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Die Erfindung betrifft eine Dachantenne für ein Fahrzeug, mit einer Grundplatte und einem Gehäuse, in dem elektrische Antennenbauteile aufgenommen sind. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Dachantenne.
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Stand der Technik
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In Gehäuse eingehauste Dachantennen sind bekannt. Das Gehäuse nimmt regelmäßig eine Antennenelektrik beziehungsweise Antennenelektronik auf, die mittels des Gehäuses vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Derartige Dachantennen werden an prominenten Teilen der Karosserie angebracht, die einen guten Empfang gewährleisten, beispielsweise auf dem Fahrzeugdach, insbesondere am Ende des Fahrzeugdachs, wo eine gute Rundum-Einstrahlung zu empfangender elektromagnetischer Wellen möglich ist beziehungsweise von wo aus eine gute Abstrahlung elektromagnetischer Wellen, beispielsweise von Funk- und/oder Telefonsignalen, erfolgen kann. Im Stand der Technik bekannte Antennen weisen ein Gehäuse und eine das Gehäuse nach unten verschließende Grundplatte auf, wobei zwischen dem Gehäuse, das die Grundplatte deckel- beziehungsweise haubenförmig verschließt, ein Dichtungselement eingebracht ist. Durch Verschrauben der Grundplatte am oder auf dem Autodach wird die Grundplatte auf der Fahrzeugkarosserie befestigt. Das Gehäuse, das die innen liegende Antennenelektronik schützt, wird mittels Verschraubungen mit der Grundplatte verbunden. Zur Abdichtung wird hierzu ein Dichtelement zwischen Grundplatte und Gehäuse gequetscht. Die Schraubverbindung zwischen Grundplatte und Gehäuse ist unter ungünstigen Betriebsbedingungen korrosionsanfällig. Ferner werden durch das Quetschen des Dichtelements Kräfte auf das Gehäuse aufgebracht, wodurch das Gehäuse in einer unerwünschten Art und Weise mechanisch beansprucht werden kann.
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Solche Ausführungsformen sind beispielsweise aus der
EP 1 753 076 A2 bekannt.
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Ein gattungsbildender Stand der Technik hinsichtlich einer an einem Fahrzeug anbaubaren Dachantenne ist aus der
US 2007/0046551 A1 bekannt geworden. Die hieraus bekannte Automobilantenne umfasst ein Basisteil zur Halterung der Elektronik, wobei die Elektronik im Deckelteil aufgenommen ist. Ferner ist ein elastisches Auflageteil zur Befestigung am Deckelteil und zur Abdeckung der Unterseite des Basisteils vorgesehen. Die gesamte Antenne wird mittels eines nach unten überstehenden Schaftes zum Beispiel in einer Öffnung in einem Autodach befestigt. Dabei ist auch als bekannt zu entnehmen, dass das dem Karosseriedach eines Fahrzeugs am nächsten liegende Aufnahmeteil, das Basisteil und das Deckelteil durch Verschrauben mittels Schrauben vor der Anbringung am Automobildach miteinander verbunden werden. Das Auflageteil bildet dabei eine unten gelegene Außenseite der Antenne, die fest mit dem Deckelteil als oben liegende Außenseite der Antenne verbunden ist.
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Aus der
US 2003/0214449 A1 ist ein sogenannter Satellitenfinder für ein Wohnmobil mit einer ausrichtbaren Antennenschüssel als bekannt zu entnehmen, die auf einer Basisplatte und einer Plastikkuppel auf dem Dach des Wohnmobils montiert ist und eine Dachantenne für ein Fahrzeug darstellt. Die Dachantenne umfasst dabei ein zweiteiliges Gehäuse mit einer oberen Kuppel und einem unteren zylindrischen Gehäuse, sowie mit einem parabolischen Reflektor, Konverter etc.
