DE102014018428A1

DE102014018428A1 - Antennenmodul

Info

Publication number: DE102014018428A1
Application number: DE102014018428.5A
Authority: DE
Inventors: Florian Butscher; Simon STACHLER; Johann Frisch; Gerhard Vogt
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2016-06-16
Anticipated expiration: 2034-12-12
Also published as: DE102014018428B4; CN105703058B; US20160172746A1; US10164314B2; CN105703058A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antennenmodul (1) zur Montage an einer Öffnung eines Fahrzeugdaches (50), wobei das Antennenmodul an der Öffnung anordenbar und dort über mindestens ein Federelement (13) verrastbar ist, wobei die Befestigung des Antennenmoduls (1) am Fahrzeugdach über ein Verriegelungselement (14) sicherbar ist, welches in seiner Verriegelungsposition eine federnde Rückbewegung des Federelementes (13) aus der verrasteten Stellung blockiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antennenmodul zur Montage an einer Öffnung eines Fahrzeugdaches.
Antennenmodule werden im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik eingesetzt, um eine Kraftfahrzeug-Dachantenne zur Verfügung zu stellen. Die Antennenmodule weisen üblicherweise ein Chassis auf, an dessen Oberseite eine oder mehrere Antennen angeordnet sind und welches an einer Öffnung im Fahrzeugdach befestigt wird. Die Antennenmodule sind üblicherweise zum Betrieb im Mobilfunkbereich und/oder zum Empfang von Radioprogrammen geeignet. Ferner können in einem solchen Antennenmodul Empfangssysteme zur Kfz-Positionsbestimmung untergebracht werden, insbesondere GPS-Empfänger, und/oder Empfänger für ein Funkschlüsselsystem des Fahrzeuges.
Zur Montage des Antennenmoduls an der Öffnung des Fahrzeugdaches kommen unterschiedliche Technologien zum Einsatz. So ist aus der DE 10 2011 016 294 A1 ein Antennenmodul bekannt, bei welchem das Chassis des Antennenmoduls außen am Fahrzeugdach angeordnet und mit diesem verschraubt wird. Aus der DE 10 2006 050 406 A1 ebenfalls ein Antennenmodul bekannt, dessen Chassis außen auf dem Fahrzeugdach angeordnet wird. Die Befestigung erfolgt dann über ein Gegenelement, welches vom Innenraum des Fahrzeugs durch die Öffnung des Fahrzeugdaches hindurch mit dem Chassis verschraubt wird, sodass der Rand des Fahrzeugdaches zwischen dem Chassis und dem Gegenelement eingeklemmt ist.
Aus der DE 10 2012 280 303 A1 ist weiterhin ein Antennenmodul bekannt, welches vom Innenraum aus in die Öffnung des Fahrzeugdaches einsetzbar ist. Dabei weist das Antennenmodul auf einer Seite eine waagrechte Nut auf, welche auf einen Rand der Öffnung aufgeschoben wird, sowie Rastelemente, welche eine Vorverrastung des Antennenmoduls an der Öffnung erlauben. Die endgültige Befestigung erfolgt dann durch Verschrauben mit dem Fahrzeugdach.
Weiterhin ist ein Antennenmodul bekannt, welches von außen auf der Öffnung des Fahrzeugdaches aufgesetzt wird, und Blechhaken aufweist, welche durch die Öffnung im Fahrzeugdach hindurch geschoben werden und eine Vorverrastung des Antennenmoduls ermöglichen. Die Blechhaken sind dabei über eine vom Fahrzeuginnenraum aus betätigbare Schraube in das Chassis des Antennenmoduls einziehbar. Durch Betätigen der Schraube werden die Rastkanten der Blechhaken gegen das Blech des Fahrzeugdaches gezogen und schneiden in dieses ein, sodass sich ebenfalls eine sichere Verbindung ergibt.
Bei den bekannten Systemen zur Montage des Antennenmoduls am Fahrzeugdach verbleiben jedoch Nachteile. So haben die Systeme den Nachteil, dass sie keine zerstörungsfreie Demontage des Antennenmoduls erlauben. Weiterhin ist die Montage oftmals aufwendig und erfordert den Einsatz von Werkzeugen. Zudem sind sie teilweise kompliziert aufgebaut.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein im Hinblick auf die Montage an der Öffnung des Fahrzeugdaches verbessertes Antennenmodul zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Antennenmodul gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Antennenmodul zur Montage an einer Öffnung eines Fahrzeugdaches zur Verfügung, welches an der Öffnung anordenbar und dort über mindestens ein Federelement verrastbar ist. Erfindungsgemäß ist die Befestigung des Antennenmoduls am Fahrzeugdach dabei über ein Verriegelungselement sicherbar, welches in seiner Verriegelungsposition eine federnde Rückbewegung des Federelementes aus der verrasteten Stellung blockiert. Das Federelement dient damit nicht nur zur Vorverrastung des Antennenmoduls mit dem Fahrzeugdach, sondern legt das Antennenmodul auch endgültig an diesem fest. Ein Lösen des Antennenmoduls wird dabei über das Verriegelungselement verhindert, welche den Federweg des Federelementes sperrt und damit die Verrastung sichert. Das erfindungsgemäße Antennenmodul erlaubt damit eine besonders einfache Montage an der Öffnung des Fahrzeugdaches und weist dennoch einen einfachen Aufbau auf.
Bevorzugt ist das Verriegelungselement von der gleichen Seite aus betätigbar, von welcher auch das Antennenmodul an der Öffnung des Fahrzeugdaches anordenbar ist. Die endgültige Befestigung des Antennenmoduls kann damit von der gleichen Seite aus erfolgen wie die Vorverrastung an der Öffnung, so dass sich eine besonders einfache Montage ergibt. Die erfindungsgemäße Konstruktion mit einem Verriegelungselement, welches den Federweg des Federelementes sperrt, erlaubt eine solche Befestigung mit geringem konstruktiven Aufwand.
In einer möglichen, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Antennenmodul vom Fahrzeuginneren aus an der Öffnung des Fahrzeugdaches anordenbar. Insbesondere kann dabei das Antennenmodul von innen in die Öffnung eingefügt werden. In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist das Verriegelungselement vom Fahrzeuginneren aus betätigbar. Besonders bevorzugt erfolgt dabei sowohl die Anordnung des Antennenmoduls vom Fahrzeuginneren her, als auch die Betätigung des Verriegelungselementes. Hierdurch wird eine besonders einfache Montage gewährleistet.
Durch die durch das Federelement bei Anordnung an der Öffnung bereitgestellte Vorverrastung ist bevorzugt eine Ein-Hand-Montage möglich, da das Antennenmodul zur Betätigung des Verriegelungselements vom Monteur nicht gehalten werden muss, sondern bereits vorläufig an der Öffnung gesichert ist.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verriegelungselement werkzeuglos betätigbar. Insbesondere kann das Verriegelungselement dabei durch ein werkzeugloses Verschieben und/oder Verdrehen betätigbar sein. Auch dies ist erst durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Verriegelungselementes, welches den Federweg des Federelementes sperrt, möglich.
Bevorzugt ist das Verriegelungselement in der Verriegelungsposition lösbar am Antennenmodul festgelegt, bspw. durch eine Verrastung, Selbsthemmung und/oder Klemmung. Hierdurch wird verhindert, dass sich das Verriegelungselement im Betrieb von alleine löst und die Verriegelung freigibt. Soll das Antennenmodul demontiert werden, kann die Verriegelung dagegen auch wieder gelöst werden.
Weiterhin bevorzugt ist die Verriegelung des Federelementes durch das Verriegelungselement zerstörungsfrei lösbar. Bevorzugt ist das Verriegelungselement hierfür über eine Verrastung in seiner Verriegelungsposition festgelegt, welche gelöst werden kann, um das Verriegelungselement aus seiner Verriegelungsstellung weg zu bewegen.
Weiterhin kann die Befestigung des Antennenmoduls durch das Federelement zerstörungsfrei lösbar sein. Bevorzugt kann das Federelement hierzu nach dem Bewegen des Verriegelungselementes aus der Verriegelungsposition gegen seine Federkraft aus der verrasteten Stellung bewegt werden. Bevorzugt ist das Federelement und/oder ein Kontaktbereich des Federelementes hierfür von der Montageseite aus zugänglich, wofür ein Durchbruch am oder durch das Chassis des Antennenmoduls hindurch vorgesehen sein kann.
