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Die Erfindung betrifft ein Funktionsteil zum Montieren an einem Trägerteil eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Funktionsteil kann es sich zum Beispiel um einen Spoiler handeln. In das Funktionsteil ist eine Antenne integriert, die über eine Speiseleitung mit dem Trägerteil verbunden werden kann. Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit dem Trägerteil und dem daran montierten Funktionsteil. Schließlich gehört zu der Erfindung auch ein Verfahren zum Montieren des Funktionsteils an das Trägerteil des Kraftfahrzeugs.
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Ein als Spoiler ausgestaltetes Funktionsteil für ein Kraftfahrzeug ist aus der
EP 2 642 592 B1 bekannt. In den Spoiler ist eine Antenne integriert. Ein Massepotential der Antenne ist über einen linearen Leiter mit einem Fahrzeugblech des Kraftfahrzeugs verbunden. Der Leiter ist bandförmig ausgestaltet, um hierdurch eine Induktivität und eine Kapazität des Leiters einzustellen.
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Ein Spoiler mit integrierter Antenne ist auch aus der
CN 204424430U bekannt. Eine Speiseleitung der Antenne weist an einem Ende einen Stopfen auf, mittels welchem die Speiseleitung in einer Öffnung gehalten wird.
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Bei der Montage eines solchen Spoilers inklusive der darin integrierten Antenne kann eine Überlänge der Speiseleitung notwendig sein, um zunächst bei beabstandetem Spoiler die Speiseleitung am Kraftfahrzeug befestigen zu können und anschließend den Spoiler auf den Anschlussbereich aufsetzen zu können. Die Speiseleitung liegt dann ungeführt innerhalb des Spoilers, sodass seine Lage nach der Montage nicht sichergestellt werden kann. Eine nicht definierte Lage der Speiseleitung kann allerdings die Funktionsfähigkeit der Antenne beeinträchtigen, ohne dass dies prädizierbar wäre. Man ist daher daran interessiert, beim Aufsetzen des Spoilers oder allgemein eines Funktionsteils mit integrierter Antenne die Speiseleitung in eine vorbestimmbare Sollposition oder Solllage zu bringen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Funktionsteil mit integrierter Speiseleitung deren Lage innerhalb des Funktionsteils während und nach der Montage in eine Sollposition zu bringen.
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Die Erfindung wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart.
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Durch die Erfindung ist ein Funktionsteil zum Montieren an einem Trägerteil eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Bei dem Funktionsteil kann es sich beispielsweise um einen Spoiler handeln. Das Trägerteil kann dann zum Beispiel ein Fahrzeugblech des Kraftfahrzeugs sein. In das Funktionsteil ist eine Antenne integriert, wie sie zum Beispiel zum Empfang von Mobilfunksignalen und/oder Radiosignalen und/oder GPS-Signalen (GPS-Global Positioning System) genutzt werden kann. Eine Speiseleitung der Antenne ist in dem Funktionsteil dazu eingerichtet, die Antenne mit einem Anschlussbereich des Trägerteils insbesondere mechanisch und/oder elektrisch zu verbinden. Über die Speiseleitung kann also ein durch die Antenne empfangenes Signal zu dem Anschlussbereich des Trägerteils geleitet werden, in welchem z.B. eine Schaltung zum Betreiben der Antenne bereitgestellt sein kann.
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Damit die Speiseleitung im montierten Zustand des Funktionsteils eine Sollposition einnimmt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Abschnitt der Speiseleitung durch eine Folienleitung gebildet ist, die zumindest eine elektrisch leitfähige Leiterbahn aufweist. Dieser Abschnitt der Speiseleitung ist also z.B. als Band ausgestaltet, auf welchem zumindest eine elektrisch leitfähige Leiterbahn angeordnet ist. Die Folienleitung weist zumindest eine Faltkante oder Knickkante auf. Das Band ist also an zumindest einer Stelle geknickt oder gefaltet. Die Folienleitung ist hierbei zumindest teilweise aus einem elastischen Material gebildet. Das elastische Material der Folienleitung übt im Bereich der Knickkante eine Kontraktionskraft auf zwei an die Knickkante angrenzende Folienflächen der Folienleitung aus. Mit anderen Worten hält die Folienleitung ihre Form im Bereich der Knickkante dadurch, dass das elastische Material beim Auseinanderfalten oder Auseinanderknicken der beiden Folienflächen die Kontraktionskraft ausübt. Hierdurch bleiben die beiden Folienflächen zusammengefaltet oder werden zusammengefaltet gehalten, wenn keine äußere Kraft auf sie ausgeübt wird.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass sich die Speiseleitung zum Verbinden mit dem Anschlussbereich dehnen oder verlängern lässt, indem der Abschnitt der Speiseleitung mit der zumindest einen Knickkante auseinander gefaltet oder gestreckt wird. Führt man anschließend das Funktionsteil an das Trägerteil heran, so faltet sich die Folienleitung selbständig wieder zusammen.