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Aus der
EP 1 633 015 A1 ist eine Abdichtung eines Schaltkreises in einem Gehäuse anhand einer Antenneneinheit zur Anbringung auf der Außenseite einer Fahrzeugkabine als bekannt zu entnehmen. Das Gehäuse der Antenneneinheit besteht dabei aus einem Radom als Gehäuseoberteil und einer Reflektorplatte 3 als Gehäuseunterteil. Im Gehäuse ist ein Antennenkörper untergebracht, der ein Antennenelement, eine Leiterplatte mit elektronischen Bauteilen und einer geerdeten Abschirmplatte umfasst.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dachantenne bereitzustellen, die eine möglichst dauerhafte Abdichtung der eingehausten Antennenelektronik ermöglicht, ohne unerwünschte Kräfte auf das Gehäuse aufzubringen. Ferner soll ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung einer solchen Dachantenne bereitgestellt werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Dachantenne entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und hinsichtlich des Verfahrens entsprechend den im Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Hierzu wird eine Dachantenne für ein Fahrzeug vorgeschlagen, mit einer Grundplatte und einem Gehäuse, in dem elektrische Antennenbauteile aufgenommen sind. Es ist vorgesehen, dass das Gehäuse ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteilt aufweist, wobei zwischen Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil die Grundplatte angeordnet ist und dass das Gehäuseoberteil die elektrischen Antennenbauteile aufnimmt. Die Grundplatte ist erfindungsgemäß zwischen Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteilt angeordnet. Die elektrischen Antennenbauteile sind im Gehäuseoberteil aufgenommen. Insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannte Ausbildung als "Haifischflosse" lässt sich auf diese Weise sehr leicht ausbilden, wenn das Gehäuseoberteil die bekannte haifischflossenförmige Ausgestaltung erfährt. Die elektrischen Antennenbauteile sind folglich in einem Gehäuseraum des Gehäuseoberteils angeordnet, der unterseitig durch die Grundplatte begrenzt wird.
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Erfindungsgemäß ist dabei ferner vorgesehen, dass das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil miteinander verschweißt sind. Die Verschweißung verbindet das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil ohne Erforderlichkeit weiterer Befestigungsmittel miteinander.
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In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform sind Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil wasserdicht miteinander verschweißt. Durch die wasserdichte Verschweißung von Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil nach Einbringung von elektrischen Antennenbauteilen und Grundplatte sowie Zusammenfügen von Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil lässt sich eine geschlossene Ausbildung ohne Erfordernis eines separaten Dichtmittels, beispielsweise einer umlaufenden, flexiblen Dichtung, erzielen. Dadurch, dass das separate Dichtelement zwischen Gehäuse der Dachantenne und Grundplatte (Stand der Technik) oder vorliegend zwischen Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil aufgrund der Verschweißung entfallen kann, erfolgt auch keine unerwünschte Kraftbeaufschlagung der Gehäuseteile durch die Dichtung. Eine Ermüdung von Gehäusematerial unter Umwelteinfluss, insbesondere UV-Licht, bei Kraftbeaufschlagung durch das Dichtelement erfolgt demzufolge nicht. Durch das Fehlen weiterer mechanischer Verbindungselemente, beispielsweise Schrauben oder Klammern, kann keine Korrosion auftreten. Die Fertigungszeit lässt sich, insbesondere mit automatisierten Schweißvorrichtungen, deutlich verkürzen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist auf der Grundplatte einer Leiterplatte angeordnet, die die elektrischen Antennenbauteile aufweist. Die elektrischen Antennenbauteile sind demzufolge auf der Leiterplatte angeordnet, beispielsweise verlötet und/oder gesteckt. Es kann hierbei auch vorgesehen sein, dass die Leiterplatte eine dreidimensional geformte Leiterplatte ist, die elektrische Antennenbauteile in ihrer Struktur aufnimmt. Hierdurch wird eine Fixierung der elektrischen Antennenbauteile und eine elektrische Kontaktierung zur elektronischen Schaltung ermöglicht.
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Bevorzugt weist das Gehäuseunterteil eine Dichtung zur Anlage am Dach des Fahrzeugs auf. Zur Anlage der Dachantenne am Fahrzeug, insbesondere an einem Fahrzeugdach, weist das Gehäuseunterteil eine Dichtung auf, die eine Gehäuseunterteilunterseite, die in Gegenüberlage zum Dach des Fahrzeugs liegt, zur Außenwelt hin abdichtet. Hierdurch wird verhindert, dass beispielsweise Wasser oder andere Umwelteinflüsse in unerwünschter Weise die Gehäuseteilunterseite oder eine im Dach des Fahrzeugs angebrachte Durchführung oder einen dort angebrachten Durchbruch beaufschlagen können.