Bevorzugt ist die Verriegelung des Federelementes durch das Verriegelungselement vom Fahrzeuginneren aus lösbar. Weiterhin bevorzugt ist auch die Befestigung des Antennenmoduls durch das Federelement vom Fahrzeuginneren aus lösbar. Die Lösbarkeit des Verriegelungselementes bzw. der Befestigung vom Fahrzeuginneren aus hat den Vorteil, dass eine äußere Schutzabdeckung der Antennen, welche üblicherweise mit dem Fahrzeugdach verklebt wird, nicht entfernt werden muss, um das Antennenmodul zu wechseln.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Federelement in eine Zwischenposition vorgespannt, in welcher es das Antennenmodul nach dem Anordnen an der Öffnung des Fahrzeugdaches vorläufig sichert, wobei das Federelement erst durch das Verriegelungselement von dieser Zwischenposition gegen seine Federkraft in eine Endposition bewegt wird, in welcher es das Antennenmodul dauerhaft am Fahrzeugdach festlegt. Dies hat den Vorteil, dass zum Einfügen des Antennenmoduls in die Öffnung nur eine relativ geringe Kraft aufgewendet werden muss, da die Feder hierzu nicht aus ihrer Endposition, sondern lediglich aus ihrer Zwischenposition in eine Einführposition gedrückt werden muss. Bevorzugt stellt das Federelement dabei in seiner Endposition, in welche es durch das Verriegelungselement gedrückt wird, eine klemmende Verbindung mit dem Fahrzeugdach her.
Bevorzugt ist das Verriegelungselement gemäß der vorliegenden Erfindung in den Federweg des Federelementes bewegbar, um diesen zu sperren. Hierdurch wird sichergestellt, dass Bewegungen des Federelementes aus seiner verrasteten Position und insbesondere aus der Endposition, in welcher das Federelement das Antennenmodul dauerhaft festlegt, blockiert sind. Das Verriegelungselement wird dabei bevorzugt in einer Richtung, welche quer zu der Richtung der Federbewegung des Federelementes verläuft, in den Federweg bewegt. Hierdurch wirkt die Kraft, welche das Verriegelungselement auf das Federelement ausübt, quer zur Bewegungsrichtung des Verriegelungselementes.
Bevorzugt kann das Verriegelungselement von einer Montageposition, in welcher es eine federnde Bewegung des Federelementes zulässt, in seine Verriegelungsposition bewegbar sein. Solange sich das Verriegelungselement daher in seiner Montageposition befindet, lässt sich das Federelement bewegen und ermöglicht so die Vorverrastung des Antennenmoduls. In der Verriegelungsposition des Verriegelungselementes ist das Federelement dagegen gesperrt.
Dabei kann in möglichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Verriegelungselement am Antennenmodul verschiebbar oder drehbar angeordnet sein. Insbesondere kann es sich daher bei dem Verriegelungselement um ein Schiebeelement und/oder einen Exzenter handeln.
Wird ein Exzenter eingesetzt, kann dieser bevorzugt durch eine Drehbewegung in die Verriegelungsposition gedreht werden, in welcher er mit seiner exzentrischen Anpressfläche auf einen Federarm des Federelementes drückt und diesen so sperrt und/oder in seine Endposition bewegt. Vorzugsweise weist der Exzenter in diesem Fall eine Flachstelle auf, mit welcher er in der Verriegelungsstellung auf dem Federarm aufliegt und hierdurch selbsthemmend in dieser Position gesichert ist. Der Exzenter kann dabei bspw. als ein Drehknopf mit einer Nocke ausgeführt werden.
Wird ein Schiebeelement eingesetzt, so ist dieses bevorzugt in einer Richtung, welche quer zu der Richtung der Federbewegung des Federelementes verläuft, in die Verriegelungsposition verschiebbar. Hierdurch wirkt die Kraft, welche das Verriegelungselement auf das Federelement ausübt, quer zur Bewegungsrichtung des Verriegelungselementes. Bevorzugt ist das Verriegelungselement dabei in der Verriegelungsposition verrastbar und/oder klemmend festgelegt.
Das Verriegelungselement kann dabei ein separates, lösbar mit dem Antennenmodul verbindbares Bauteil darstellen. Dabei ist es denkbar, dass das Verriegelungselement erst nach dem Verrasten des Antennenmoduls mit dem Fahrzeugdach mit dem Antennenmodul verbunden wird. Bevorzugt ist das Verriegelungselement jedoch schon in der Montageposition am Antennenmodul befestigt.
Insbesondere handelt es sich dabei um eine lösbare Befestigung des Verriegelungselementes am Antennenmodul, sodass das Verriegelungselement einfach ausgetauscht werden kann. Besonders bevorzugt erfolgt die Befestigung des Verriegelungselementes in der Montageposition dabei durch eine Vorverrastung. Das Verriegelungselement kann jedoch auch unlösbar am Antennenmodul angeordnet sein, und bspw. drehbar an diesem gelagert sein.
Das erfindungsgemäße Verriegelungselement kann mindestens einen Rastarm aufweisen, mit welchem es am Antennenmodul verrastbar ist. Der Rastarm kann dabei eine Vorverrastung in der Montageposition und/oder eine Endverrastung in der Verriegelungsposition zur Verfügung stellen. Bevorzugt sind dabei zwei Rastarme auf gegenüberliegenden Seiten des Verriegelungselementes vorgesehen. Bevorzugt kann durch Zusammendrücken der Rastarme, beispielsweise über eine Zange, die Verrastung gelöst werden.
Bevorzugt kann das Verriegelungselement dabei über den Rastarm an jeweils unterschiedlichen Rastkanten des Antennenmoduls in einer Montageposition vorverrastet und in seiner Verriegelungsposition festgelegt werden. Bevorzugt ist dabei die erste Rastkante an einem Deckel des Antennenmoduls, und die zweite Rastkante an einem Chassis des Antennenmoduls angeordnet. Bevorzugt ist der Rastarm über ein Werkzeug aus seiner Rastposition lösbar, um das Verriegelungselement aus der Verriegelungsposition zurückzubewegen und/oder um das Verriegelungselement aus seiner Montageposition am Antennenmodul zu lösen.
Das erfindungsgemäße Federelement kann eine Rastkante aufweisen, mit welcher es in seiner verrasteten Stellung eine Gegenkante umgreift. Bevorzugt geht das Federelement dabei in seiner Endposition eine Klemmverbindung mit einer Gegenkante, bspw. dem Blech des Fahrzeugdaches, ein. Insbesondere kann dabei die Rastkante des Federelementes durch das Verriegelungselement gegen die Gegenkante gepresst werden.
Das Federelement kann weiterhin eine Anlaufschräge aufweisen, welche beim Einschieben des Antennenmoduls in die Öffnung des Fahrzeugdachs mit einer Gegenkante in Kontakt kommt und über welche das Federelement ausgelenkt wird. Die Anlaufschräge weist hierfür eine Rampenform auf. Durch die Anlaufschräge wird das Federelement soweit ausgelenkt, dass die Rastkante an der Gegenkante vorbeibewegt wird und dort durch die Federkraft in eine verrasteten Stellung zurückfedert, in welcher die Rastkante die Gegenkante umgreift.
Das Federelement gemäß der vorliegenden Erfindung muss nicht notwendigerweise einen Teil des Antennenmoduls darstellen oder an diesem befestigt sein. Vielmehr kann das Federelement auch am Fahrzeugdach angeordnet sein und mit einer Gegenkante des Antennenmoduls verrasten, wenn dieses an der Öffnung des Fahrzeugdaches angeordnet wird.
Bevorzugt ist das Federelement jedoch am Antennenmodul angeordnet und wirkt mit einer Gegenkante des Fahrzeugdaches zusammen. Insbesondere kann das Federelement dabei mit seiner Rastkante einen Rand der Öffnung des Fahrzeugdaches umgreifen. Hierdurch muss im Fahrzeugdach lediglich eine entsprechend geformte Öffnung für das Antennenmodul bereitgestellt werden, während sämtliche Elemente der Montagevorrichtung am Antennenmodul angeordnet sind.
Bevorzugt klemmt die den Rand der Öffnung des Fahrzeugdaches umgreifende Rastkante dabei in der Endposition das Blech des Fahrzeugdaches. Hierfür weist das Antennenmodul bevorzugt ein mit der Rastkante zusammenwirkendes Gegenelement auf, wobei zwischen Rastkante und Gegenelement ein Schlitz vorgesehen ist, in welchem der Rand der Öffnung des Fahrzeugdaches bei Herstellung der Rastverbindung zu liegen kommt. Bei einer Bewegung des Federelementes in die Endposition verringert sich dabei bevorzugt die Höhe des Schlitzes, sodass eine Klemmung des Fahrzeugdaches zur Verfügung gestellt wird.
