DE102014207745B4

DE102014207745B4 - Kabelkanal für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug mit einem solchen Kabelkanal

Info

Publication number: DE102014207745B4
Application number: DE102014207745.1A
Authority: DE
Inventors: Johannes Nachtrab; Volker Albert; Gerhard Hein; Toni Müller
Original assignee: Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Current assignee: Leoni Bordnetz Systeme GmbH
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2017-09-07
Anticipated expiration: 2034-04-25
Also published as: DE102014207745A1

Abstract

Kabelkanal (4) für ein Kraftfahrzeug, welcher Kanalwände (6, 8) aufweist, die einen Innenraum (10) für einen einliegenden Leitungssatz (12) festlegen, mit einem Kanalelement (2) zur Führung des Leitungssatzes (12), wobei an einer Innenoberfläche (14) des Kanalelements (2) eine Antennenstruktur (16) aufgebracht ist, die zur drahtlosen Datenübertragung von Daten mit einem im Kraftfahrzeug angeordneten Datenempfänger (30) ausgebildet und mit einer Anschlussleitung (18) verbunden ist, wobei die Anschlussleitung (18) als separate Anschlussleitung (18) mit dem Leitungssatz (12) mitgeführt ist und an der Antennenstruktur (16) durch Verbindung mit derselben endet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kabelkanal für ein Kraftfahrzeug mit einem Kanalelement zur Führung einer Leitung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kabelkanal.
Bei Kraftfahrzeugen werden zumindest in einigen Bereichen Kabel auch in klassischen Kabelkanälen verlegt, welche also eigenständige Bauteile, beispielsweise Spritzgussteile oder auch Extrusionsteile sind, in denen ein jeweiliger Kabel- oder Leitungssatz verlegt ist. Ein Teil einer solchen Kabelführung ist zum Beispiel in der US 2007/01 81 336 A1 beschrieben.
Aus der DE 10 2012 010 769 A1 ist ein Mobiltelefonintegrationssystem für ein Mobiltelefon zu entnehmen mit einer drahtlosen Ladeschnittstelle und mit einer drahtlosen Antennenkoppelschnittstelle, welches beispielsweise in der Mittelkonsole angeordnet ist.
Aus der DE 10 2006 056 330 A1 ist es bekannt, elektrisch leitfähige Antennenstrukturen an Kunsstoff-Fahrzeugbauteilen anzubringen.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Funktionalität eines derartigen Kabelkanals zu erweitern.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einem Kabelkanal mit den Merkmalen des Anspruches 1. Dieser umfasst dabei als eigenständiges Bauteil ein Kanalelement, welches beispielsweise als Spritzgusselement oder auch als extrudiertes Element ausgebildet ist und im eingebauten Zustand zur Führung eines Leitungssatzes vorgesehen ist. Direkt am Kanalelement ist eine Antennenstruktur integriert, welche zur drahtlosen Datenübertragung von Daten mit einem Datenempfänger ausgebildet ist.
Diese Ausgestaltung beruht auf der Überlegung, dass im Kraftfahrzeug Komponenten Verwendung finden, welche drahtlos mit einem Bordnetz Daten austauschen. Derartige Komponenten sind beispielsweise portable Geräte wie Mobilfunkgeräte, welche im Kraftfahrzeug mit einem fahrzeuginternen Kommunikationssystem drahtlos verbunden werden.
Die Anordnung und Integration der Antennenstruktur in ein Kanalelement nutzt dabei in besonders vorteilhafter Weise die Stabilität und Eigensteifigkeit eines derartigen Kanalelements aus, so dass insgesamt eine Vereinfachung und teilweise auch Verkleinerung der erforderlichen Antennenstruktur infolge des Entfalls eines zusätzlichen Trägers erreicht ist. Zweckdienlicherweise ist dabei ein Kabelkanal ausgewählt und/oder die Antennenstruktur an einem geeigneten Platz des Kabelkanals angeordnet, welcher üblicherweise in der Nähe des Datenempfängers und insbesondere auch entfernt von möglichen Störquellen, wie beispielsweise einem Radio, angeordnet ist. Es ist also insbesondere im eingebauten Zustand eine räumliche Trennung zwischen der Antennenstruktur und einem eingebauten Radio oder einer sonstigen Störquelle ausgebildet. Dadurch werden Störinterferenzen bei der drahtlosen Übertragung vermieden.