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In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform weist die Grundplatte Halteelemente für eine Verschraubung zur Befestigung auf dem Dach des Fahrzeugs auf. Die Verschraubung durchgreift demzufolge das Gehäuseunterteil, insbesondere in einem solchen Bereich der Gehäuseunterteilunterseite, die von der Dichtung zur Anlage am Dach des Fahrzeugs zur Umwelt hin abgetrennt ist. Die Aufnahme der Haltekräfte der Verschraubung erfolgt mittels der Grundplatte, so dass eine Kraftbeaufschlagung des Gehäuseunterteils oder des Gehäuseoberteils durch die Verschraubung als solcher nicht erfolgt. Die Dachantenne lässt sich auf diese Weise lösbar an dem Fahrzeug befestigen, indem nämlich die vorzugsweise von einer Fahrzeuginnenseite her durchgeführte Verschraubung, die in die Halteelemente der Grundplatte eingreift, gelöst wird. Die Grundplatte kann hierbei bevorzugt aus einem mechanisch stabilen, insbesondere auf Zug belastbaren Material bestehen, beispielsweise aus Aluminiumdruckguss, oder Halteelemente aus solchem Material aufweisen.
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Schließlich hat es sich auch als günstig herausgestellt, das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil unter einer Schutzatmosphäre zu verschweißen, wodurch der Innenraum der Dachantenne in noch höherem Maße resistent gegen Wettereinflüsse und beispielsweise Taubildung wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil in den umlaufenden Bereichen, in denen sie miteinander verbunden sind, eine entsprechende Außenumfangskontur bzw. Gehäuseinnenkontur aufweisen, in der die beiden Teile formschlüssig aneinander liegen. Im Bereich dieser Formschlussverbindung sind dann das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil miteinander verschweißt.
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Gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Dachantenne dadurch hergestellt, dass das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil miteinander verschweißt werden, vorzugsweise wasserdicht miteinander verschweißt werden.
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Schließlich ergibt sich eine besonders günstige Verschweißung zwischen dem Gehäuseoberteil und dem Gehäuseunterteil, wenn das Gehäuseoberteil mit einer Gehäuseoberteilinnenkontur und das Gehäuseunterteil mit einer Außenumfangskontur versehen sind, so dass das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil formschlüssig miteinander verbunden werden können. Im Bereich dieser Formschlussverbindung werden dann das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil miteinander verschweißt.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus Kombinationen derselben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne aber hierauf beschränkt zu sein.
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Es zeigen
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1 einen Aufbau einer Dachantenne für ein Fahrzeug und
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2 eine Darstellung von Gehäuseoberteil und hiermit verbundenem, geschnitten dargestelltem Gehäuseunterteil.