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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen einer Antenne auf einem Karosserieteil eines Fahrzeugs, ein System zur Befestigung einer Antenne auf einem Karosserieteil eines Fahrzeuges sowie eine Automobilantenne mit einem Karosserieteil, an dem sie befestigt ist.
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Ständiges Ziel bei der Entwicklung von Antennenbefestigungssystemen ist eine möglichst kleine Öffnungsfläche sowie ein einfache Montage.
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Sehr kleine Öffnungsflächen lassen sich mit Antennenbefestigungssystemen erreichen, bei denen HF-Kabel durch eine Befestigungsöffnung eines Karosserieteils ins Fahrzeuginnere geführt werden. Eine derartiges System ist in der
DE 196 40 110 C2 bekannt. Da HF-Kabel recht dünn sind, genügen für derartige Systeme sehr kleine Öffnungsflächen, allerdings ist die Montage aufwändig, insbesondere das Anschließen der HF-Kabel.
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Moderne Antennensysteme, welche beispielsweise in der
DE 10 2007 025 605 A1 ,
DE 10 2005 029 686 A1 oder
DE 10 2007 050 110 B4 beschrieben sind, nutzen zunehmend eine sogenannte Direktkontaktierung, bei der keine HF-Kabel durch eine Öffnung des Karosserieteils hindurchgeführt werden, sondern stattdessen die Antenne an ihrer Unterseite Steckverbinder trägt, die ein sehr einfaches Anschließen an den Kabelbaum eines Fahrzeugs ermöglichen. Da Steckverbinder einen wesentlich größeren Durchmesser als HF-Kabel haben, wird dadurch allerdings der Platzbedarf vergrößert, sodass Karosserieteile eine entsprechend große Öffnungsfläche aufweisen müssen.
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Antennenbefestigungssysteme üben auf die Ränder von Montageöffnungen erhebliche Kräfte aus. Große Montageöffnungen bedingen deshalb insbesondere bei dünnen Blechstärken des Karosserieteils die Gefahr von sichtbaren Blechverzügen im Karosserieteil um die montierte Antenne herum.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb einen Weg aufzuzeigen, wie die Gefahr von sichtbaren Blechverzügen auch für Antennen, die an ihrer Unterseite HF-Steckverbinder tragen, reduziert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein System zur Befestigung einer Antenne auf einem Karosserieteil mit den im Anspruch 3 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Zur Montage an einem Karosserieteil ist erfindungsgemäß an der Antenne eine Schraube befestigt. Wenn die Antenne auf das Karosserieteil aufgesetzt wird, wird diese Schraube durch eine dafür vorgesehene Montageöffnung des Karosserieteils hindurch gesteckt. Anschließend wird auf die Schraube eine gewindelose Hülse aufgesteckt. Ein danach aus der Hülse herausragender Endabschnitt der Schraube wird dann gegriffen und so die Schraube durch die Hülse gezogen. Dies führt dazu, dass das Karosserieteil zwischen Hülse und Antenne eingeklemmt wird. Die Hülse wird dann in radialer Richtung plastisch verformt und dabei gegen das Gewinde der Schraube gedrückt. In die zunächst gewindelose Hülse wird dadurch ein zu der Schraube passendes Innengewinde eingeformt. Die Hülse wird also auf der Schraube zu einer Mutter geformt. Bei Bedarf kann die durch Schraube und Hülse bewirkte Befestigung der Antenne an dem Karosserieteil wieder gelöst werden, indem die aus der Hülse geformte Mutter wieder abgeschraubt wird, beispielsweise für Reparaturarbeiten.
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Nach dem Verformen der Hülse wird ein überstehender Endabschnitt der Schraube entfernt. Dadurch lässt sich erreichen, dass die Befestigungsvorrichtung der montierten Antenne nur mit einem minimalen Abschnitt in den Innenraum des Fahrzeugs hineinragt. Um das Entfernen des Endabschnitts zu erleichtern, kann die Schraube eine Sollbruchstelle aufweisen, beispielsweise eine umlaufende Kerbe.
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Das Aufstecken und Verformen der Hülse lässt sich mit einem geeigneten Setzgerät sehr schnell durchführen, insbesondere schneller als ein herkömmliches Aufschrauben einer Mutter auf eine Hülse. Während eine Mutter beim Aufsetzen nicht gegenüber die Schraube verkippt sein darf, ist ein fehlerhaftes Aufstecken einer gewindelosen Hülse auf eine Schraube praktisch nicht möglich. Zudem besteht bei der erfindungsgemäßen Antennenbefestigung keine Gefahr einer Beschädigung der Antenne oder des Karosserieteils durch zu hohe Drehmomente.