Schließlich ist insgesamt durch die Integration der Antennenstruktur in den Kabelkanal auch eine Vereinfachung der Montage erzielt. Die Antennenstruktur wird bereits vorkonfektioniert als Teil des Kabelkanals bereitgestellt. Ein separater Montageschritt ist daher nicht mehr erforderlich.
Der Kabelkanal ist dabei als eigenständige Baueinheit ausgebildet, welche geeigneterweise beispielsweise durch Kleben, Schrauben oder auch einfach durch Auflegen mit einem Trägerbauteil des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Zweckdienlicherweise handelt es sich hierbei um einen geschlossenen Kabelkanal, welcher also den einliegenden Leitungssatz vollumfänglich umschließt. Der Kabelkanal weist allgemein Kanalwände auf, die einen Innenraum für die Leitung definieren und festlegen. Im Fall des geschlossenen Kabelkanals ist der Innenraum umfangsseitig geschlossen.
In erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist die Antennenstruktur weiter auf einer Innenoberfläche des Kabelkanals aufgebracht, so dass die Antennenstruktur geschützt einliegt. Die Ausbildung auf einer Oberfläche des Kanalelements ist herstellungstechnisch sehr einfach umzusetzen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Antennenstruktur drucktechnisch auf das Kanalelement aufgebracht. Unter „drucktechnisch” wird allgemein verstanden, dass leitfähiges Material zur Ausbildung der Antennenstruktur auf die Oberfläche, beispielsweise mit Hilfe eines Siebdruckverfahrens, aufgebracht wird. Bevorzugt wird die Antennenstruktur mit Hilfe eines Aerosol- oder Inkjetdruckverfahren erzeugt unter Verwendung einer geeigneten beispielsweise nanoskaligen, leitfähigen Tinte mit leitfähigen (Nano-)Partikeln. Alternativ wird das leitfähige Material beispielsweise durch ein Spritzverfahren, wie beispielsweise ein thermisches Spritzverfahren zur Erzeugung der Antennenstruktur, aufgebracht. Das Auftragen der Antennenstruktur erfolgt hierbei vorzugsweise ohne Verwendung einer Maske durch eine gezielte Führung einer Spritzlanze.
Alternativ zu dieser drucktechnisch oder durch Spritzen aufgebrachten Antennenstruktur ist diese auf einem Folienträger aufgebracht, und der Folienträger ist am Kanalelement befestigt. Die Antennenstruktur ist dabei insofern als eine so genannte Folienantenne ausgebildet. Die Trägerfolie wird dabei vorzugsweise auf das Kanalelement aufgeklebt.
Schließlich ist in einer weiteren alternativen Ausgestaltung die Antennenstruktur als ein eigenständiges Bauteil, insbesondere Stanzelement ausgebildet, welches am Kanalelement befestigt ist, beispielsweise durch Schrauben, Klipsen oder auch Kleben.
Die Antennenstruktur ist weiterhin mit einer separaten Anschlussleitung verbunden, die beispielsweise mit dem Leitungssatz mitgeführt ist und an der Antennenstruktur durch Verbindung mit derselben endet.
Die Anschlussleitung ist dabei zweckdienlicherweise über ein Anschlusselement mit der Antennenstruktur verbunden. Das Anschlusselement ist hierbei vorzugsweise nach Art eines Anschlussstiftes ausgebildet, welches beispielsweise eine Kontaktlasche eines endseitig an der Anschlussleitung angeordneten Kontaktelements durchstößt.
Alternativ oder ergänzend erfolgt die Verbindung beispielsweise auch durch einen Löt- oder Schweißprozess.
Für einen montagetechnisch möglichst einfachen Anschluss der Anschlussleitung ist diese über ein Kontaktelement mit der Antennenstruktur verbunden, welches insbesondere als Crimpkontakt ausgebildet ist. Die Anschlussleitung ist daher einerseits gecrimpt und eine überstehende Kontaktlasche ist mit der Antennenstruktur verbunden, beispielsweise mit Hilfe des erwähnten Anschlusselements oder auch durch Löten oder Verschweißen.
