-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugdachantenne mit mindestens einem Mikrofon und einer Trägervorrichtung zum Tragen des mindestens einen Mikrofons.
-
Eine gattungsgemäße Fahrzeugdachantenne ist aus der
US 2014/0049912 A1 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt ein Dachkommunikationssystem für ein Fahrzeug. Dabei ist das Fahrzeug mit einem Dachaufbau ausgerüstet, in den mehrere Mikrofone zur Aufnahme von Au-ßengeräuschen integriert sind. Der Dachaufbau umfasst dabei ein Gehäuse, das seinerseits einen entfernbaren Oberteil und eine Basis umfasst, in die eine Kommunikationselektronik aufgenommen ist.
-
Bei einer derartigen Anordnung der Mikrofone sind diese zwar für bestimmte Einsatzmöglichkeiten geeignet, nicht jedoch für anspruchsvolle Verwendungen, beispielsweise eine Authentifizierung eines Besitzers eines Kraftfahrzeugs anhand seiner Stimme. Eine Authentifizierung ist beispielsweise nötig, damit eine Person, die sich seinem Fahrzeug nähert, Sprachbefehle erteilen kann, beispielsweise „Heckklappe auf“ oder „Fenster herunterfahren“. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass für Dachantennen ein Wasserdichtigkeitstest gemäß ISO20653 vorgeschrieben ist. Diese umfasst ein Temperaturschock-Tauchen und einen Wassersäulendichtigkeitstest für Klassifikation IP5K7 und einen Hochdruck-Dampfstrahlertest für die Klasse IP5K9.
-
Werden demnach qualitativ hochwertige Mikrofone mit sensiblen Membranen auf der Außenseite eines Gehäuses der Fahrzeugdachantenne montiert, um die akustischen Anforderungen zu erfüllen, kann jedoch eine gewünschte Wasserdichtigkeit nicht sichergestellt werden. Bei einer Beaufschlagung der Mikrofone mit einem Hochdruck-Dampfstrahler wäre eine Beschädigung die unmittelbare Folge.
-
Dichte Mikrofone, welche dem genannten Test standhalten würden, sind ebenfalls am Markt verfügbar, können jedoch im Außenbereich einer Fahrzeugantenne aus designtechnischen Gründen nicht angebracht werden.
-
Aus der
DE 20 2013 007 042 U1 ist ein Martinshornwarner für Radio- und Multimediageräte in einem Straßenverkehrsfahrzeug bekannt. Das Straßenverkehrsfahrzeug umfasst eine Dachantenne, in die ein Außenmikrofon integriert ist, das Außengeräusche erfasst. Wie bereits erwähnt, wären für diesem Zweck dichte Mikrofone zu verwenden, deren Verwendung im Sichtbereich an der Außenseite einer Fahrzeugdachantenne jedoch aus designtechnischen Gründen nicht erwünscht ist.
-
Aus der
DE 10 2016 006 975 B3 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Antennenanordnung, wobei die Antennenanordnung ein an einer Außenseite des Au-ßenblechs angeordnetes Gehäuse aufweist, bekannt, wobei die Antennenanordnung zumindest eine Schlitzantenne umfasst, die in dem Außenblech als ein jeweiliger Schlitz bereitgestellt ist.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Fahrzeugdachantenne bereitzustellen, die für anspruchsvolle Mikrofonanwendungen eingesetzt werden kann, hohen designtechnischen Ansprüchen genügt und zumindest die Anforderungen an die Wasserdichtigkeit bei einem Hochdruck-Dampfstrahlertest erfüllt.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugdachantenne mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die hohen akustischen Anforderungen einerseits sowie die Design- und Wasserdichtigkeitsanforderungen andererseits bereitgestellt werden können, wenn das mindestens eine Mikrofon unter einer Abdeckkappe, die den Designanforderungen genügt, angeordnet ist, wobei die Abdeckkappe aber so ausgebildet ist, dass sie einen akustischen Kanal von außerhalb der Abdeckkappe zu dem mindestens einen Mikrofon ausbildet. Auf diese Weise können hochwertige, besonders sensible Mikrofone von der Abdeckkappe verborgen angeordnet sein, sodass sie das Design nicht negativ beeinflussen, aber dennoch nicht dem direkten Druck eines Hochdruckdampfstrahlers ausgesetzt sind.
