 14
18: Rand
19: Gewindebuchse
20: Durchgänge
21: Führungsbahnen, Nuten
22: Loch für Innenleiter 2
23: Loch für Fortsatz 10
24: Loch für Fortsatz 10
25: Fortsätze des oberen Sockels 14
26: Löcher für die Fortsätze 25
27: Leitelemente
28: GPS-Patch-Antenne
29: Buchsen
30: zweite Leiterplatte
31: Haube

Claims

Fahrzeugantenne mit einem Fuß (12, 31), welcher einen oder mehrere Strahler (in 28) trägt, und mit einer Basis (12), auf welcher eine Leiterplatte (16) angeordnet ist, an welche der wenigstens eine Strahler (in 28) und wenigstens ein koaxiales Kabel (1) elektrisch angeschlossen sind, welches einen Innenleiter (2), einen Außenleiter (4), ein zwischen Innenleiter (2) und Außenleiter (4) angeordnetes, aus einem Feststoff gebildetes Dielektrikum (3) und einen auf dem Außenleiter (4) liegenden Mantel (5) hat und aus dem Fuß (12, 31) herausführt, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kabel (1) in Verbindung mit dessen Außenleiter (4) eine metallische Halterung (6) verankert ist, von welcher wenigstens ein Fortsatz (10) ausgeht, welcher sich neben einem abisolierten Endabschnitt des Innenleiters (2) in dessen Längsrichtung erstreckt, und dass die Leiterplatte (16) für den Innenleiter (2) und für den wenigstens einen Fortsatz (10) der Halterung Löcher (22, 23, 24) hat, dass der Innenleiter (2) und der wenigstens eine Fortsatz (10) durch jeweils eines der Löcher (22, 23, 24) hindurchgreifen, und dass der Innenleiter (2) auf der dem Kabel (1) abgewandten Seite der Leiterplatte (16) mit einer Leiterbahn der Leiterplatte (16) verlötet und der wenigstens eine Fortsatz (10) am Rand des Loches (23, 24) verankert ist, durch welches er hindurchgreift.
Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) auf einem vom Mantel (5) freigelegten Abschnitt des Außenleiters (4) verankert ist.
Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) zwei Fortsätze (10) hat.
Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Fortsätze (10) der Halterung (6) diagonal oder annähernd diagonal bezüglich des Kabelquerschnitts angeordnet sind.
Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsätze (10) mit einem Hinterschnitt versehen sind.
Antenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsätze (10) einen Haken (11), insbesondere einen Widerhaken, aufweisen.
Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des wenigstens einen Fortsatzes (10) relativ zu dem Innenleiter (2) und/oder relativ zu einem weiteren Fortsatz (10) so gewählt ist, dass der Innenleiter (2) und der wenigstens eine Fortsatz (10) nur unter elastischer Biegung wenigstens eines von ihnen in ihre Löcher (22, 23, 24) in der Leiterplatte (16) gesteckt werden können.
Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) eine Hülse (7) aufweist.
Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Fortsatz (10) durch das Eingreifen in sein Loch (23, 24) in der Leiterplatte (16) einen Massekontakt herstellt.
Antenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswand des Loches (23, 24) in der Leiterplatte (16), in welches der wenigstens eine Fortsatz (10) eingreift, metallisiert ist.
Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenleiter (4) aus einem Metallgeflecht besteht.
Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) mit dem Außenleiter (4) verlötet ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) durch Crimpen verankert ist.
Antenne nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) auf den Außenleiter (4) gecrimpt ist.
Antenne nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenleiter (4) verzinnt ist.
Antenne nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch das Crimpen gebildete Furche in Längsrichtung des Kabels (1) verläuft.
Antenne nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimpstelle Abstand vom vorderen Rand des Außenleiters (4) hat.
Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es die Hülse (7) ist, welche gecrimpt ist.
Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (7) einen Längsschlitz (8) hat.
Antenne nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (7) aus Blech gerollt ist und die Crimpung an den beiden einander gegenüberliegenden Längsrändern der Hülse (7) vorgesehen ist.
Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (16) auf der Basis (12) angebracht ist und dass die Basis (12) eine Durchführung (20) für das wenigstens eine Koaxialkabel (1) hat, welche in der Flucht jenes Loches (22) in der Leiterplatte (16) liegt, welches für den Kabelinnenleiter (2) vorgesehen ist.
Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (12) eine flache Grundplatte (13) aufweist.
Antenne nach Anspruch 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (16) parallel zur Grundplatte (13) angeordnet ist.
Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) und/oder deren Fortsätze (10) für eine Mehrzahl von Koaxialkabeln (1) unterschiedlich ausgebildet sind.
Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche in Verbindung mit den Ansprüchen 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der auf dem Kabelaußenleiter (4) verankerten Hülse (7) den Außendurchmesser des Kabelmantels (5) nicht übertrifft.
Antenne nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Basis (12) je ein Durchgang (20) für das mindestens eine Koaxialkabel (1) vorgesehen ist, und dass im Durchgang (20) wenigstens eine Führungsbahn (21) ausgebildet ist, welche die Halterung (6) in dem Durchgang (20) verdrehsicher führt.