In besonders zweckdienlicher Ausgestaltung ist das Kanalelement als ein Tunnelelement ausgebildet, mit dessen Hilfe im eingebauten Zustand ein Mitteltunnel eines Kraftfahrzeugs überbrückt wird. Bei Kraftfahrzeugen (PKW) ist üblicherweise im Bereich zwischen Fahrersitz und Beifahrersitz ein Mitteltunnel ausgebildet, durch den die unterschiedlichsten Komponenten von einem vorderen Fahrzeugbereich in einen rückwärtigen Fahrzeugbereich geführt werden. Regelmäßig ist hierbei vorgesehen, dass ein Leitungssatz quer über diesen Mitteltunnel geführt wird. Dies erfolgt üblicherweise mit Hilfe eines Kabelkanals, welcher im Bereich des Mitteltunnels von der Seite betrachtet etwa U-förmig ausgebildet ist, um den Mitteltunnel zu überbrücken. Zweckdienlicherweise ist dabei die Antennenstruktur im oberen Bereich dieses U-förmigen Kanalelements angeordnet. Damit ist die Antennenstruktur möglichst nahe an typischen Ablageflächen, beispielsweise für Mobilfunkgeräte, platziert, welche häufig in Armlehnen oberhalb des Mitteltunnels angeordnet werden können. Die unmittelbare Nähe zu einem Ablageplatz für ein derartiges mobiles Gerät führt insgesamt zu einer sicheren Datenübertragung. Insbesondere ist dadurch auch eine ausreichende Entfernung zu möglichen Störquellen, wie beispielsweise das Radio, erzielt.
Weiterhin sind zweckdienlicherweise mehrere unterschiedliche Antennenstrukturen für unterschiedliche Datenempfänger in das Kanalelement oder weitere Elemente des Kabelkanals integriert. Dadurch können unterschiedliche Datenempfänger zielgerichtet über die verschiedenen Antennenstrukturen angesteuert werden.
Die Anordnung der Antennenstrukturen ist nicht zwingend auf den hier beschriebenen Bereich nahe des Mitteltunnels begrenzt. Grundsätzlich bietet sich das hier vorgestellte Konzept auch für die Anordnung der Antennenstruktur in anderen Bereichen innerhalb des Kraftfahrzeugs an.
Bei den Datenempfängern kann es sich sowohl um fahrzeuginterne Komponenten, die also fest mit dem Fahrzeug verbaut sind, als auch um mobile Komponenten handeln, die also nur temporär innerhalb des Fahrzeugs befinden. Bei den fest verbauten Komponenten handelt es sich beispielsweise um GPS-Empfänger eines Navigationssystems zum Empfang von Positionsdaten oder auch um Einbau-Einheiten eines im Fahrzeug fest installierten Multimediasystems. Hierzu zählt beispielsweise auch ein Multimediaverstärker, der drahtlos ansteuerbar ist. Bei den mobilen Geräten handelt es sich bevorzugt um Mobilfunkgeräte.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin durch ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Kabelkanal mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Die im Hinblick auf den Kabelkanal angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Kraftfahrzeug zu übertragen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen in teilweise vereinfachten Darstellungen:
1 eine perspektivische Darstellung eines als Tunnelelement ausgebildeten Kanalelements eines nur ausschnittsweise dargestellten Kabelkanals,
2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts des Tunnelelements gemäß einer ersten Ausführungsvariante,
3 eine vergrößerte ausschnittsweise Darstellung des Tunnelelements gemäß einer zweiten Ausführungsvariante, sowie
4 eine schematisierte und stark vereinfachte Seitenansicht auf einen Mitteltunnel mit Kabelkanal sowie eine Ablage.
In 1 ist ein als Tunnelelement ausgebildetes Kanalelement 2 eines Kabelkanals 4 (vgl. 4) dargestellt. Das Kanalelement ist hierbei in einer Seitenansicht betrachtet etwa U-förmig geformt und weist ein Bodenelement 6 sowie im Ausführungsbeispiel seitliche Wandungen 8 auf. Zur Ausbildung des Kabelkanals 4 ist das dargestellte Kanalelement 2 noch mit einem hier nicht näher gezeigten Deckel verschließbar, so dass ein umfangsseitig geschlossener Kabelkanal 4 ausgebildet ist. Das Kanalelement 2 bildet daher ein schalenartiges Unterteil des Kabelkanals 4. Der Kabelkanal 4 wird beidseitig des Kanalelements 2 weitergeführt. Bei dem Kanalelement 2 handelt es sich insbesondere um ein Spritzgussteil. Das hier nicht näher dargestellte Deckelteil ist beispielsweise durch Verrasten an dem Kanalelement 2 zu befestigen.
Über das Kanalelement 2 ist ein Innenraum 10 definiert, in dem im eingebauten Zustand im Kraftfahrzeug ein Leitungssatz 12 (vgl. hierzu 4) verlegt ist.
Im Ausführungsbeispiel ist auf der zum Innenraum 10 orientierten Oberfläche 14 des Kanalelements 2 eine Antennenstruktur 16 ausgebildet, welche an einer Anschlussleitung 18 angeschlossen ist. Die Antennenstruktur 16 ist dabei im obersten Bereich des U-förmigen Kanalelements 2 platziert.
Wie insbesondere aus den 2 und 3 hervorgeht, ist die Antennenstruktur 16 unmittelbar auf die Oberfläche 14 aufgebracht. Bei der Antennenstruktur 16 handelt es sich insbesondere um eine aufgedruckte oder aufgespritzte Antennenstruktur 16, welche also dadurch einen integralen Bestandteil des Kanalelements 2 bildet. Die Antennenstruktur 16 wird daher vorgefertigt zusammen mit dem Kanalelement 2 bereitgestellt.
Üblicherweise wird der Kabelkanal 4 bereits gemeinsam mit dem darin einliegenden Leitungssatz 12 an eine Produktionsstraße des Automobilherstellers bereitgestellt, an der diese vorgefertigte Baueinheit lediglich noch an dem dafür vorgesehenen Ort im Kraftfahrzeug befestigt werden muss. Entsprechend ist zweckdienlicherweise auch die Antennenstruktur 16 über die Anschlussleitung 18 bereits vorkonfektioniert angeschlossen. Im Hinblick auf eine einfache Montage ist hierbei vorgesehen, dass die Anschlussleitung 18 beispielsweise als eine isolierte Leitungsader insbesondere Bestandteil des Leitungssatzes 12 ist. Diese Anschlussleitung 18 ist im Ausführungsbeispiel über einen Crimpkontakt 20 als Kontaktelement mit der Antennenstruktur 16 verbunden. Der Crimpkontakt 20 weist hierzu Crimplaschen 22 auf, welche einen abisolierten Endbereich der Anschlussleitung 18 klemmend kontaktieren. Weiterhin weist der Crimpkontakt eine abstehende Kontaktlasche 24 auf, welche mit der Antennenstruktur 16 elektrisch kontaktiert ist.
Bei der Ausführungsvariante der 2 erfolgt dies mittels Löten, so dass eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet ist. Die Kontaktlasche 24 weist hierzu vorzugsweise eine Durchtrittsöffnung auf, in die das Lötmaterial eingedrungen ist.
Bei der Ausführungsvariante gemäß der 3 ist die Antennenstruktur 16 mit einem Anschlussstift 26 versehen, auf das die Kontaktlasche 24 mit der Durchtrittsöffnung, insbesondere klemmend, aufgesetzt ist.
Bei der Antennenstruktur 16 handelt es sich allgemein um eine auf die Oberfläche 14 aufgebrachte planare Struktur mit einer streifenförmigen Leiterbahn, welche in Abhängigkeit der jeweiligen Anforderungen grundsätzlich frei gestaltbar ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Leiterbahn in sich geschlossen, bildet insofern eine Art Ringantenne aus. Im Ausführungsbeispiel weist die Antennenstruktur einen rechteckförmigen Verlauf auf. Alternativ können auch andere abweichende Verläufe der Leiterbahn ausgebildet sein.
In der Figur Ist eine spezielle Einbausituation innerhalb des Kraftfahrzeugs dargestellt. Der Kabelkanal ist über einen sich in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckenden Mitteltunnel 28 geführt. In ihm verläuft der Leitungssatz 12. Wie bereits zu den 1 bis 3 beschrieben, weist der Kabelkanal 4 eine integrierte Antennenstruktur 16 auf, die über die Anschlussleitung 18 angeschlossen ist. Die Anschlussleitung 18 ist mit ihrem anderen Ende beispielsweise an eine Steuereinheit angeschlossen, die im Kraftfahrzeug verbaut ist.