-
Erfindungsgemäß weist demnach die Fahrzeugdachantenne weiterhin eine Abdeckkappe auf, die das mindestens eine Mikrofon vollständig und die Trägervorrichtung zumindest teilweise überdeckend angeordnet ist, wobei die Abdeckkappe derart ausgebildet ist, dass die Fahrzeugdachantenne zumindest in einem auf einem Kraftfahrzeugdach montierten Zustand zumindest eine Schallzutrittsöffnung aufweist.
-
Auf diese Weise wird das zumindest eine Mikrofon durch die Abdeckkappe geschützt: Äußere Umwelteinflüsse, wie starker Regen, Waschstraße oder Hochdruckreiniger können keine Beschädigungen des mindestens einen Mikrofons verursachen. Diese Lösung zeichnet sich ferner aus durch eine freie Designauslegung: So kann die Abdeckkappe einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein, welche bei Bedarf auch farblich und materialtechnisch auf das Kraftfahrzeug abgestimmt werden kann. Durch die zumindest eine Schallzutrittsöffnung kann quasi eine akustische Transparenz der Fahrzeugdachantenne realisiert werden.
-
Bevorzugt ist die Abdeckkappe auf der Trägervorrichtung fixiert. Die Fixierung erfolgt besonders bevorzugt durch Reibschweißen, kann aber auch durch Heißverstemmen, Kleben, Verclipsen oder Verschrauben hergestellt werden. Auf diese Weise bildet die Abdeckkappe und die Trägervorrichtung einen Verbund, sodass die Abdeckkappe verliersicher mit der Trägervorrichtung verbunden ist. Damit kann die Fahrzeugdachantenne mittels der Trägervorrichtung auf dem Fahrzeugdach montiert werden. Die Abdeckkappe wird demnach von der Trägervorrichtung getragen.
-
Dies eröffnet die Möglichkeit, dass die Abdeckkappe derart ausgebildet ist, dass sie in einem auf einem Kraftfahrzeugdach montierten Zustand die zumindest eine Schallzutrittsöffnung als zwischen der Abdeckkappe und dem Kraftfahrzeugdach umlaufenden Spalt ausbildet. Wenngleich die zumindest eine Schallzutrittsöffnung auch an anderen Bereichen der Abdeckkappe vorgesehen sein kann, ist die genannte Variante, bei der die zumindest eine Schallzutrittsöffnung als zwischen der Abdeckkappe und dem Kraftfahrzeugdach umlaufender Spalt ausgebildet ist, besonders bevorzugt, da dieser Spalt besonders unauffällig ist: Benutzer sind nämlich daran gewöhnt, dass zwischen unterschiedlichen Bauteilen eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise zwischen Motorhaube und Kotflügel, aus produktionstechnischen Gründen Fugen vorgesehen sind. Eine derartige Lösung fügt sich deshalb designtechnisch optimal in das vorhandene Kraftfahrzeugdesign ein und erfüllt dennoch die oben erwähnten technischen Anforderungen.
-
Unabhängig davon kann, sofern die designtechnischen Anforderungen reduzierter sind, die Schallzutrittsöffnung auch als ein umlaufender Spalt, der gegebenenfalls unterbrochen sein kann, zwischen der Unterkante der Abdeckkappe und ihrem oberen Ende ausgebildet sein. Anstatt eines unterbrochenen Spalts können auch mehrere Öffnungen vorgesehen sein. Für einen derartigen umlaufenden Spalt bzw. derartige Öffnungen können Verblendungen vorgesehen sein, die jedoch weiterhin einen Schallzutritt, insbesondere in Form eines für die akustische Übertragung genutzten Luftkanals, zu dem mindestens einen Mikrofon ermöglichen müssen.
-
Bevorzugt ist der Spalt durch mindestens eine Versteifungsrippe unterbrochen. Auf diese Weise wird eine Weiterbildung der Erfindung ermöglicht, die besonders stabil ist und damit auch robust gegen Vibrationsgeräusche, insbesondere bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten.
-
Der Spalt weist bevorzugt eine Breite zwischen 1 und 10 mm, insbesondere eine Breite zwischen 3 und 4 mm, auf. Auf diese Weise fällt der Spalt einerseits kaum auf, erfüllt jedoch andererseits die Voraussetzungen für eine sehr gute akustische Performance.