Erfindungsgemäß kann das Federelement dabei zumindest teilweise aus Federstahl bestehen, wobei die Rastkante bevorzugt durch eine Abkantung des Federstahls gebildet wird. Eine weitere Abkantung des Federstahls stellt bevorzugt die Anlaufschräge zur Verfügung. Eine Kontaktkante, durch welche das Federelement aus der verrasteten Stellung gelöst werden kann, kann ebenfalls durch eine Abwinkelung oder ein freies Ende des Federstahls zur Verfügung gestellt werden. Bevorzugt handelt es sich dabei um eine Blattfeder.
Bevorzugt verläuft ein Federarm des Federelementes dabei von einem Befestigungsbereich aus über eine U-förmige Umbiegung zu dem freien Ende des Federelementes, in dessen Bereich die Rastkante vorgesehen ist. Hierdurch wird die Länge des Federarmes vergrößert.
Bevorzugt ist das Verriegelungselement in der Verriegelungsposition auf der der Rastkante gegenüberliegenden Seite des Federarms und insbesondere der Blattfeder angeordnet und blockiert hierdurch die Bewegung des Federarms aus der verrasteten Stellung. Das Verriegelungselement kann dabei entlang des Federarms und insbesondere der Blattfeder in die Verriegelungsposition bewegbar sein.
In einer möglichen, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Antennenmodul eine Führung auf, entlang welcher das Verriegelungselement in die Verriegelungsposition verschiebbar ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Betätigung des Verriegelungselementes, wobei das Verriegelungselement bevorzugt per Hand entlang der Führung verschiebbar ist.
Bei der Führung kann es sich insbesondere um einen Führungskanal handeln, in welchem das Verriegelungselement verschiebbar ist. Besonders bevorzugt kann das Verriegelungselement dabei in den Führungskanal hineingedrückt werden. Der Führungskanal kann dabei eine Führungsschiene oder Führungsnut aufweisen, welche mit einer Führungsnut oder Führungsschiene des Verriegelungselementes zusammenwirkt. Hierdurch wird die Bewegung des Verriegelungselementes innerhalb des Führungskanals geführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich das Federelement dabei auf einer Seite des Führungskanals und wird in der Verriegelungsposition des Verriegelungselementes durch dieses kontaktiert. Insbesondere kann das Federelement dabei einen Federarm aufweisen, welcher sich auf einer Seite des Führungskanals erstreckt.
Bevorzugt wird das Verriegelungselement durch einen Schieber gebildet, welcher schräg zur Erstreckung eines Federarms des Federelementes in einer Führung verschieblich ist und so bei einem Verschieben in seine Verriegelungsposition gegen den Federarm des Federelementes gedrückt wird. Insbesondere kann die Führung dabei durch eine rampenförmige Wand eines Führungskanales gebildet sein, welche dem Federarm gegenüber liegt. Alternativ oder zusätzlich kann das Verriegelungselement eine Keilform aufweisen. Durch das Hineindrücken des Verriegelungselementes in den Führungskanal wird das Verriegelungselement gegen den Federarm gedrückt.
Das Verriegelungselement kann auch eine Anlaufschräge aufweisen, mit welcher es das Federelement kontaktiert und in seine Endposition drückt. In diesem Fall kann das Verriegelungselement auch quer zur Erstreckungsrichtung des Federarmes des Federelementes verschiebbar sein.
Das erfindungsgemäße Verriegelungselement kann ein elastisches Element aufweisen, mit welchem es sich gegen den Führungskanal und/oder das Federelement abstützt, um in der Montageposition einen wackelfreien Sitz des Verriegelungselementes zu erreichen. Bei dem elastischen Element kann es sich beispielsweise um einen Federarm des Verriegelungselementes handeln, welcher in der Montageposition mit einer Wand des Führungskanales und/oder dem Federelement in Kontakt steht und hierdurch ein Wackeln des Federelementes in der Montageposition vermeidet.
Das erfindungsgemäße Verriegelungselement kann in einer möglichen Ausführungsform mit einem Gegenelement zusammenwirken, um das Federelement in einer festen Position zu fixieren. Bevorzugt drückt das Verriegelungselement dabei, wird es in seine Verriegelungsposition bewegt, das Federelement gegen das Gegenelement, sodass das Federelement in der Verriegelungsposition des Verriegelungselementes zwischen dem Verriegelungselement und dem Gegenelement eingepresst ist. Bevorzugt befindet sich das Federelement in dieser Stellung in seiner Endposition, in welcher es das Antennenmodul am Fahrzeugdach dauerhaft festlegt. Dies sorgt gleichzeitig für eine gewisse Klemmung des Verriegelungselementes in der Verriegelungsposition.
In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können mehrere erfindungsgemäße Federelemente vorgesehen sein, welche eine Vorverrastung des Antennenmoduls am Fahrzeugdach ermöglichen und über ein gemeinsames oder jeweils separat vorgesehene Verriegelungselemente verriegelt werden können. Bevorzugt sind solche mehreren erfindungsgemäßen Federelemente dabei am Antennenmodul angeordnet.
Weiterhin ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass neben dem erfindungsgemäßen Federelement weitere Rastelemente vorgesehen sind, welche jedoch nicht sperrbar sind. Diese dienen dann lediglich einer Vorverrastung des Antennenmoduls am Fahrzeugdach.
In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Antennenmodul dabei in die Öffnung des Fahrzeugdaches eingeschoben und dort verrastet werden, wobei bevorzugt mindestens zwei erfindungsgemäße Federelemente vorgesehen sind, durch deren Sperrung das Antennenmodul dann endgültig an dem Fahrzeugdach festgelegt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Antennenmodul dagegen mindestens ein Haltelement, welches einen Rand der Öffnung des Fahrzeugdaches umgreift. Bevorzugt ermöglicht dieses Haltelement dabei zusammen mit dem erfindungsgemäßen Federelement eine sichere Befestigung des Antennenmoduls an der Öffnung des Fahrzeugdaches. Bevorzugt ist das Halteelement am Antennenmodul auf der dem Federelement bezüglich der Öffnung gegenüberliegenden Seite angeordnet, sodass das Halteelement und das Federelement das Antennenmodul an gegenüberliegenden Seiten der Öffnung an dieser befestigen.
Das Halteelement kann dabei starr ausgeführt sein. Das Halteelement kann dabei eine Kante aufweisen, mit welcher es seitlich auf einen Rand der Öffnung des Fahrzeugdaches aufschiebbar ist. Die Montage des Antennenmoduls kann dabei insbesondere dadurch erfolgen, dass zunächst das Antennenmodul mit dem Halteelement auf einen Rand der Öffnung des Fahrzeugdaches aufgeschoben wird, und dann durch eine Schwenkbewegung um die durch das Halteelement gegebene Fixierung in die Öffnung eingeschoben wird, bis das Federelement einrastet und das Antennenmodul vorläufig sichert.
Der durch das Halteelement gebildeten Kante kann dabei eine Rampe zugeordnet sein, sodass der Rand des Fahrzeugdaches durch das Aufschieben klemmend fixiert wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Rampe eine Schwenkbewegung des Antennenmoduls um die durch das Haltelement gegebene Fixierung erlauben.
Das erfindungsgemäße Antennenmodul weist bevorzugt ein Chassis auf, welches auf seiner Oberseite eine oder mehrere Antennen trägt. Das Chassis kann dabei insbesondere aus Metall bestehen oder zumindest eine metallische Schicht umfassen. Bevorzugt ist das Chassis nach der Befestigung des Antennenmoduls mit einem Randbereich unter oder auf dem Fahrzeugdach angeordnet, je nachdem, ob die Montage vom Inneren des Fahrzeugs aus oder von außen erfolgt. Ist das Chassis aus Metall ausgeführt, oder weist eine metallische Schicht auf, ist hierdurch bevorzugt auch im Bereich der Öffnung des Fahrzeugdaches eine elektrisch leitende Ebene gegeben.
Das Chassis kann einen Sockelbereich aufweisen, mit welchem es durch die Öffnung im Fahrzeugdach hindurch geht. Hierdurch ist eine sichere Einpassung des Chassis in die Öffnung gewährleistet. Auf diesem Sockelbereich sind bevorzugt eine oder mehrere Antennen angeordnet.
Das Chassis kann in seinem Randbereich bevorzugt Ankoppelelemente aufweisen, über welche es elektrisch an das Fahrzeugdach gekoppelt ist. Die Ankoppelelemente sind dabei bevorzugt flexibel, um eine gute Ankoppelung an das Fahrzeugdach zu gewährleisten. Die Ankoppelung erfolgt dabei bevorzugt kapazitiv. Die Ankoppelelemente sind nach der Befestigung des Antennenmoduls zwischen der Oberseite bzw. Unterseite des Chassis und dem Fahrzeugdach angeordnet. Alternativ wäre eine galvanische Kontaktierung bspw. über Schneidzähne denkbar, welche in das Blech des Fahrzeugdaches einschneiden und so eine galvanische Verbindung herstellen.