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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1 zeigt einen Aufbau einer Dachantenne 1 für ein Fahrzeug 2 zur Anbringung auf einem Fahrzeugdach 3. Die Dachantenne 1 weist hierbei eine Haifischflossenform 4 auf, die durch die Formgebung ihres Gehäuses 5 bewirkt ist. Das Gehäuse 5 besteht aus zwei Gehäuseteilen 6, nämlich einem Gehäuseoberteil 7 und einem Gehäuseunterteil 8. Das Gehäuseoberteil 7 weist im Wesentlichen die Formgebung in Haifischflossenform 4 auf, insbesondere eine Strahleraufnahme 9 in Form einer Flosse 10 für die Aufnahme einer im Wesentlichen senkrecht stehenden Antenne 11. Das Gehäuseunterteil 8 ist im Wesentlichen flächig ausgebildet. Es weist an seiner Oberseite 12 Klemmaufnahmen 13 auf, die der Ausrichtung, Lagefixierung und dem Halten einer auf der Oberseite 12 des Gehäuseunterteils 8 anzuordnenden Grundplatte 14 dienen. Die Grundplatte 14 ist aus einem belastbaren Material 15, insbesondere einem Metall 16, beispielsweise einer Aluminiumlegierung 17 hergestellt. Sie weist oberseitig mit Abstand zu einer Grundplattenoberseite 18 Haltevorrichtungen 19 für eine Leiterplatte 20 auf, die oberhalb der Grundplattenoberseite 18 mittels der Haltevorrichtungen 19, beispielsweise über in die Haltevorrichtungen 19 eingeschraubte Schrauben 21 oder für den Fall, dass eine Verschraubung nicht erfolgen soll, Steckstifte 22, gehalten ist. Die Leiterplatte 20 trägt Antennenbauteile 23, insbesondere die eigentliche Antenne 11 und eine Antennenelektronik 24 sowie hier nicht dargestellte Anschluss und Verbindungsvorrichtungen zur Kontaktierung beispielsweise mit hier nicht dargestellten Kabelverbindungen in das Innere des Fahrzeugs 2. Zur Durchführung solcher Verbindungen weist das Gehäuseunterteil 8 einen Durchbruch 25 auf. Der Durchbruch 25 korrespondiert mit einer Ausnehmung 26 im Fahrzeugdach 3. Beim Zusammenbau der Dachantenne 1 wird die Leiterplatte 20 mit darauf angebrachten Antennenbauteilen 23 mit der Grundplatte 14 verbunden, beispielsweise verschraubt. Die Grundplatte 14 wird auf das Gehäuseunterteil 8 oberseitig aufgelegt, wobei sie von der Klemmaufnahme 13 positioniert und gehalten wird. Sodann wird das Gehäuseoberteil 7 im Wesentlichen deckelartig über das Gehäuseunterteil 8 gestülpt, wodurch das Gehäuseunterteil 8 von dem Gehäuseoberteil 7 übergriffen wird. Das Gehäuseunterteil 8 weist eine einer Gehäuseoberteilinnenkontur 27 entsprechende Außenumfangskontur 28 auf, dergestalt, dass bei einem Übergreifen des Gehäuseunterteils 8 durch das Gehäuseoberteil 7 ein Formschluss bei einer bestimmten Einbringtiefe zwischen Außenumfangskontur 28 des Gehäuseunterteils 8 und Gehäuseoberteilinnenkontur 27 besteht. Gehäuseoberteil 7 und Gehäuseunterteil 8 werden in dieser Einbaulage miteinander verschweißt, bevorzugt wasserdicht verschweißt. Die Grundplatte 14 mit der die Antennenbauteile 23 tragenden Leiterplatte 20 sind damit in der Dachantenne 1 hermetisch eingehaust und von Gehäuseoberteil 7 und Gehäuseunterteil 8 klemmend gehalten. Lediglich nicht dargestellte Anschlussleitungen können aus dem Gehäuseunterteil 8 hervortreten, wobei diese bevorzugt vollständig abgedichtet austreten. Besonders bevorzugt treten keine Anschlussleitungen auf (hier nicht dargestellt), sondern weist die Grundplatte 14 eine grundplatten-unterseitige Steckvorrichtung auf, die mit einer Steckvorrichtung im Bereich der Ausnehmung 26 im Fahrzeugdach 3 korrespondiert, beispielsweise an einer fahrzeuginnenseitig angeordneten Haltevorrichtung 29 angeordnet ist. Beim mechanischen Fixieren der Dachantenne 1 auf dem Fahrzeugdach 3 durchgreift die Haltevorrichtung 29 die Ausnehmung 26 bereichsweise und ragt in eine formangepasste Halteaufnahme 30 hinein, die an einer Grundplattenunterseite 31 ausgebildet ist. Haltevorrichtung 29 und Halteaufnahme 30 bewirken die Festlegung der Dachantenne 1 auf dem Fahrzeugdach 3, beispielsweise durch Formschluss, bevorzugt durch Verschrauben. Besonders