-
Bevorzugt ist das mindestens eine Mikrofon in einem Abstand von mindestens 1 cm zu der mindestens einen Schallzutrittsöffnung angeordnet. Auf diese Weise kann der akustische Kanal kurz gehalten werden, um die akustische Performance möglichst wenig zu beeinträchtigen. Auf der anderen Seite wird so dennoch ein hervorragender Hochdruck-Dampfstrahlschutz bereitgestellt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Fahrzeugdachantenne eine Vielzahl von Mikrofonen, insbesondere drei oder vier Mikrofone, die in unterschiedliche Raumrichtungen orientiert sind. Auf diese Weise können anspruchsvolle Akustikanwendungen, beispielsweis eine Authentifizierung des Benutzers des Kraftfahrzeugs, aus beliebigen Richtungen ausgehend von der Fahrzeugdachantenne ermöglicht werden.
-
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Mikrofone derart angeordnet sind, dass im auf einem Kraftfahrzeugdach montierten Zustand der Fahrzeugdachantenne ein erstes Mikrofon in Richtung zur Fahrzeugfront, ein zweites Mikrofon in Richtung zum Fahrzeugheck, ein drittes Mikrofon zur linken Seite des Kraftfahrzeugs und ein viertes Mikrofon zur rechten Seite des Kraftfahrzeugs gerichtet ist. Ähnlich vorteilhaft ist es, wenn die genannten Mikrofone um jeweils 45° in einer Ebene parallel zu einer Aufstandsfläche der Fahrzeugdachantenne verschoben, d.h. zwischen den genannten Positionen angeordnet werden. Auch dann wird im Umkreis der Fahrzeugdachantenne ein hervorragender Empfang in alle Richtungen ausgehend von der Fahrzeugdachantenne ermöglicht.
-
Die Abdeckkappe ist bevorzugt einteilig ausgebildet, da auf diese Weise besonders zuverlässig ein luftdichter Hohlraum innerhalb der Abdeckkappe gebildet werden kann. Wird die Abdeckkappe zweiteilig oder mehrteilig ausgebildet, ist es ebenfalls bevorzugt, wenn die Einzelteile derart miteinander verbunden sind, dass zwischen der Abdeckkappe und der Trägervorrichtung ein luftdichter Hohlraum ausgebildet ist, in den das mindestens eine Mikrofon ragt. Auf diese Weise kann eine Fahrzeugdachantenne bereitgestellt werden, die auch einem Temperaturschock-Tauchen und einem Wassersäulendichtigkeitstest standhält. Wird nämlich eine derartige Fahrzeugdachantenne getaucht, wird die zwischen Abdeckkappe und Trägervorrichtung verbleibende Luft lediglich minimal komprimiert. Dies hat zur Folge, dass das mindestens eine Mikrofon nach wie vor lediglich von Luft und nicht von Wasser umgeben ist. Es ist damit auch bei dieser extremen Anforderung gegen Wasser geschützt, sodass Beschädigungen des Mikrofons zuverlässig verhindert werden.
-
Bevorzugt ist zwischen der Abdeckkappe und der Trägervorrichtung mindestens ein Abstandshalter vorgesehen, der bevorzugt einteilig mit der Abdeckkappe oder der Trägervorrichtung ausgebildet ist. Ein derartiger Abstandshalter, der bevorzugt einerseits an der Abdeckkappe und andererseits an der Trägervorrichtung fixiert ist, stabilisiert den Verbund aus Abdeckkappe und Trägervorrichtung, sodass auch bei Vibrationen, wie sie beispielsweise bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten auftreten, keine störenden Geräusche entstehen.
-
Bevorzugt ist das zumindest eine Mikrofon unter Verwendung einer Dichtung in eine entsprechende Öffnung der Trägervorrichtung gesteckt oder dort eingeklebt, um den Innenraum der Trägervorrichtung zuverlässig gegen Feuchtigkeit und Wasser ohne erhöhten Druck zu schützen. Auf diese Weise kann in einem von der Trägervorrichtung ausgebildeten Hohlraum mindestens eine Sende- und Empfangsvorrichtung angeordnet sein.
-
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Im Nachfolgenden wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
-
Diese zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugdachantenne in einem auf einem Kraftfahrzeugdach montierten Zustand;
- 2 einen Querschnitt von links nach rechts durch die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Fahrzeugdachantenne;
- 3 eine Detailansicht in Richtung des Pfeils P1 von 2; und
- 4 eine Detailansicht in Richtung des Pfeils P2 von 2.