Das Antennenmodul kann weiterhin eine auf der Oberseite des Chassis befestigbare Abdeckung für die eine oder mehreren Antennen aufweisen. Die Abdeckung schützt damit die Antennen vor einer Beschädigung.
Weiterhin kann das Chassis einen Deckel aufweisen, welcher es nach unten hin verschließt.
Bevorzugt ist die Abdeckung und/oder der Deckel aus Kunststoff gefertigt.
Das Antennenmodul weist bevorzugt mindestens eine Mobilfunkantenne auf. Alternativ oder zusätzlich kann eine Antenne vorgesehen sein, über welche das Signal eines Funkschlüssels für die Fahrzeugverriegelung empfangen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann eine Antenne zum Empfang von Radioprogrammen vorgesehen sein. Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann eine Empfangsantenne für ein globales Positionierungssystem vorgesehen sein, beispielsweise ein GPS-Empfänger. Die Antennen können dabei senkrecht auf der Chassis-Ebene stehen, oder waagrecht hierzu angeordnet sein. Mobilfunkantennen und Antennen für den Funkschlüssel sind dabei üblicherweise senkrecht angeordnet, Radioantennen bzw. Positionierungsantennen dagegen parallel zur Chassis-Oberfläche.
Weiterhin können auch auf der Unterseite des Chassis bzw. innerhalb der durch das Chassis und den Deckel gebildeten Box Antennen vorgesehen sein, beispielsweise um eine WLAN-Verbindung innerhalb des Fahrzeugs bereitzustellen oder für einen Funkschlüssel.
Das Antennenmodul weist bevorzugt eine Hauptplatine auf, welche unterhalb der Oberseite des Chassis angeordnet ist und durch Durchbrüche im Chassis mit den auf der Oberseite des Chassis angeordneten Antennen in Verbindung steht.
Weiterhin kann das Antennenmodul Verbindungselemente zur Verbindung mit der Kraftfahrzeugelektronik umfassen, insbesondere Datensteckverbindungen für digitale Dienste und/oder Koaxialsteckverbindungen. Die Steckverbindungen sind dabei bevorzugt seitlich am Chassis angeordnet, um die Bauhöhe zu verringern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verriegelungselement quer zur Erstreckungsebene des Fahrzeugdaches und/oder quer zur Hauptebene eines Gehäuses des Antennenmoduls im Antennenmodul verschieblich angeordnet. Insbesondere kann das Verriegelungselement dabei durch Hineindrücken in das Antennenmodul bzw. das Gehäuse des Antennenmoduls in seine Verriegelungsposition gedrückt werden. Das Chassis und der Deckel bilden dabei bevorzugt das Gehäuse des Antennenmoduls.
Bevorzugt ist dabei ein das Antennenmodul bzw. das Gehäuse des Antennenmoduls von unten nach oben durchdringender Führungskanal für das Verriegelungselement vorgesehen. Bevorzugt ist über diesen Führungskanal auch das Federelement erreichbar, um es aus seiner verrasteten Stellung herauszubewegen und so die Verbindung des Antennenmoduls mit dem Fahrzeugdach zu lösen.
Dabei kann das Federelement eine Kontaktkante aufweisen, über welche es beispielweise über einen Schraubenzieher formschlüssig kontaktiert werden kann, um aus der eingerasteten Stellung heraus bewegt zu werden, um das Antennenmodul vom Fahrzeugdach zu lösen. Bevorzugt ist die Kontaktkante dabei über den Führungskanal zugänglich. Bevorzugt kann hierfür das Sicherungselement aus dem Führungskanal entfernt werden. Die Kontaktkante kann dabei beispielsweise durch das freie Ende des aus Federstahl gefertigten Federelementes gebildet sein.
Weiterhin kann sich das Federelement auf einer Seite des Führungskanals erstrecken. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Federarm des Federelementes innerhalb des Antennenmoduls verläuft und das Federelement mit seiner Rastkante und seiner Anlaufschräge aus der Oberseite oder Unterseite des Antennenmoduls bzw. des Gehäuses herausschaut.
Der Führungskanal, welcher das Antennenmodul von unten nach oben durchdringt, ist bevorzugt am Deckel und/oder Chassis ausgebildet. Bevorzugt ist der Führungskanal dabei sowohl nach oben, als auch nach unten hin offen. Von unten her kann dabei bevorzugt das Verriegelungselement eingeführt bzw. verschoben werden. Die obere Öffnung des Führungskanals erlaubt einen Zugang zur Kontaktkante des Verriegelungselementes.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können weiterhin sowohl am Chassis, als auch an der Abdeckung mindestens ein Haltelement vorgesehen sein, welche einen Rand der Öffnung des Fahrzeugdaches umgreifen. Bevorzugt handelt es sich dabei um Halteelemente, wie sie oben bereits beschrieben wurden. Das Halteelement am Chassis kann dabei als metallischer Haken ausgebildet sein, das Halteelement an der Abdeckung dagegen als Kunststoffhaken bzw. Kunststoffkante. Bevorzugt wird das Halteelement am Chassis durch das Halteelement an der Abdeckung außer Kontakt mit dem Fahrzeugdach gehalten. Hierdurch wird verhindert, dass das Halteelement am Chassis den Lack des Fahrzeugdaches verkratzt. Bricht jedoch das Halteelement der Abdeckung, stellt das Halteelement des Chassis eine sichere Befestigung des Antennenmoduls am Fahrzeugdach zur Verfügung. Weiterhin kann an der Abdeckung eine Rampe vorgesehen sein, welche dem Halteelement zugeordnet ist. Bevorzugt erzeugt die Rampe dabei zusammen mit dem Halteelement eine Klemmung des Fahrzeugdaches. Weiterhin kann die Rampe so ausgeführt sein, dass sie ein Verschwenken des Antennenmoduls in die Öffnung hinein erlaubt. Die Rampe vereinfacht zudem das korrekte Aufschieben der Halteelemente auf den Rand des Fahrzeugdaches.
Neben dem erfindungsgemäßen Antennenmodul umfasst die vorliegende Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Montage eines Antennenmoduls.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage eines Antennenmoduls an einer Öffnung eines Fahrzeugdaches sieht vor, dass das Antennenmodul in die Öffnung eingefügt und dort über mindestens ein Federelement verrastet wird. Dabei wird nach dem Verrasten des Federelementes ein Verriegelungselement in eine Verriegelungsposition bewegt, in welcher es eine federnde Rückbewegung des Federelementes aus seiner verrasteten Stellung blockiert.
Bevorzugt wird das Federelement dabei von einer Zwischenposition, in welcher es das Antennenmodul vorläufig am Fahrzeugdach sichert, in eine Endposition bewegt, in welcher es das Antennenmodul dauerhaft festlegt. Bevorzugt klemmt das Federelement in dieser Endposition das Autodach.
Bevorzugt wird das Antennenmodul dabei vom Fahrzeuginneren aus montiert, wobei auch das Verriegelungselement vom Fahrzeuginneren aus betätigt wird. Bevorzugt erfolgt die Montage des Antennenmoduls und insbesondere die Verriegelung des Federelementes dabei werkzeugfrei.
Das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt dabei bevorzugt so, wie dies bereits oben näher dargestellt wurde. Weiterhin wird für das Verfahren bevorzugt ein Antennenmodul eingesetzt, wie es oben beschrieben wurde. Insbesondere können das Federelement und das Verriegelungselement dabei so ausgeführt sein, wie dies bereits oben beschrieben wurde.
Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugdach und einem an einer Öffnung des Fahrzeugdaches angebrachten Antennenmodul, wie dies bereits oben beschrieben wurde.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels sowie Zeichnung näher dargestellt.
Dabei zeigen:
1: Das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antennenmoduls in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben und vorne,
2: das Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben und hinten,
3: das Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung von schräg unten hinten,
4: das Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht von oben,
5: das Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht von unten,
6: das Ausführungsbeispiel in einer Schnittansicht durch seine Mittelebene,
7a: eine Detailansicht des beim Ausführungsbeispiel eingesetzten Federelementes und Verriegelungselementes, wobei sich das Verriegelungselement in seiner Montageposition befindet,
7b: eine Detailansicht des beim Ausführungsbeispiel eingesetzten Federelementes und Verriegelungselementes, wobei sich das Verriegelungselement in seiner Verriegelungsposition befindet,
8: eine teilweise Schnittansicht durch das Ausführungsbeispiel in einer Ebene senkrecht zur Mittelebene an einer Position, welche durch das Verriegelungselement hindurch geht, wobei sich das Verriegelungselement in seiner Verriegelungsposition befindet,
9: vier perspektivische Darstellungen des Verriegelungselementes,
10: eine Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels in einer Ansicht von schräg vorne und oben,
11: eine Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels in einer Seitenansicht,
12: eine Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels ein einer perspektivischen Darstellung von schräg hinten und oben,
13: eine Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Ansicht von schräg vorne und unten und
14: eine Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels in einer Ansicht von vorne.