bevorzugt wird hierbei (nicht dargestellt) auch noch die elektrische Kontaktierung der Antennenbauteile 23, insbesondere der Antennenelektronik 24, in das Fahrzeuginnere hergestellt. Zwischen Dachantenne 1, insbesondere dem Gehäuseunterteil 8, und dem Fahrzeugdach 3 ist zur Abdichtung der Ausnehmung 26 des Fahrzeugs 2 eine umlaufende Dichtung 32 eingelegt. Diese wird bei Festlegung der Dachantenne 1 über die Haltevorrichtung 29 von dem Gehäuseunterteil 8 oder einer unterseitigen Gehäusekontur 33 des Gehäuseoberteils 7 klemmend beaufschlagt; im letzteren Fall ist in der unterseitigen Gehäusekontur 33 bevorzugt eine umlaufende, die Dichtung 32 zumindest abschnittsweise aufnehmende Nut ausgebildet. Die Abdichtung der Antennenbauteile 23, die auf der Leiterplatte 20 angeordnet sind, gegenüber der Umwelt geschieht hier durch das Gehäuse 5, das vollständig verschweißt ist und so das Eindringen von beispielsweise Feuchtigkeit sehr vorteilhaft vermindert. Besonders bevorzugt kann die Einbringung der Antennenbauteile 23 vor dem Verschweißen von Gehäuseoberteil 7 und Gehäuseunterteil 8 unter Schutzatmosphäre erfolgen, wodurch der Innenraum der Dachantenne 1 in noch höherem Maße resistent gegen Witterungseinflüsse und beispielsweise Taubildung wird. Die Kräfte, die durch die Festlegung der Dachantenne 1 mittels der Haltevorrichtung 29 am Fahrzeugdach 3 auftreten, werden von der Grundplatte 14 aufgenommen; eine unerwünschte Kraftaufbringung auf das Gehäuse 5 oder durch Dichtelemente am Gehäuse 5 erfolgt demzufolge nicht. Insbesondere werden keine unerwünschten Klemmkräfte auf das Gehäuse 5 durch Einbringen eines Dichtmittels zur Abdichtung der eingehausten Antennenbauteile 23 aufgebracht. Die gesamten Haltekräfte durch Festlegung der Dachantenne 1 mittels der Haltevorrichtung 29 am Fahrzeugdach 3 werden von der Grundplatte 14 aufgenommen, wobei das Gehäuseunterteil 8 Ausrichthilfen 34 für die korrekte Positionierung der Dachantenne 1 auf dem Fahrzeugdach 3 sowie Durchtritte für die Haltevorrichtung 29 und entsprechend die Halteaufnahme 30 als Halteelement 39 aufweist.
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2 zeigt die Dachantenne 1 von ihrer Antennenunterseite 35 her, wobei Gehäuseoberteil 7 und Gehäuseunterteil 8 ineinander gefügt sind (Grundplatte 14, Leiterplatte 20 und Antennenbauteile 23 sind nicht dargestellt, vergleiche hierzu 1). Das Gehäuseunterteil 8 wird hierbei vom Gehäuseoberteil 7 übergriffen, es liegt in einer Gehäuseoberteilinnenkontur 27 mit seiner Außenumfangskontur 28 ein. Das Gehäuseunterteil 8 ist hierbei hälftig geschnitten. Es ist lediglich eine Hälfte 36 des Gehäuseunterteils 8 dargestellt, um die Einbringung in das Gehäuseoberteil 7 verdeutlichen zu können. Die Gehäuseoberteilinnenkontur 27 weist zur Festlegung des Gehäuseunterteils 8 im Formschluss einen umlaufenden Steg 37 auf, an dem das Gehäuseunterteil 8 mit seiner Oberseite 12 anliegt; gleichzeitig liegt das Gehäuseunterteil 8 mit seiner Außenumfangskontur 28 an der Gehäuseoberteilinnenkontur 27 an. Es ist demzufolge oberseitig und seitlich mit dem Gehäuseoberteil 7 formschlüssig verbunden. Im Bereich dieses Formschlusses erfolgt eine Verschweißung von Gehäuseoberteil 7 und Gehäuseunterteil 8. Gehäuseoberteil 7 und Gehäuseunterteil 8 bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoff 38, der mittels einer solchen Verschweißung hermetisch geschlossen werden kann. Das Gehäuseunterteil 8 weist die Ausrichthilfen 34 zur korrekten Positionierung der Dachantenne 1 auf dem hier nicht dargestellten Fahrzeugdach 3 auf.