-
1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Fahrzeugdachantenne 10 in einem auf einem Kraftfahrzeugdach 12 montierten Zustand. Die Fahrzeugdachantenne 10 umfasst eine Trägervorrichtung 14 zum Tragen von vorliegend vier Mikrofonen 16a bis 16d sowie eine Abdeckkappe 18, die die Trägervorrichtung 14 und die Mikrofone 16a bis 16d teilweise überdeckend angeordnet ist..
-
Durch einen von der Abdeckkappe 18 nicht überdeckten Bereich der Trägervorrichtung 14 wird ein zwischen der Abdeckkappe 18 und dem Kraftfahrzeugdach 12 umlaufender Spalt 20 ausgebildet. Der umlaufende Spalt 20 kann durch nicht dargestellte Versteifungsrippen unterbrochen sein. Er dient als Schallzutrittsöffnung zu den Mikrofonen 16a bis 16d. Der Spalt 20 weist eine Breite B zwischen 1 und 10 mm, insbesondere zwischen 3 und 5 mm, auf. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist sowohl die Trägervorrichtung 14 als auch die Abdeckkappe 18 finnenförmig ausgebildet. Wenngleich es besonders vorteilhaft ist, wenn die Abdeckkappe 18 und die Trägervorrichtung 14, wie dargestellt, eine im Wesentlichen gleiche Form aufweisen, ist dies jedoch zur Erzielung der Vorteile der Erfindung nicht nötig.
-
Die Abdeckkappe 18 ist auf der Trägervorrichtung 14 durch Reibschweißen oder einen anderen der bereits erwähnten Prozesse fixiert, wobei die Trägervorrichtung 14 ihrerseits auf dem Kraftfahrzeugdach 12 fixiert, insbesondere durch Öffnungen im Fahrzeugdach 12 festgeschraubt, ist. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die Fahrzeugdachantenne 10 auch durch eine umlaufende Verklebung, insbesondere der Trägervorrichtung 14, am Kraftfahrzeugdach 12 befestigt sein.
-
Innerhalb der Trägervorrichtung 14 ist mindestens eine nicht dargestellte Sende- und Empfangsvorrichtung angeordnet.
-
Der Abstand A zwischen dem jeweiligen Mikrofon 16a bis 16d und dem umlaufenden Spalt 20 beträgt mindestens 1 cm.
-
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Mikrofon 16c in Richtung zur Fahrzeugfront, das Mikrofon 16b in Richtung zum Fahrzeugheck, das Mikrofon 16a in Richtung zur linken Seite des Kraftfahrzeugs und ein in 1 verdeckt angeordnetes Mikrofon 16d zur rechten Seite des Kraftfahrzeugs gerichtet.
-
2 zeigt einen Schnitt in Fahrzeuglängsrichtung durch die Fahrzeugdachantenne 10 von 1. Zu erkennen ist ein luftdichter Hohlraum 22, der zwischen der Abdeckkappe 18 und der Trägervorrichtung 14 ausgebildet ist. Die Mikrofone 16a bis 16d ragen in diesen Hohlraum 22, wobei durch den Hohlraum 22 ein akustischer Kanal 24 von der Schallzutrittsöffnung 20 zu dem jeweiligen Mikrofon 16a bis 16d gebildet wird. Innerhalb der Abdeckkappe 18 ist ein Hohlraum 28 gebildet, in dem beispielsweise mindestens eine Sende- und Empfangsvorrichtung angeordnet sein kann.
-
3 zeigt eine detailliertere Darstellung der in 2 dargestellten Fahrzeugdachantenne 10 in Richtung des Pfeils P1. In dieser Darstellung sind zwei Abstandshalter 26a, 26b zu erkennen, die einen vorbestimmten Abstand zwischen der Abdeckkappe 18 und der Trägervorrichtung 14 einstellen. Aus Kostengründen können diese Abstandshalter 26a, 26b, von denen eine Vielzahl entlang des unteren Endes der Abdeckkappe 18 verteilt angeordnet sind, auch einteilig mit der Abdeckkappe 18 ausgebildet sein.
-
4 zeigt eine detailliertere Darstellung in Richtung des Pfeils P2 von 2. Zu erkennen sind weitere Abstandshalter 26c, 26d sowie der akustische Kanal 24.