Das in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antennenmoduls kann an einer Öffnung in einem Fahrzeugdach montiert werden, um eine Kraftfahrzeug-Dachantenne zur Verfügung zu stellen. Das Antennenmodul weist dabei ein Chassis 2 auf, auf dessen Oberseite Antennen 4, 4' angeordnet sind, welche beispielsweise in 6 sowie 10 bis 14 zu erkennen sind. Bei den Antennen 4 kann es sich um PCB-Antennen, Blechantennen oder Folienantennen handeln. Die Antennen 4 stehen dabei senkrecht auf der Oberseite des Chassis und sind damit vertikal ausgerichtet. Insbesondere handelt es sich bei den Antennen 4 um Mobilfunkantennen und/oder Antennen für das Funkschlüsselsystem des Fahrzeugs. Im Ausführungsbeispiel ist dabei die hintere Antenne 4 als Mobilfunkantenne inklusive LTE 1 ausgeführt, sowie für das Funkschlüsselsystem. Die vordere Antenne ist dagegen für LTE 2 ausgeführt. Weiterhin können Antennen für globale Positionierungssysteme und/oder zum Empfangen von Radioprogrammen und/oder für C2C-Dienste und/oder für C2X-Dienste vorgesehen sein. Im Ausführungsbeispiel sind hierfür die parallel zur Erstreckungsrichtung des Antennenmoduls und damit im montierten Zustand im Wesentlichen horizontal verlaufende Antennen 4' vorgesehen.
Wie in 6 zu erkennen, ist innerhalb des Chassis eine Hauptplatine 24 angeordnet, auf welcher auch die Steuer- und/oder Auswerteelektronik angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Hauptplatine beidseitig bestückt. Die Kontaktierung der Antennen erfolgt durch Durchbrüche in der Oberseite des Chassis 2. Dabei reichen Bereiche der die Antennen 4 bildenden Leiterplatten durch das Chassis hindurch und sind mit der Hauptplatine im Bereich 23 kontaktiert. Die Antennen 4' werden dagegen durch Koaxialverbinder 22 mit der Hauptplatine 24 verbunden.
Wie in 6 weiterhin dargestellt, sind auch innerhalb des Chassis 2 Antennen 21 vorgesehen, welche beispielsweise das Funkschlüsselsystem innerhalb des Fahrzeugs bedienen und/oder eine WLAN-Verbindung innerhalb des Fahrzeugs zur Verfügung stellen. Dabei kann es sich um PCB-Antennen und/oder Blechantennen und/oder Folienantennen handeln.
Das Antennenmodul weist Steckverbindungen 6 und 6' auf, mit welchen die Antennen und/oder die Elektronik des Antennenmoduls mit der Boardelektronik des Kraftfahrzeuges verbunden werden können. Hierfür sind Koaxialsteckverbinder 6 sowie eine Datensteckverbindung 6' für digitale Dienste vorgesehen. Die Steckverbinder sind dabei seitlich am Chassis angeordnet, um eine niedrige Bauhöhe und einfache Kontaktierung von der Seite zu ermöglichen.
Das Antennenmodul umfasst weiterhin eine Abdeckung 3 für die Antennen 4 und 4', welche lösbar am Chassis 2 befestigt werden kann. Hierfür sind Rastelemente 8 vorgesehen. Weiterhin weist das Antennenmodul einen Deckel 5 auf, welcher die Unterseite des Chassis 2 verschließt. Der Deckel ist lösbar mit dem Chassis 2 verbunden, wofür Rastelemente 7 vorgesehen sind.
Das Chassis 2 ist im Ausführungsbeispiel aus Metall hergestellt, insbesondere als Druckgußteil. Die Abdeckung 3 und der Deckel 5 sind im Ausführungsbeispiel aus Kunststoff gefertigt, bevorzugt als Spritzgußteile.
Das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antennenmoduls wird vom Fahrzeuginneren aus montiert. In der montierten Stellung des Antennenmoduls befindet sich das Chassis dabei zumindest in seinen Randbereichen unterhalb des Fahrzeugdaches. Die elektrische Ankoppelung an das Fahrzeugdach erfolgt dabei über Ankoppelelemente 11, welche im Ausführungsbeispiel eine kapazitive Kopplung an das Blech des Fahrzeugdaches zur Verfügung stellen. Die Ankoppelelemente 11 sind dabei aus einem leitfähigen, flexiblen Material, und gewährleisten damit eine sichere Kontaktierung des Fahrzeugdaches.
Das Chassis 2 weist einen Sockelbereich 12 auf, mit welchem es geringfügig durch die Öffnung im Fahrzeugdach hindurchgeht. Der Sockelbereich 12 weist dabei im Wesentlichen die Form der Öffnung im Fahrzeugdach auf und sichert das Antennenmodul so gegen seitliches Verrutschen in der Öffnung. Auf dem Sockel sind die bereits beschriebenen Antennen 4 und 4' angeordnet, welche durch die Abdeckung 3 abgedeckt sind.
Zur Befestigung des Antennenmoduls am Fahrzeugdach weist dieses – im Ausführungsbeispiel auf seiner hinteren Seite – Haltelemente 15, 16 auf, sowie bezüglich der Öffnung gegenüberliegend – im Ausführungsbeispiel also vorne – ein erfindungsgemäßes Federelement 13.
Der Montagevorgang erfolgt nun dadurch, dass das Antennenmodul zunächst mit den Halteelementen 15, 16 am Rand der Öffnung des Fahrzeugdaches eingehängt und bis zum Anschlag gegen den Rand geschoben wird. Daraufhin wird das Antennenmodul nach oben in den Dachausschnitt geschwenkt, bis das Federelement 13 einrastet und das Antennenmodul hierdurch gegen ein Herausfallen gesichert ist. Das Federelement 13 weist dabei eine Rastkante 19 auf, welche in der verrasteten Stellung den Rand der Öffnung des Fahrzeugdaches umgreift. Das Federelement 13 weist weiterhin eine Anlaufschräge 49 auf, mit welcher es beim Einschwenken in die Öffnung mit dem Rand der Öffnung in Kontakt kommt und hierdurch in Öffnungsrichtung ausgelenkt wird.
Als Halteelemente sind Vorsprünge 15 des Chassis 2 vorgesehen, sowie Vorsprünge 16 der Abdeckung 3. An der Abdeckung 3 ist weiterhin ein rampenförmiges Element 17 vorgesehen, so dass das Dachblech zwischen die Vorsprünge 15 und 16 sowie die diesen Vorsprüngen bezüglich des Dachbleches gegenüberliegende Rampe 17 eingeklemmt wird. Die Rampenform erlaubt dabei zudem ein einfaches Einschieben und ein Verschwenken des Antennenmoduls, ohne das Dachblech zu verbiegen.
Das Antennenmodul kann durch die Halteelemente und das Federelement werkzeuglos am Dachblech befestigt werden. Allerdings stellt das Federelement für sich genommen keine ausreichend betriebssichere Verbindung zum Fahrzeugdach her, da das Federelement insbesondere bei großen Beschleunigungen oder bei Vibrationen aus der verrasteten Stellung zurückfedern könnte und das Antennenmodul damit freigeben würde. Dies gilt umso mehr, als die Federkraft des Federmoduls nicht beliebig erhöht werden kann, da diese durch die einfache Handhabbarkeit beim Einfügen beschränkt ist.
Erfindungsgemäß ist daher ein Verriegelungselement 14 vorgesehen. Diese wird, nachdem das Antennenmoduls wie oben beschrieben in die Öffnung eingefügt und an dieser verrastet ist, in eine Verriegelungsposition bewegt wird, in welcher es eine federnde Rückbewegung des Federelementes aus der verrasteten Stellung blockiert.
Die Funktion und der Aufbau des Verriegelungselementes und des Federelementes ergeben sich dabei insbesondere aus 7a und 7b.