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Entsprechend ergibt sich durch die Erfindung ein Verfahren zum Montieren des Funktionsteils an ein Trägerteil des Kraftfahrzeugs. Das Funktionsteil wird dazu in einem Abstand zu dem Trägerteil angeordnet. Ein Monteur kann somit zwischen das Funktionsteil und das Trägerteil fassen und die Speiseleitung ergreifen oder fassen. Die Folienleitung des Funktionsteils wird dann gestreckt, damit die Speiseleitung mit dem Trägerteil verbunden werden kann, z.B. mechanisch befestigt werden kann. Ist die Speiseleitung verbunden, so kann der Monteur seine Hand wieder aus dem Bereich zwischen dem Funktionsteil und dem Trägerteil entfernen. Das Funktionsteil wird dann an das Trägerteil in eine Montageposition herangeführt, wobei sich währenddessen in der beschriebenen Weise die Folienleitung in dem Funktionsteil zusammenfaltet. Hierfür ist das elastische Material im Bereich der Knickkanten verantwortlich, welches mittels der Kontraktionskraft die angrenzenden Folienflächen zusammenführt oder zusammenfaltet. Das Funktionsteil wird dann an dem Trägerteil befestigt. Innerhalb des Funktionsteils liegt dann die Folienleitung zusammengefaltet in einer durch die Knickkanten vorbestimmten Sollposition.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Durch jede Knickkante sind die daran angrenzenden Folienflächen aufeinander gefaltet. Befindet sich an den Folienflächen die zumindest eine Leiterbahn, so kann es zu einem Übersprechen zwischen den Leiterbahnabschnitten der beiden Folienflächen kommen. Um dies zu vermeiden, ist bevorzugt vorgesehen, dass bei den zusammengefalteten Folienflächen der zumindest einen Knickkante die zumindest eine Leiterbahn an den einander zugewandten Folienflächen überlagerungsfrei oder gekreuzt angeordnet ist. Hierdurch wird das Übersprechen vermieden oder zumindest reduziert.
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Bevorzugt ist nicht nur eine einzelne Knickkante vorgesehen, sondern mehrere Knickkanten, wobei die Folienleitung nach Art einer Ziehharmonika oder im Zick-Zack gefaltet ist. Hierdurch lässt sich die Speiseleitung im Bereich der Folienleitung um mehr als das Doppelte der maximalen Abmessung des Abschnitts verlängern ohne dass hierdurch die Elastizität des Materials in den Knickkanten verloren geht oder überbeansprucht wird.
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Um die beschriebene Folienleitung bereitzustellen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Folienleitung eine Trägerschicht aus einem Polymer oder Kunststoff aufweist, auf welche die zumindest eine Leiterbahn aufgedruckt und/oder aufgeklebt ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Elastizität mittels der Trägerschicht eingestellt werden kann und hierbei unabhängig von dem Material der Leiterbahnen ist.
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Bevorzugt ist die Folienleitung laminiert, also aus mehreren stoffschlüssig verbundenen Schichten gebildet, wobei eine die zumindest eine Leiterbahn wasserdicht versiegelnde Deckschicht bereitgestellt ist. Die zumindest eine Leiterbahn ist also bevorzugt zwischen einer Trägerschicht und der Deckschicht angeordnet. Hierdurch ist eine Korrosion des Materials der zumindest eine Leiterbahn vermieden.
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Um die Folienleitung mit einer elektrischen Schaltung zum Betreiben der Antenne elektrisch verbinden zu können, ist bevorzugt zumindest ein Anschlussdraht an dem der Antenne abgewandten Ende der Folienleitung angeordnet. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass der Anschlussdraht eine Umspritzung oder Umhüllung aus einem Spritzgusskörper aufweist. Mit anderen Worten ist der zumindest eine Anschlussdraht zumindest bereichsweise in einen Spritzgusskörper eingeschlossen. Der Spritzgusskörper umschließt dabei eine den jeweiligen Anschlussdraht und eine Leiterbahn der Folienleitung verbindende Lötstelle. Hierdurch ist die Lötstelle mechanisch stabilisiert und wasserdicht abgeschlossen. Der Spritzgusskörper kann in der Form derart ausgestaltet sein, dass er einen Verschlussstopfen für eine Öffnung in dem Trägerteil bildet. Der Spritzgusskörper weist also eine Doppelfunktion auf, indem er den Anschlussdraht schützt und als Verschlussstopfen zum wasserdichten Verschließen der Öffnung genutzt werden kann. Alternativ zu einer Ausgestaltung als Verschlussstopfen kann eine Außenkontur des Spritzgusskörpers derart ausgestaltet sein, dass er mit einem Aufnahmebereich oder einer Durchgangsöffnung eines separaten Verschlussstopfens korrespondierend ausgestaltet ist. Mit anderen Worten steckt auf dem Spritzgusskörper ein Verschlussstopfen. Hierdurch kann das Material des Verschlussstopfens getrennt von dem Material des Spritzgusskörper selbst festgelegt werden.
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Um eine Montage des Funktionsteils an dem Trägerteil in der beschriebenen Weise zu ermöglichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Folienleitung bis zu 15 Zentimeter, insbesondere bis zu 25 Zentimeter, durch Entfalten der Folienflächen an jeder Knickkante unter Erhaltung der Elastizität des Materials der Knickkanten streckbar ausgestaltet ist. Dies kann durch die entsprechende Wahl des Materials der Knickkanten und/oder durch die Anordnung der Knickkante in der Folienleitung erreicht werden. Bei Loslassen der Folienleitung faltet sich diese aufgrund der Kontraktionskraft des elastischen Materials wieder zusammen. So ist eine Montage des Funktionsteil möglich, die in der beschriebenen Weise das Verlängern oder Auseinanderziehen der Folienleitung umfasst, um die Speiseleitung an den Anschlussbereich anzuschließen.
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Eine besonders günstige und/oder automatisierte Herstellung des Funktionsteils ist möglich, wenn die Antenne selbst und der Abschnitt der Speiseleitung insgesamt aus derselben Folienleitung gebildet sind.
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Wie bereits ausgeführt, handelt es sich bei dem Funktionsteil insbesondere um einen Spoiler für ein Kraftfahrzeug, zum Beispiel um einen Heckspoiler. Alternativ dazu kann das Funktionsteil als Stoßfänger oder Schürze ausgestaltet sein. Eine andere Bezeichnung für Stoßfänger ist Stoßstange.
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Die Erfindung umfasst auch ein Kraftfahrzeug mit einem Trägerteil, an welches eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Funktionsteils anmontiert ist. Das Trägerteil kann zum Beispiel eine Fahrzeugklappe, zum Beispiel eine Kofferraumklappe oder Heckklappe, sein. Das Trägerteil kann auch als ein Blechteil ausgestaltet sein oder als ein Verkleidungsteil, das zum Beispiel aus einem Kunststoff gefertigt sein kann. Das Trägerteil kann also ein Außenblech oder ein Außenverkleidungsteil des Kraftfahrzeugs sein.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgestaltet.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Funktionsteils und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs während einer Montage eines Funktionsteils während eines ersten Montageschritts;
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2 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs von 1 während eines zweiten Montageschritts;
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3 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs von 1 während eines dritten Montageschritts; und
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4 eine schematische Darstellung einer Folienleitung mit überschneidungsfreien Leiterbahnabschnitten, wie sie in dem Kraftfahrzeug von 1 bereitgestellt sein kann.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist von einem Kraftfahrzeug 10 ein Trägerteil 11 gezeigt, an welches ein Funktionsteil 12 anmontiert werden soll. Dargestellt ist ein erster Montageschritt M1. Das Funktionsteil 12 kann zum Beispiel ein Spoiler sein, mittels welchem ein Fahrtwind, der während einer Fahrt an dem Kraftfahrzeug 10 vorbeistreichen kann, geführt oder geleitet wird. In dem dargestellten Querschnitt ist gezeigt, dass innerhalb des Funktionsteils 12 eine Antenne 13 integriert sein kann. Es kann sich zum Beispiel um eine Folienantenne handeln.
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Mittels der Antenne 13 kann eine Schaltung 14 ein Funksignal aus einer Umgebung 15 des Kraftfahrzeugs 10 empfangen. Um die Antenne 13 mit der Schaltung 14 zu verbinden ist eine Anschlussleitung 16 in dem Funktionsteil 12 vorgesehen. Die Anschlussleitung 16 kann einen Abschnitt 17 aus einer Folienleitung 18 aufweisen. Ein Anschlussdraht 19 der Anschlussleitung 16 kann im Bereich einer Lötstelle 20 von einem Spritzgusskörper 21 umschlossen sein. Die Lötstelle 20 verbindet den Anschlussdraht 19 mit einer elektrisch leitfähigen Leiterbahn, die Bestandteil der Folienleitung 18 sein kann. Die Anschlussleitung 16 kann des Weiteren eine Tülle oder einen Stopfen 22 aufweisen, mittels welcher eine Durchgangsöffnung 23 in einem Anschlussbereich 24 des Trägerteils 11 wasserdicht verschlossen werden kann. Der Stopfen 22 kann auf den Spritzgusskörper 21 aufgesteckt sein, wozu der Spritzgusskörper 21 einen Steckbereich 25 aufweist, dessen Form mit einer Durchgangsöffnung 26 des Stopfen 22 korrespondiert. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Spritzgusskörper 21 den Stopfen 22 aufweist, d.h. die Form des Spritzgusskörpers 21 auch den Stopfen 22 umfasst. Somit korrespondiert dann eine Außenkontur 27 des Spritzgusskörper 21, d.h. eine Außenkontur 27 des Stopfen 22 mit dem Durchgangsloch 23.
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Anstelle eines einzelnen Anschlussdrahts 19 können auch mehrere Anschlussdrähte vorgesehen sein. An dem Anschlussdraht 19 oder den mehreren Anschlussdrähten kann ein Stecker 28 angeordnet sein, mittels welchem der Anschlussdraht 19 oder die die Anschlussdrähte an die Schaltung 14 angeschlossen werden können.
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Das Trägerteil 11 kann zum Beispiel eine Heckklappe oder ein Blech eines Rohbaus des Kraftfahrzeugs 10 sein.
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Zum Montieren des Funktionsteils 12 an das Trägerteil 11 ist ein Abstand 29 nötig, damit ein Monteur zwischen das Funktionsteil 12 und das Trägerteil 11 greifen kann, um den Stopfen 22 in die Durchgangsöffnung 23 zu stecken oder ihn dort anzuordnen, damit der wasserdichte Verschluss des Trägerteils 11 erreicht wird. Der Abstand 29 kann in einem Bereich von bis zu 15 oder bis zu 25 Zentimeter liegen. In dem in 1 dargestellten Montageschritt M1 wird das Funktionsteil 12 somit in dem vorbestimmten Abstand 29 vom Trägerteil 11 angeordnet.
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2 zeigt, wie das Funktionsteil 12 mit Abstand 29 nun ein Monteur (nicht dargestellt) den Stopfen 22 in die Durchgangsöffnung 23 einstecken kann, ohne hierbei durch ein Außengehäuse 30 des Funktionsteils 12 gehindert zu werden. Bei diesem Montageschritt M2 muss damit die Anschlussleitung 16 gestreckt oder verlängert werden. Hierzu weist die Anschlussleitung 16 im Bereich oder Abschnitt 17 die Folienleitung 18 auf. Die Folienleitung 18 kann zum Beispiel als ein Band aus einem Kunststoff oder Polymer sein, auf welchem zumindest eine elektrisch leitfähige Leiterbahn zum Beispiel aus Kupfer oder Aluminium, angeordnet sein kann. Die Folienleitung 18 weist Faltkanten oder Knickkanten 31 auf, die beim Strecken der Anschlussleitung 16 aufgefaltet oder auseinandergefaltet werden. Somit kann ein Abstand 32 zwischen der Antenne 13 und dem Stopfen 22 durch Entfalten der Folienleitung 18 vergrößert werden.
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3 zeigt, wie in dem abschließenden Montageschritt M3 das Funktionsteil 12, d.h. dessen Außenhülle 30, an dem Trägerteil 11 befestigt werden kann. Hierbei ist nun die Anschlussleitung 16 nicht von außen zugänglich. Die Folienleitung 18 bis zumindest im Bereich der Knickkanten 31 aus einem elastischen Material gebildet, sodass die Knickkanten 31 sich zurückfalten oder wieder zusammenfalten und damit die Folienleitung 18 nach Abschluss des Montageschritts M3 eine vorbestimmte Sollposition in dem Funktionsteil 12 aufweisen. Damit ist auch die elektrische Eigenschaft insbesondere die elektrische Eigenschaft bezüglich hochfrequenter Wechselspannungen, wie sie in dem Betriebsfrequenzbereich für die Antenne 13 vorgesehen sind, festgelegt oder definiert. Während des Montageschritts M2 oder auch bei einer späteren an den Montageschritt 3 anschließenden Montageschritt kann der Stecker 28 an die Schaltung 14 angeschlossen werden.
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4 veranschaulicht, wie durch überlappungsfreies Anordnen einer Leiterbahn 33 auf einer Trägerschicht 34 der Folienleitung 18 ein Übersprechen des elektrischen Wechselspannungssignals, das über die Anschlussleitung 16 zwischen der Antenne 13 und der Schaltung 14 ausgetauscht wird, vermieden oder reduziert werden kann. An jeder Knickkante 31 sind zwei an die Knickkante angrenzenden Folienflächen 35 durch das elastische Material der Trägerschicht 34 mit einer Kontraktionskraft 36 beaufschlagt, durch welche sich die Folienflächen 35 im Übergang vom Montageschritt M2 zum Montageschritt M3 zusammenfalten oder kontrahieren. Hierbei wird dann auch die Leiterbahn 33 zusammengefaltet. Die Leiterbahn 33 ist derart auf den beiden Folienflächen 35 angeordnet, dass sich im zusammengefalteten Zustand die zumindest größtenteils überlagerungsfreie oder nur gekreuzte Anordnung ergibt. Durch gestrichelte Linien ist eine jeweilige Auflagefläche 37 des jeweils gegenüberliegenden Abschnitts der Leiterbahn 33 auf den Folienflächen 35 markiert.
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Durch Vorsehen mehrerer Knickkanten 31 kann die Folienleitung 18 nach Art einer Ziehharmonika zusammengeklappt werden. Mit anderen Worten kann die Folienleitung 18 durch die mehreren Knickkanten 31 eine Zickzack-Form oder Sägezahnform aufweisen. Die dargestellten Knickkanten und/oder die dargestellte Anordnung der Leiterbahn 33 ist aber nur beispielhaft zu verstehen. Die Knickkanten können zum Beispiel erzeugt werden, indem die Folienleitung gefaltet wird und dann zum Beispiel durch Erhitzen thermoplastisch ausgebildet werden.
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Durch die vorgefertigten Knickkanten 31 kann allgemein eine Folienleitung 18 wie eine Ziehharmonika entfaltet werden und sich anschließend wieder zusammenziehen. Weiterhin ist es durch die geeignete Strukturierung auf der Folie noch möglich, eine Entkopplung der einzelnen Ziehharmonikaarme zu bewirken, d.h. eine Entkopplung zwischen den Abschnitten der zumindest einen Leiterbahn 33 zu erreichen und hierdurch eine Toleranz gegenüber Lagevariationen zu erhöhen.
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Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine Antennenzuleitungsausführung für eine Spoilerantenne bereitgestellt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftfahrzeug
- 11
- Trägerteil
- 12
- Funktionsteil
- 13
- Antenne
- 14
- Schaltung
- 15
- Umgebung
- 16
- Anschlussleitung
- 17
- Abschnitt
- 18
- Folienleitung
- 19
- Anschlussdraht
- 20
- Lötstelle
- 21
- Spritzgusskörper
- 22
- Stopfen
- 23
- Durchgangsloch
- 24
- Anschlussbereich
- 25
- Steckbereich
- 26
- Durchgangsöffnung
- 27
- Außenkontur
- 28
- Stecker
- 29
- Abstand
- 30
- Außengehäuse
- 31
- Knickkante
- 32
- Abstand
- 33
- Leiterbahn
- 34
- Trägerschicht
- 35
- Folienflächen
- 36
- Kontraktionskraft
- 37
- Auflagefläche