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Die Montageöffnung des Karosserieteils für die Schraube wird passend zu dem Schraubendurchmesser gewählt, kann also sehr klein sein. Ein elektrischer Anschluss der Antenne an eine oder mehrere Leitungen im Fahrzeug wird über weitere Öffnungen des Karosserieteils vorgenommen. Beispielsweise kann die Montageöffnung für die Schraube zwischen zwei weiteren Öffnungen des Karosserieteils angeordnet sein, durch die Steckverbinder der Antenne in das Innere des Fahrzeugs hineinragen oder HF-Kabel hindurch geführt sind. Diese weiteren Öffnungen werden zur mechanischen Befestigung der Antenne nicht benötigt. Die Ränder dieser weiteren Öffnungen müssen deshalb auch keine Befestigungskräfte aufnehmen, so dass die Gefahr sichtbarer Blechverzüge verschwindend gering ist. Befestigungskräfte, die von Hülse und Schraube auf das Karosserieteil ausgeübt werden, wirken in erster Linie auf Bereich zwischen der Montageöffnung und den weiteren Öffnungen. Blechverzüge in diesen Bereichen können sich durch die weiteren Öffnungen nicht fortsetzten und sind deshalb außerhalb der Antenne nicht sichtbar. Dies gilt insbesondere, wenn die weiteren Öffnungen – in Fahrrichtung des Fahrzeugs gesehen – links und rechts von der Montageöffnung angeordnet sind. Bevorzugt sind die weiteren Öffnungen länglich ausgebildet, wobei die Längsrichtung der Öffnungen in Längsrichtung des Fahrzeugs verläuft.
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Die Schraube kann direkt an einem Bodenteil der Antenne, beispielsweise einer metallischen Bodenplatte, befestigt werden. Bevorzugt ist die Schraube aber über einen Träger aus Kunststoff mit dem Bodenteil der Antenne verbunden. Auf diese Weise kann die Antenne elektrisch gegenüber dem Karosserieteil isoliert werden, so dass stets definierte Masseverhältnisse vorliegen und Störungen der Signalübertragung vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger auch dazu dienen, eine korrekte Positionierung der Antenne auf dem Karosserieteil zu erleichtern und/oder um vor eine Vorverrastung der Antenne, mit dem Karosserieteil bewirken, damit die Antenne nach dem Aufsetzen auf das Karosserieteil bis zu der eigentlichen Befestigung durch das Verformen der Hülse gehalten ist. Der Träger kann zu diesem Zweck Positioniervorsprünge aufweisen, um die Orientierung der Antenne in Bezug auf die Montageöffnung vorzugeben, und/oder Haken zum Eingriff in Öffnungen des Karosserieteils aufweisen.
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Der Träger ist bevorzugt mit dem Bodenteil der Antenne verrastet. Beispielsweise kann der Träger Rasthaken zur Verrastung mit dem Bodenteil aufweisen. Solche Rasthaken können um einen Kopf der von dem Träger gehaltenen Schraube herum angeordnet sein, beispielsweise können die Rasthaken auf einem Kreis angeordnet sein. Der Träger kann von oben auf das Bodenteil aufgesetzt sein, so dass die Schraube durch das Bodenteil hindurchragt, oder unten an dem Bodenteil befestigt sein.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Antenne vor der Befestigung an einem Karosserieteil;
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2 eine weitere Ansicht der Antenne vor der Befestigung an einem Karosserieteil;
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3 die Antenne nach Montage auf einem Karosserieteil mit Blick vom Fahrzeuginnenraum;
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4 eine Ansicht zu 3 mit angeschlossenen Kabeln des Fahrzeugs;
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5 eine Explosionsdarstellung des Befestigungssystems mit dazugehörender Antenne, Karosserieteil und Kabeln zum Anschließen der Antenne; und
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6 Verfahrensschritte zur Montage der Antenne.
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Zur Befestigung der in den Figuren gezeigten Antenne auf einem Karosserieteil 1 eines Fahrzeugs ist ein Befestigungssystem aus einer Schraube 2 und einer Hülse 3 vorgesehen. 6 zeigt die im Folgenden beschriebenen Schritte zur Montage der Antenne auf dem Karosserieteil 1.
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Die Schraube 2 ist an einem Bodenteil 4 der Antenne befestigt und wird zur Montage der Antenne durch eine Montageöffnung des Karosserieteils 1 hindurch gesteckt. Das Ergebnis dieses Schrittes in 6a) dargestellt. Danach wird die Hülse 3 auf die Schraube gesteckt.
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Die Hülse 3 ist kürzer als der durch das Karosserieteil 1 hindurch in den Innenraum des Fahrzeugs ragende Abschnitt der Schraube 2. Nach dem Aufstecken der Hülse 3 steht deshalb ein Endabschnitt der Schraube 2 über die Hülse 3 über. Dieser überstehende Abschnitt der Schraube 2 wird mit einem Werkzeug 8 gegriffen, was in 6b) dargestellt ist. Dann wird die Schraube 2 durch die Hülse 3 gezogen, sodass das Karosserieteil 1 zwischen dem Bodenteil 4 der Antenne und der Hülse 3 eingeklemmt wird. Um die Hülse 3 in dieser Position an der Schraube 2 zu befestigen, wird dann die Hülse 3 plastisch verformt, indem die Hülse 3 in radialer Richtung gegen die Schraube 2 gedrückt und dabei in der Hülse 3 ein zu der Schraube 2 passendes Innengewinde geformt wird, was in 6c) gezeigt ist. Das Verformen der Hülse 3 kann beispielsweise erreicht werden, indem ein Formwerkzeug 8 auf die Hülse 3 gepresst wird, dessen Innenraum enger als die äußeren Abmessungen Hülse 3 ist. Damit keine unerwünschte Presskraft entsteht, kann das Verformen alternativ auch durch sich radial schließende Werkzeugbacken erreicht werden. Die Antenne wird dabei fest an die Karosserie gezogen und zugleich von unten gegen das Karosserieblech vom Werkzeug abgestützt.
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Nach dem plastischen Verformen der Hülse 3 wird ein von dem Bodenteil 4 der Antenne abgewandter Endabschnitt der Schraube 2 entfernt, was in 6d) und e) dargestellt ist. Um das Entfernen des Endabschnitts zu erleichtern kann die Schraube 2 mit einer Sollbruchstelle 2a versehen sein, beispielsweise in Form einer umlaufenden Kerbe.
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Der über die Hülse 3 überstehende Endabschnitt der Schraube 2 erleichtert das Greifen der Schraube 2, um die Schraube 2 durch die Hülse 3 hindurchzuziehen und die Hülse 3 gegen das Karosserieteil 1 zu drücken. Für diese Funktion des Endabschnitts der Schraube 2 wird kein Gewinde benötigt. Der Endabschnitt der Schraube 2 kann deshalb gewindelos ausgeführt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Schraube 2 zwischen der Sollbruchstelle 2a und ihrem von dem Bodenteil 4 der Antenne abgewandten Ende kein Gewinde.
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Die Hülse 3 hat vor ihrer Verformung vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt. Beispielsweise kann die Hülse einen Abschnitt in Form eines Kegelstumpfs oder eines Kreiszylinders haben. Bei der plastischen Verformung der Hülse 3 kann deren Außenkontur kantig verformt werden, beispielsweise um einen Vierkant oder einen Sechskant auszubilden. Durch die plastische Verformung wird die Hülse 3 so zu einer Mutter, die bei Bedarf von der Schraube 2 abgeschraubt werden kann, beispielsweise für Reparaturarbeiten.
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Die Hülse 3 hat an einem Ende einen Bund 3a. Der Bund 3a ist im montierten Zustand dem Karosserieteil 1 zugewandt. Die beim Anpressen der Hülse 3 auf das Karosserieteil 1 ausgeübte Anpresskraft wird über den Bund 3a auf eine größere Fläche verteilt und so die Gefahr einer Beschädigung des Karosserieteils 1 reduziert.
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Die Schraube 2 und die Hülse 3 sind aus Metall. Bevorzugt ist die Hülse 3 aus einem anderen Metall als die Schraube 2. Beispielsweise können die Hülse 3 aus Aluminium und die Schraube 2 aus Stahl gefertigt sein. Vorteilhaft lässt sich die Hülse dann gut plastisch verformen, ohne dass dabei das Gewinde der Schraube beschädigt wird. Zudem sind Karosserieteile von Fahrzeugen im häufiger aus Aluminium. Bei Kontakt eines Karosserieteils 1 aus Aluminium mit einer Hülse 3 aus Aluminium ist keine Kontaktkorrosion zu befürchten.
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Die Schraube 2 ist an dem Bodenteil 4 mittels eines Trägers 5 aus Kunststoff befestigt. Der Träger 5 kann mit dem Bodenteil 4 verrastet sein, beispielsweise mittels an dem Träger 5 ausgebildeten Rasthaken. Der Träger 5 kann an der Unterseite des Bodenteils 5 befestigt werden oder von oben durch das Bodenteil 4 hindurch gesteckt werden.
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Der Träger 5 aus Kunststoff kann vorteilhaft eine elektrische Isolierung der Antenne gegenüber der Schraube 2 und somit auch gegenüber dem Karosserieteil 1 des Fahrzeugs erreichen. Insbesondere wenn das Bodenteil 4 aus Metall ist, besteht nämlich ansonsten die Gefahr eines undefinierten Kontakts zwischen Schraube 2 und Karosserieteil 1, der zu einem schwankenden elektrischen Potential des Bodenteils 4 führen und deshalb die Signalübertragung stören kann. Das Bodenteil 4 der Antenne ist zwar bevorzugt aus Metall, kann aber beispielsweise auch aus Kunststoff sein. Ein Bodenteil aus Kunststoff kann eine metallisierte Oberfläche aufweisen oder eine Metallplatte tragen.
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Der Träger 5 der Schraube 2 kann Positioniervorsprünge 5a aufweisen, um die Orientierung der Antenne in Bezug auf die Montagenöffnung des Karosserieteils 1 vorzugeben. Mit dem Träger 5 kann auf diese Weise gewährleistet werden, dass die Antenne nur in einer einzigen, richtigen Orientierung auf das Karosserieteil 1 aufgesetzt werden kann. Um die Befestigung der Antenne zu erleichtern, kann der Träger 5 auch Haken 5b für eine Vorverrastung mit dem Karosserieteil 1 aufweisen. Die Haken 5b zur Vorverrastung greifen in Öffnungen des Karosserieteils 1 ein und verhindern so, dass die Antenne während der Montage versehentlich von dem Karosserieteil 1 abgenommen wird.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Haken 5b und zusätzlich auch Positioniervorsprünge 5a vorhanden. Die Haken 5b können aber auch in Positioniervorsprünge integriert sein.
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Bei der Befestigung der Antenne an dem Karosserieteil 1 wird auf die Schraube 2 kein Drehmoment ausgeübt. Die Verbindung zwischen Schraube 2 und Träger 5 wird deshalb bei der Montage vorteilhaft nicht belastet. Eine stoff- oder kraftschlüssige Verbindung zwischen Träger 5 und Schraube 2 genügt deshalb an sich. Bevorzugt ist die Schraube aber formschlüssig mit dem Träger 5 verbunden, damit bei einem Abschrauben der zur Mutter geformten Hülse 3 von der Schraube 2 die dabei aufnehmenden Drehmomente zuverlässig aufgenommen werden können. Beispielsweise kann die Schraube 2 einen Kopf haben, der formschlüssig mit dem Träger 5 verbunden ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Schraube 2 einen sechseckigen Kopf, der in einer sechseckigen Ausnehmung des Trägers 5 sitzt.
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Die Montageöffnung des Karosserieteils 1, die passend zu der Schraube 2 bemessen ist, ist zwischen zwei weiteren Öffnungen angeordnet, durch welche an der Unterseite der Antenne befestigte Steckverbinder 6 hindurchragen, auf die dazu passende Steckverbinder 7 von Leitungen im Innenraum des Fahrzeugs aufgesteckt werden. Diese weiteren Montageöffnungen sind länglich. Die Längsrichtung dieser Öffnungen verläuft in Längsrichtung des Fahrzeugs. Eine eventuelle Verformung des Karosserieteils 1 durch von dem Befestigungssystem ausgeübte Kräfte bleibt deshalb vorteilhaft auf den Blechabschnitt zwischen den beiden weiteren Öffnungen beschränkt. Die Gefahr sichtbarere Blechverzüge wird auf diese Weise vorteilhaft minimiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Karosserieteil
- 2
- Schraube
- 2a
- Sollbruchstelle
- 3
- Hülse
- 3a
- Bund
- 4
- Bodenteil
- 5
- Träger
- 5a
- Positioniervorsprung
- 5b
- Haken
- 6
- Steckverbinder
- 7
- Steckverbinder
- 8
- Montagewerkzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19640110 C2 [0003]
- DE 102007025605 A1 [0004]
- DE 102005029686 A1 [0004]
- DE 102007050110 B4 [0004]