In 7a befindet sich das Verriegelungselement in einer Montageposition, in welcher das Federelement 13 frei ausgelenkt werden kann. Kommt daher die Anlaufschräge 49 des Federelementes mit der Kante des Dachbleches in Kontakt, wird das Federelement aus der in 7a gezeigten Position nach links ausgelenkt, sodass es mit der Rastkante 19 durch die Öffnung hindurch geht. Daraufhin bewegt sich das Federelement aufgrund seiner Federkraft zurück in seine vorgespannte Stellung, welche in 7a gezeigt ist, sodass die Rastkante 19 oberhalb des Randes des Dachbleches 50 angeordnet ist und damit eine Vorverrastung zur Verfügung stellt.
Das Federelement ist dabei in eine Zwischenstellung vorgespannt, welche zwar eine Vorverrastung mit dem Dachblech ermöglicht, jedoch noch eine weitere Auslenkung des Federelementes in Richtung auf den Rand des Dachbleches zu erlaubt. Hierdurch können die Kräfte, welche für das Einrasten benötigt werden, gering gehalten werden.
Wird das Verriegelungselement dann aus der in 7a gezeigten Montageposition in die in 7b gezeigte Verriegelungsposition verschoben, drückt es das Federelement 13 in Richtung auf den Rand des Dachbleches 50. Hierdurch wird das Federelement 13 in die in 7b gezeigte Endstellung gebracht.
Dabei ist das Federelement so ausgeführt, dass die Rastkante 19 das Dachblech 50 in der Endstellung des Federelementes klemmt. Hierfür weist das Antennenmodul unterhalb der Rastkante 19 ein Gegenelement 28 auf, so dass zwischen der Rastkante 19 und dem Gegenelemente 28 ein schmaler Spalt besteht, in welchem das Dachblech nach dem Einrasten zu liegen kommt. Wird das Federelement durch das Verriegelungselement in seine Endposition gedrückt, verringert sich die Höhe des Spaltes, so dass das Dachblech 50 zwischen der Rastkante 19 und dem Gegenelement 28 eingeklemmt wird.
Das Federelement 13 ist dabei mit einem Befestigungsbereich 25 am Chassis 2 befestigt. Hierfür weist das Chassis eine Aufnahmenut auf, in welcher das aus einer Bandfeder gebildete Federelement eingeschoben ist und in welcher es verklemmt ist. Das Federelement weist dabei einen U-förmigen Bogen 26 auf, an welchem sich der von unten nach oben verlaufende Federarm 27 anschließt. Hierdurch wird die effektive Länge des Federarmes vergrößert. Die Rastkante 19 und die Anlaufschräge 49 sind durch entsprechende Abkantungen der Blattfeder gebildet. Eine letzte Abkantung der Blattfeder stellt eine Kontaktkante 32 zur Verfügung, in welche beispielsweise ein Schraubenzieher eingeschoben werden kann, um das Federelement aus seiner gerasteten Stellung zu lösen, wenn das Verriegelungselement 14 entfernt wurde. Wie beispielsweise in 1 zu erkennen, weist die Blattfeder in machen Bereichen eine in Längsrichtung verlaufene mittige Aussparung auf.
Das Verriegelungselement 14 wird durch einen Schieber gebildet, welcher in einem im Gehäuse des Antennenmoduls vorgesehenen Führungskanal 18 verschiebbar ist. Wie beispielsweise in 1, 7 und 10 zu erkennen, geht der Führungskanal dabei durch das gesamte Gehäuse des Antennenmoduls, welches hier durch das Chassis 2 und den Deckel 5 gebildet wird, von unten nach oben hindurch. Durch Hineindrücken des Verriegelungselementes 14 in den Führungskanal 18 kann das Verriegelungselement dabei aus der in 7a gezeigten Montageposition in die in 7b gezeigte Verriegelungsposition gedrückt werden. Wird das Verriegelungselement dagegen komplett aus dem Führungskanal entfernt, ist die Kontaktkante 32 des Federelementes von unten und damit vom Fahrgastinnenraum her zugänglich.
Der Federarm 27 des Federelementes bildet dabei zumindest einen Teil einer Seitenfläche des Führungskanals. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Wand des Führungskanals 18 als eine Rampe 29 ausgebildet, sodass das im Querschnitt keilförmige Verriegelungselement 14 durch das Einschieben in den Führungskanal gegen den Federarm 27 gedrückt wird. Hierfür weist das Verriegelungselement 14 Gleitflächen 38 auf, mit welchen es auf der Rampe 29 gleitet, sowie auf der gegenüberliegenden Seite Anpressflächen 37, mit welchen es in der in 7b gezeigten Verriegelungsstellung gegen die Blattfeder gepresst wird.
Im Bezug auf den Führungskanal hinter dem Federarm 27 des Federelementes ist dabei als Gegenelement ein Anschlagbereich 48 vorgesehen, gegen welchen der Federarm in der Verriegelungsstellung gepresst wird, sodass sich der Federarm in der in 7b gezeigten Endstellung in einer definierten Position zwischen dem Anschlagbereich 48 und den Anpressflächen 37 des Verriegelungselementes 14 befindet.
Das Verriegelungselement 14 weist weiterhin ein elastisches Element 31 in Form eines Federarmes auf, welches durch eine schlitzförmige Öffnung im Federarm 27 hindurch geht und mit dem Anschlagbereich 48 in Kontakt steht. Das elastische Element 31 sorgt dabei in der in 7a gezeigten Montagestellung dafür, dass trotz des an dieser Position breiteren Führungskanals kein Klappern des Verriegelungselementes im Führungskanal feststellbar ist. Für die Verriegelung selbst hat das elastische Element 31 dagegen keine Funktion. Vielmehr wird die Verriegelung durch die neben diesem elastischen Element angeordneten Anpressflächen 37 zur Verfügung gestellt. In den Schnittansichten in 7a und 7b sind dabei die Anpressflächen jedoch nicht zu erkennen, da der Schnitt durch die Mittelachse des Antennenmoduls und damit des Verriegelungselements 14 und damit durch das elastische Element 31 hindurch geht.
Das Verriegelungselement 14 ist in der in 7a gezeigten Montagestellung am Antennenmodul vorverrastet, so dass das Verriegelungselement nicht verloren gehen kann. Weiterhin ist das Verriegelungselement auch in der in 7b gezeigten Verriegelungsposition am Antennenmodul verrastet. Hierfür weist das Verriegelungselement die in 8 und 9 erkennbaren Rastarme 33 auf, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Verriegelungselementes angeordnet sind. Die Rastarme 33 weisen dabei eine Rastkante 34 auf, welche zum einen mit einer Gegenkante 35 zur Bereitstellung der Vorverriegelung sowie mit einer weiteren Gegenkante 36 zur Bereitstellung des Verriegelung in der Verriegelungsposition zusammenwirken. Die erste Gegenkante 35 für die Vorverriegelung ist dabei am Deckel 5 vorgesehen, siehe auch 10, die zweite Verriegelungskante 36 für die Verriegelung in der Verriegelungsposition am Chassis 2, siehe 8.
Die Rastung des Verriegelungselementes im Führungskanal kann wieder gelöst werden, indem die beiden Rastarme 33 beispielsweise über eine Flachzange gegriffen und zusammengedrückt werden. Mittels der Flachzange kann das Verriegelungselement dann auch komplett aus dem Führungskanal entfernt werden.
Das Verriegelungselement 14 weist weiterhin eine Führungsnut 30 auf, mit welchem es auf einer Führungsschiene 29 des Führungskanales geführt ist. Die Führungsschiene 29 ist dabei auf der dem Federelement gegenüberliegenden, eine Rampe bildenden Seite des Führungskanales angeordnet.
Das Verriegelungselement ist im Ausführungsbeispiel als Spritzgußteil und aus Kunststoff gefertigt.
Zur Montage des Antennenmoduls wird das Verriegelungselement dabei, nachdem das Antennenmodul an der Öffnung vorverrastet wurde, in den Führungskanal hinein gedrückt, so dass es das Federelement sperrt und Federbewegungen des Federelementes, welche zu einem Lösen der Verrastung führen könnten, verhindert.
Das Antennenmodul kann dabei zerstörungsfrei wieder demontiert werden, beispielsweise um es im Falle eines Defektes zu reparieren oder zu ersetzen. Hierfür wird das Verriegelungselement 14 aus seiner Verriegelungsstellung gelöst und aus dem Führungskanal 18 entnommen. Daraufhin ist die Kontaktkante 32 des Federelementes beispielsweise über einen Schraubenzieher von unten zugänglich, so dass die Verrastung des Federelementes gelöst werden kann. Das Antennenmodul kann dann wieder durch das oben bereits für die Erstmontage dargestellte Verfahren am Fahrzeugdacht montiert werden.