Die Antennenstruktur 16 dient allgemein zur drahtlosen Datenübertragung mit einem Datenempfänger oder auch Datensender innerhalb des Kraftfahrzeugs.
Hierzu ist in der 4 beispielhaft ein mobiles Endgerät 30 mit einer ebenfalls integrierten Antenne 32 dargestellt. Dieses Endgerät 30 ist im Ausführungsbeispiel in einer Ablage 34 platziert. Dies ist beispielsweise die Mittelarmlehne. Diese ist typischerweise etwas oberhalb des Mitteltunnels 28 angeordnet. Der Mitteltunnel 28 sowie der diesen überbrückende Kabelkanal 4 sind regelmäßig noch von einer Verkleidung 36 umgeben, oberhalb derer dann schließlich die Ablage 34 ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste

2: Kanalelement
4: Kabelkanal
6: Bodenelement
8: Wandungen
10: Innenraum
12: Leitungssatz
14: Oberfläche
16: Antennenstruktur
18: Anschlussleitung
20: Crimpkontaktelement
22: Crimpbereich
24: Kontaktlasche
26: Anschlussstift
28: Mitteltunnel
30: mobiles Endgerät
32: Antenne
34: Ablage
36: Verkleidung

Claims

Kabelkanal (4) für ein Kraftfahrzeug, welcher Kanalwände (6, 8) aufweist, die einen Innenraum (10) für einen einliegenden Leitungssatz (12) festlegen, mit einem Kanalelement (2) zur Führung des Leitungssatzes (12), wobei an einer Innenoberfläche (14) des Kanalelements (2) eine Antennenstruktur (16) aufgebracht ist, die zur drahtlosen Datenübertragung von Daten mit einem im Kraftfahrzeug angeordneten Datenempfänger (30) ausgebildet und mit einer Anschlussleitung (18) verbunden ist, wobei die Anschlussleitung (18) als separate Anschlussleitung (18) mit dem Leitungssatz (12) mitgeführt ist und an der Antennenstruktur (16) durch Verbindung mit derselben endet.
Kabelkanal (4) nach Anspruch 1, bei dem die Antennenstruktur (16) drucktechnisch oder durch ein Spritzverfahren auf das Kanalelement (2) aufgebracht ist.
Kabelkanal (4) nach Anspruch 1, bei dem die Antennenstruktur (16) auf einem Folienträger aufgebracht ist, mit dessen Hilfe sie am Kanalelement (2) aufgebracht ist.
Kabelkanal (4) nach Anspruch 1, bei dem die Antennenstruktur (16) als ein Stanzelement ausgebildet ist, welches am Kanalelement (2) befestigt ist.
Kabelkanal (4) nach Anspruch 1, bei dem die Antennenstruktur (16) ein Anschlusselement (26) zum Anschließen der Anschlussleitung (18) aufweist.
Kabelkanal (4) nach Anspruch 5, bei dem das Anschlusselement als ein Anschlussstift (26) ausgebildet ist.
Kabelkanal (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Anschlussleitung (18) über einen Crimpkontaktelement (20) mit der Antennenstruktur (16) verbunden ist.
Kabelkanal (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kanalelement (2) als ein Tunnelelement ausgebildet ist, mit dessen Hilfe ein Mitteltunnel (28) eines Kraftfahrzeugs überbrückt wird.
Kabelkanal (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mehrere Antennenstrukturen (16) für unterschiedliche Datenempfänger (30) integriert sind.
Kraftfahrzeug mit einem Kabelkanal (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem ein Leitungssatz (12) mit einer Anschlussleitung (18) verlegt ist, wobei am Kabelkanal (4) eine Antennenstruktur (16) angeordnet ist, die mit der Anschlussleitung (18) verbunden ist und die Antennenstruktur (16) zur drahtlosen Datenübertragung mit einem Datenempfänger (30) im Kraftfahrzeug dient.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, bei dem die Antennenstruktur (16) im Bereich eines Mitteltunnels (28) angebracht ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, bei dem es sich bei dem Datenempfänger (30) um ein portables Gerät, insbesondere Mobilfunkgerät handelt.