Die Demontage ist dabei komplett vom Innenraum aus möglich. Dabei ist zu beachten, dass die Fahrzeughersteller über das Antennenmodul üblicherweise eine weitere Abdeckhaube montieren, welche mit dem Fahrzeugdach verklebt wird. Kann das Antennenmodul nun komplett vom Fahrzeuginnenraum aus demontiert werden, muss diese zusätzliche Abdeckhaube nicht entfernt werden, was die Demontage erheblich vereinfacht.
Das in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel weist dabei eine Aussparung 20 im Chassis auf, welche unterhalb einer entsprechenden Aussparung im Fahrzeugdach zu liegen kommt. In diese Aussparung kann ein Führungsstift der weiteren Abdeckhaube, welche von außen auf das Fahrzeugdach aufgebracht wird, eingreifen.
Alternativ zu dem anhand der Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind auch folgende abgewandelte Ausführungsbeispiele denkbar:
In einer ersten alternativen Ausführungsform könnte auf die Halteelemente 15 und 16 verzichtet werden, und an deren Stelle ein weiteres erfindungsgemäßes Federelement mit einer weiteren erfindungsgemäßen Verriegelungselement eingesetzt werden. Gegebenenfalls könnten die beiden Verriegelungselemente dabei auch zu einem Verriegelungselement kombiniert werden. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel könnte dann das gesamte Antennenmodul einfach in die Öffnung des Fahrzeugdaches eingeschoben und dort über die Federelemente verrastet werden. Die endgültige Sicherung würde dann über das bzw. die Verriegelungselemente erfolgen. Gegebenenfalls könnten dabei zusätzlich noch weitere Rastelemente, welche keine Verriegelungsvorrichtung aufweisen, eingesetzt werden.
Weiterhin könnten in alternativen Ausführungsformen die im Bezug auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschriebenen Positionen der Halteelemente und des Federelementes verändert und beispielsweise vertauscht werden.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung auch bei solchen Antennenmodulen einsetzbar, bei welchen die Montage nicht vom Innenraum des Fahrzeugs aus, sondern von außen erfolgt. Insbesondere kann dabei das Chassis des Antennenmoduls mit seinen Randbereichen oberhalb des Fahrzeugdaches angeordnet sein, wobei die elektronische Konnektierung des Antennenmoduls durch die Öffnung des Fahrzeugdaches hindurch erfolgt. Die Befestigung am Fahrzeugdach kann dabei in analoger Weise erfolgen, wie dies bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Hierzu könnten beispielsweise der Verlauf des Federelementes sowie des Führungskanales umgekehrt werden, sodass das Verriegelungselement dann von oben nach unten in den Führungskanal gedrückt werden muss, um es in seine Verriegelungsstellung zu bewegen.
Alternativ wäre jedoch auch denkbar, dass das Verriegelungselement nicht von der Seite aus in das Chassis eingedrückt wird, von welcher das Antennenmodul in die Öffnung eingefügt wird. In diesem Fall würde die Form des Führungskanales und/oder des Verriegelungselementes entsprechend angepasst, um das Federelement sperren zu können. Das Einfügen des Antennenmoduls könnte dann beispielsweise von oben, das Betätigen des Verriegelungselementes vom Innenraum aus erfolgen.
Allerdings ist die im konkreten Ausführungsbeispiel gezeigte Montage des Antennenmoduls komplett vom Innenraum des Fahrzeugs aus gegenüber einer auch nur teilweisen Montage von außen her vorzuziehen, da das Antennenmodul so wie oben dargestellt zerstörungsfrei ausgetauscht werden kann, ohne dass eine weitere, auf das Fahrzeugdach geklebte Abdeckhaube entfernt werden müsste.
In einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung könnte das Federelement auch am Dachblech angeordnet sein, und mit einem Gegenelement am Antennenmodul verrasten. Die Verriegelung könnte in diesem Fall wiederum über ein Schieberelement erfolgen, welches den Federweg sperrt. Auch hier könnte das Federelement ausgehend vom Dach durch einen Führungskanal im Antennenmodul hindurchgehen, welcher gleichzeitigt als Führungskanal für das als Schieber ausgeführte Verriegelungselement dient.
Die im konkreten Ausführungsbeispiel gezeigte Variante der vorliegenden Erfindung, bei welcher das Federelement am Antennenmodul angeordnet ist, ist gegenüber einer solchen Variante, bei welcher das Federelement am Fahrzeugdacht befestigt ist, jedoch vorzuziehen, da hierdurch im Fahrzeugdach lediglich eine Aussparung vorgesehen sein muss.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform könnte das Verriegelungselement auch statt von unten von der Seite verschieblich in einen Führungskanal angeordnet sein. Auch in diesem Fall könnte das Verriegelungselement in den Federweg des Federelementes geschoben werden, um dieses gegen ungewollte Federbewegungen zu sperren und/oder das Federelement in seine Endposition zu drücken. Der Führungskanal und das Verriegelungselement könnten dabei wie im konkreten Ausführungsbeispiel beschrieben ausgeführt werden, wobei lediglich der Führungskanal im wesentlichen parallel zur Hauptebene des Gehäuses durch dieses hindurch verlaufen würde. Lediglich die Druckflächen des Verriegelungselementes, mit welchen dieses gegen den Federarm des Federelementes presst, sollten mit einer Anlaufschräge versehen werden. In einer solchen Ausgestaltung müsste der Führungskanal auch keine Rampe aufweisen, und das Verriegelungselement keine Keilform. Dabei wäre es auch denkbar, den Führungskanal von einer Seite zur anderen komplett durch das Gehäuse hindurch zu führen, so dass der Schieber von beiden Seiten aus betätigbar ist und damit auch das Entriegeln durch ein händisches Verschieben des Verriegelungselementes erfolgen kann.
Alternativ zu der im Ausführungsbeispiel dargestellten Ausgestaltung des Verriegelungselementes als Schiebeelement wäre es auch denkbar, das Verriegelungselement rotatorisch am Antennenmodul anzuordnen. Beispielsweise könnte hier ein Exzenter eingesetzt werden, welcher als Verriegelungselement dient und das Federelement sperrt. Vorzugsweise könnte ein solcher Exzenter mit seiner exzentrischen Außenseite auf einen Federarm des Federelementes drücken und dieses so sperren bzw. in seine Endposition bewegen. Vorzugsweise weist der Exzenter in diesem Fall eine Flachstelle auf, mit welcher er in der Verriegelungsstellung auf dem Federarm aufliegt und hierdurch selbsthemmend in dieser Position gesichert ist.
Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des Federelementes und des Verriegelungselementes beträgt bevorzugt die Kraft, welche aufgebracht werden muss, um das Antennenelement in die Öffnung des Fahrzeugdaches einzufügen, maximal 50 N. Weiterhin beträgt bevorzugt die Kraft, welche zum Betätigen des Verriegelungselementes und insbesondere zum Bewegen des Verriegelungselementes in die Verriegelungsposition aufgebracht werden muss, maximal 15 N. Dies erlaubt eine einfache Montage des Antennenmoduls von Hand.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011016294 A1 [0003]
DE 102006050406 A1 [0003]
DE 102012280303 A1 [0004]

Claims

Antennenmodul (1) zur Montage an einer Öffnung eines Fahrzeugdaches (50), wobei das Antennenmodul an der Öffnung anordenbar und dort über mindestens ein Federelement (13) verrastbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Antennenmoduls (1) am Fahrzeugdach über ein Verriegelungselement (14) sicherbar ist, welches in seiner Verriegelungsposition eine federnde Rückbewegung des Federelementes (13) aus der verrasteten Stellung blockiert.
Antennenmodul nach Anspruch 1, wobei das Verriegelungselement (14) von der gleichen Seite aus betätigbar, von welcher auch das Antennenmodul (1) an der Öffnung des Fahrzeugdaches anordenbar ist und/oder wobei das Antennenmodul (1) vom Fahrzeuginneren aus an der Öffnung des Fahrzeugdaches (50) anordenbar ist und/oder wobei das Verriegelungselement (14) vom Fahrzeuginneren aus betätigbar ist und/oder wobei das Verriegelungselement (14) werkzeuglos betätigbar ist.
Antennenmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verriegelungselement (14) in der Verriegelungsposition lösbar am Antennenmodul festgelegt ist, bspw. durch eine Verrastung, Selbsthemmung und/oder Klemmung, und/oder wobei die Verriegelung des Federelementes (13) durch das Verriegelungselement (14) und/oder die Befestigung des Antennenmoduls (1) durch das Federelement (13) zerstörungsfrei und/oder von der Einbauseite und/oder vom Fahrzeuginneren aus lösbar ist.
Antennenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Federelement (13) in eine Zwischenposition vorgespannt ist, in welcher es das Antennenmodul (1) nach dem Anordnen an der Öffnung des Fahrzeugdaches (50) vorläufig sichert, wobei das Federelement erst durch das Verriegelungselement (14) von dieser Zwischenposition gegen seine Federkraft in eine Endposition bewegt wird, in welcher es das Antennenmodul (1) dauerhaft festlegt.
Antennenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verriegelungselement (14) in den Federweg des Federelementes (13) bewegbar ist, um diesen zu sperren, und/oder wobei das Verriegelungselement (14) von einer Montageposition, in welcher es eine federnde Bewegung des Federelementes (13) zulässt, in seine Verriegelungsposition bewegbar ist, wobei das Verriegelungselement (14) bevorzugt schon in der Montageposition am Antennenmodul (1) befestigt ist, und/oder wobei das Verriegelungselement am Antennenmodul verschiebbar oder drehbar angeordnet ist, wobei es sich insbesondere um ein Schiebeelement und/oder einen Exzenter handelt.
Antennenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verriegelungselement (14) mindestens einen Rastarm (33) aufweist, mit welchem es am Antennenmodul (1) verrastbar ist, wobei das Verriegelungselement über den Rastarm (33) bevorzugt an jeweils unterschiedlichen Rastkanten (35, 36) des Antennenmoduls in seiner Montageposition vorverrastet und in seiner Verriegelungsposition festgelegt ist, wobei die erste Rastkante (35) bevorzugt an einem Deckel (5) und die zweite Rastkante (36) bevorzugt an einem Chassis (2) des Antennenmoduls (1) angeordnet ist, und/oder wobei der Rastarm (33) bevorzugt über ein Werkzeug aus seiner Rastposition lösbar ist, um das Verriegelungselement (14) aus der Verriegelungsposition zurück zu bewegen.
Antennenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Federelement (13) eine Rastkante (19) aufweist, mit welcher es in seiner verrasteten Stellung eine Gegenkante umgreift, und/oder wobei das Federelement eine Anlaufschräge (49) aufweist, welche beim Einschieben des Antennenmoduls (1) in die Öffnung des Fahrzeugdachs (50) mit einer Gegenkante in Kontakt kommt und über welche das Federelement (13) ausgelenkt wird, wobei das Federelement (13) in seiner Endposition bevorzugt eine Klemmverbindung mit der Gegenkante eingeht und/oder wobei das Federelement bevorzugt am Antennenmodul (1) angebracht ist und mit seiner Rastkante (19) einen Rand der Öffnung des Fahrzeugdaches (50) umgreift und den Rand der Öffnung des Fahrzeugdaches in der Endposition bevorzugt einklemmt, wobei das Federelement (13) weiter bevorzugt an einem Chassis (2) des Antennenmoduls (1) befestigt ist.
Antennenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Federelement (13) zumindest teilweise aus Federstahl besteht, wobei die Rastkante (19) und die Anlaufschräge (49) bevorzugt durch Abkantungen des Federstahls gebildet sind, wobei das freie Ende (32) des Federstahls hintergreifbar ist, um das Federelement aus der verrasteten Stellung zu lösen, wobei ein Federarm des Federelementes bevorzugt von einem Befestigungsbereich (25) ausgehend eine U-förmige Umbiegung (26) aufweist, wobei das Verriegelungselement (14) in der Verriegelungsposition bevorzugt auf der der Rastkante (19) gegenüberliegenden Seite des Federarms angeordnet ist und hierdurch eine Bewegung des Federarms aus der verrasteten Stellung blockiert.
Antennenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Führung (18, 29, 30), entlang welcher das Verriegelungselement (14) in die Verriegelungsposition verschiebbar ist, wobei es sich bevorzugt um einen Führungskanal (18) handelt, in welchem das Verriegelungselement (14) verschiebbar ist, wobei der Führungskanal (18) bevorzugt eine Führungsschiene oder -nut (29) aufweist, welche mit einer Führungsnut oder -schiene (30) des Verriegelungselementes zusammenwirkt, und/oder wobei sich das Federelement (13) bevorzugt auf einer Seite des Führungskanals (18) erstreckt und in der Verriegelungsposition durch das Verriegelungselement (14) kontaktiert wird.
Antennenmodul nach Anspruch 9, wobei das Verriegelungselement (14) einen Schieber umfasst, welcher schräg zur Erstreckung eines Federarms (27) des Federelementes (13) in einer Führung (18) verschieblich ist und/oder eine Anlaufschräge aufweist und/oder eine keilförmige Form aufweist, so dass es bei einem Verschieben in seine Verriegelungsposition gegen den Federarm (27) des Federelementes (13) gedrückt wird, wobei die Führung bevorzugt durch eine rampenförmige Wand (29) eines Führungskanales (18) gebildet wird, welche dem Federarm (27) gegenüberliegt, und/oder wobei das Verriegelungselement ein elastisches Element (31) aufweist, mit welchem es sich gegen den Führungskanal (18, 48) und/oder das Federelement (13) abstützt, um in der Montageposition einen wackelfreien Sitz des Verriegelungselementes zu erreichen.
Antennenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit mindestens einem Halteelement (15, 16), welches einen Rand der Öffnung des Fahrzeugdaches (50) umgreift, wobei das Halteelement (15, 16) am Antennenmodul bevorzugt auf der dem Federelement (13) bezüglich der Öffnung gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, und/oder wobei das Halteelement (15, 16) bevorzugt starr ausgeführt ist und/oder eine Kante aufweist, mit welcher es seitlich auf einen Rand der Öffnung des Fahrzeugdaches (50) aufschiebbar ist, wobei der Kante bevorzugt eine Rampe (17) zugeordnet ist, so dass der Rand des Fahrzeugdaches durch das Aufschieben klemmend fixiert wird und/oder eine Schwenkbewegung um die durch das Halteelement gegebene Fixierung möglich ist, wobei bevorzugt sowohl an einem Chassis (2) als auch an einer Abdeckung (3) des Antennenmoduls mindestens ein Halteelement (15, 16) vorgesehen ist, wobei bevorzugt das Halteelement (15) am Chassis (2) durch das Haltelement (16) an der Abdeckung (3) außer Kontakt mit dem Fahrzeugdach (50) gehalten wird, wobei weiterhin bevorzugt die Rampe (17) an der Abdeckung (3) vorgesehen ist.
Antennenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Chassis (2), welches auf seiner Oberseite (10) eine oder mehrere Antennen (4, 4') trägt, wobei das Chassis bevorzugt aus Metall besteht oder eine metallische Schicht umfassen, wobei bevorzugt das Chassis (2) nach der Befestigung des Antennenmoduls mit einem Randbereich unter oder auf dem Fahrzeugdach (50) angeordnet ist und bevorzugt einen Sockelbereich (12) aufweist, mit welchem es durch die Öffnung im Fahrzeugdach (50) hindurchgeht, wobei das Chassis (2) in seinem Randbereich bevorzugt Ankoppelelemente (11) aufweist, über welches es elektrisch und insbesondere kapazitiv an das Fahrzeugdach (50) gekoppelt ist, wobei das Antennenmodul weiterhin vorteilhafterweise eine auf der Oberseite des Chassis (2) befestigbare Abdeckung (3) für die eine oder mehreren Antennen (4, 4') aufweist, und/oder einen Deckel (5), welcher das Chassis (2) nach unten hin verschließt, wobei die Abdeckung (3) und/oder der Deckel (5) bevorzugt aus Kunststoff gefertigt sind.
Antennenmodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein das Antennenmodul von unten nach oben durchdringender Führungskanal (18) für das Verriegelungselement vorgesehen ist, welcher bevorzugt am Deckel (5) und/oder Chassis (2) ausgebildet ist, wobei bevorzugt eine Kontaktkante (32) des Federelementes (13), welche zum Lösen der Verrastung hintergreifbar ist, durch den Führungskanal (18) hindurch zugänglich ist.
Verfahren zur Montage eines Antennenmoduls (1), insbesondere eines Antennenmoduls nach einem der vorangegangenen Ansprüche, an einer Öffnung eines Fahrzeugdaches (50), wobei das Antennenmodul in die Öffnung eingefügt wird und dort über mindestens ein Federelement (13) verrastet, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verrasten des Federelementes (13) ein Verriegelungselement (14) in eine Verriegelungsposition bewegt wird, in welcher es eine federnde Rückbewegung des Federelementes (13) aus seiner verrasteten Stellung blockiert.
Fahrzeug mit einem Fahrzeugdach (50) und einem an einer Öffnung des Fahrzeugdaches angebrachten Antennenmodul (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche.