DE19741792B4

DE19741792B4 - Antennenbaugruppe und Verfahren zur Befestigung einer Antennenbaugruppe an einem drahtlosen Kommunikationsgerät

Info

Publication number: DE19741792B4
Application number: DE19741792A
Authority: DE
Inventors: Thomas E. Palatine Paulick; Thomas J. Boca Raton Pack; Richard W. Pflugerville Farkas
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2017-09-23
Also published as: JPH10112604A; KR19980024899A; CN1180946A; MX9707178A; CN1139146C; CA2213800C; CA2213800A1; GB2317995B; DE19741792A1; US6078291A; GB9718416D0; GB2317995A; FR2753839A1; BR9704792A; KR100268070B1; TW345760B

Abstract

Antennenbaugruppe umfassend:
– einen Antennenstab (122);
– einen Kopf (132), gekoppelt an ein erstes Ende dieses Antennenstabes, wobei dieser Kopf eine untere Fläche (134) hat, die eine in einem ersten Absatz (408) endende erste Rampe (402) und eine in derselben Umfangsrichtung wie die erste Rampe geneigte in einem zweiten Absatz (416) endende zweite Rampe (410) hat;
– eine Hülse (130), drehbar montiert an diesem Antennenstab, wobei diese Hülse eine obere Fläche hat, die eine in einem dritten Absatz (316) endende dritte Rampe (304) und eine in einem vierten Absatz (324) endende vierte Rampe (306) hat, die geeignet ist, in diese untere Fläche dieses Kopfes einzugreifen; und
– eine in einem drahtlosen Kommunikationsgerät angebrachte Aufnahmeschelle (112) zur Aufnahme dieser Hülse.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenbaugruppe und ein Verfahren zur Befestigung einer Antennenbaugruppe an einem drahtlosen Kommunikationsgerät.

Mit anhaltenden Fortschritten in Technologie und Herstellungstechniken sind viele Verfahren automatisiert worden, die normalerweise manuell gemacht würden. Bestimmte Aufgaben oder Vorgänge bleiben jedoch schwierig zu automatisieren. Zum Beispiel die Befestigung bestimmter Schellen, wie eine Antennenschelle, die manuell vorgenommen wurde. Gleichfalls wurde die Befestigung einer Antenne an einer Antennenschelle auch manuell gemacht. So zeigt die Druckschrift 4 860 024 eine Antenne mit einem Stab, einem Kopf und einer drehbar an dem Stab angeordneten Hülse mit einem Gewinde zur manuellen Befestigung an einer manuell montierten Aufnammeschelle. Aus der Druckschrift US 5 539 416 ist die Befestigung einer mit einem Gewinde versehenen Aufnahmeschelle mittels Schwallötung auf einer Leiterplatte bekannt. Diese Aufnahmeschelle dient der manuellen Schraubbefestigung einer Antenne eines Kommunikationsgerätes.

Die manuelle Arbeit erhöht nicht nur das Risiko eines Fehlers im Produkt, sondern erhöht auch wesentlich die Herstellungskosten des Produkts. Demzufolge besteht ein Bedarf nach einer Antennenmontage und einem Verfahren zur Befestigung einer Antenne, das das automatische Einsetzen der Antennenschelle und der Antenne ermöglicht.

1 ist eine Explosionsansicht eines drahtlosen Kommunikationsgerätes entsprechend der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Aufnahmeschelle 112, gezeigt in 1, entsprechend der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine perspektivische Ansicht der Hülse 130 der 1 entsprechend der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine vergrößerte Ansicht einer alternativen Ausführung des Kopfteils 132 der 1 entsprechend der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine alternative Ausführung einer Antennenkopf- und Hülsenanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Perspektive der alternativen Ausführung der 5, die genauer die untere Fläche des Kopfes zeigt, entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht den vollautomatischen Einsatz einer Antennenbaugruppe in ein Kommunikationsgerät wie ein zellulares Funktelefon. Eine Aufnahmeschelle für die Antennenbaugruppe ist konstruiert, daß sie an der Einbaustelle steht, um Schwallöten für die Befestigung der Aufnahmeschelle auf der Leiterplatte zu ermöglichen. Vorzugsweise hat die Aufnahmeschelle zwei zueinander senkrechte Schenkel, die eine „Ecke" bilden und verschiedene Abstandshalter, um es der Aufnahmeschelle zu ermöglichen, selbständig zu stehen. Entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung verbinden sich praktisch die Hülse und der entsprechende Kopf der Antennenbaugruppe, um den Einsatz der Hülse in die Aufnahmeschelle zu ermöglichen, während gleichzeitig das Entfernen der Hülse mit dem Kopf verhindert wird. Die untere Fläche des Kopfes ist vorzugsweise so konstruiert, um die Drehung der Hülse in Uhrzeigerrichtung zu ermöglichen, während die Drehung der Hülse entgegen der Uhrzeigerrichtung verhindert wird. Die Hülse ist auch so konstruiert, eine Entnahmevorrichtung aufzunehmen, um die Hülse für die Entnahme entgegen der Uhrzeigerrichtung zu drehen.
Entsprechend einer alternativen Ausführung der Erfindung sind an der Unterseite der Kopfes Abscherköpfe angebracht. Wenn der Kopf mit einem bestimmten Drehmoment gedreht wird, sind die Abscherköpfe so konstruiert, das sie abbrechen, nachdem die Hülse an der Aufnahmeschelle befestigt wurde. Dementsprechend kann die Antennenbaugruppe an der Aufnahmeschelle befestigt werden, kann aber nicht durch den Kopf entfernt werden, nachdem die Klingen abgebrochen sind.
Nun zu 1, ein drahtloses Kommunikationsgerät 100, das ein Vordergehäuse 102 und ein hinteres Gehäuse 104 hat, die zusammengefügt werden, um eine gedruckte Leiterplatte 106 einzuschließen, die Komponenten besitzt, um die Kommunikation in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk zu ermöglichen, wie ein zellulares Funktelefonnetzwerk. Die gedruckte Leiterplatte 106 enthält vorzugsweise konventionelle Durchgangslöcher 108 und 110, um eine Aufnahmeschelle 112 aufzunehmen. Die Aufnahmeschelle 112 wird genauer beschrieben in Bezug auf 2.
Das hintere Gehäuse 104 enthält auch eine Antennenöffnung 114 zur Aufnahme einer Antenne 120. Die Antenne 120 enthält einen Antennenstab 122, der einen unteren Kontakt 126 und einen oberen Kontakt 128 hat. Die Antenne enthält weiter eine Hülse 130, die angefügt ist, um mit der Aufnahmeschelle 112 verbunden zu werden. Wie genauer in Bezug auf 3 gezeigt werden wird, ist ein unterer Teil der Hülse 130 mit Gewinde versehen, um sich mit der Aufnahmeschelle 112 zu verbinden. Die Antenne 120 kann sich innerhalb der Hülse 130 zwischen einer erhöhten und unteren Position bewegen. In der erhöhten Position ist Kontakt 126 mit der Hülse 130 verbunden. In der unteren Position ist Kontakt 128 mit der Hülse 130 verbunden. Ein Kopf 132 hat eine untere Fläche 134, die angepaßt ist, um an die Hülse 130 anzuschließen. Wie sichtbar ist, sind zwei Vorsprünge gezeigt, die im allgemeinen „Rampen" bilden, die zu einem Absatz auslaufen. Solche Vorsprünge können leicht in der unteren Fläche durch Tiefziehen des Metalls geformt werden. Alternative Ausführungen, in 4 und 5 gezeigt, zeigen im allgemeinen größere Vorsprünge, die sich vom Mast bis zum Rand des Kopfes ausdehnen. Die Wechselwirkung des Kopfes mit der Hülse 130 bleibt jedoch die gleiche und wird detailliert in Bezug auf 3–5 3-5 beschrieben werden. Die Wirkung von Kopf 132 und Hülse 130 wird genauer in Bezug auf 3 und 4 beschrieben.
Nun zu 2, eine vergrößerte Ansicht der Aufnahmeschelle 112 ist gezeigt. Die Aufnahmeschelle 112 enthält vorzugsweise einen Schaft 202, der mit einem Aufnahmering 204 verbunden ist, der einen Zylinder 206 mit Gewinde 208 hat. Das Gewinde 208 des Zylinders 206 ist angepaßt, um in das entsprechende Gewinde der Hülse 130 einzugreifen. Die Aufnahmeschelle 112 enthält auch eine Vielzahl von Führungen, wie die Führungen 210 und 212. Die Führungen 210 und 212 gewährleisten zusätzlich zur Ermöglichung der automatischen Montage der Antennenbaugruppe auch eine elektrische Verbindung zur gedruckten Leiterplatte 106 für die Kopplung von RF Signalen zwischen Antenne und der gedruckten Leiterplatte des Kommunikationsgerätes.
Ein Eckelement 214 ist vorzugsweise so konstruiert, daß die Führung 212 senkrecht zur Führung 210 angeordnet ist. Die Führungen 210 und 212 haben auch Füße oder Abstandshalter 218, die die Tiefe der Aufnahmeschelle steuern und der Aufnahmeschelle ermöglichen zu stehen, wenn sie in die Durchgangslöcher 108 und 110 der gedruckten Leiterplatte platziert wird. Die Aufnahmeschelle kann entsprechend automatisch schwallgelötet werden, wodurch die Notwendigkeit des Handlötens eliminiert wird. Die Aufnahmeschelle 112 könnte wahlfrei einen Flansch 220 enthalten, um weitere Unterstützung, sowohl vor als auch nach dem Löten, zu gewährleisten. Schließlich sind die Führungen vorzugsweise in einer rechtwinkligen Form, um eine Presspassung in den konventionell runden Durchgangslöchern zu gestatten. Im besonderen enthält jede Führung vorzugsweise die Kanten 222, die zum andrücken der Platte angepaßt sind, um die Schelle während des Schwallötvorganges weiter in Position zu halten. Obwohl die spezielle Form der Schelle in 2 gezeigt ist, könnte jede andere Form verwendet werden, die die Aufnahmeschelle befähigen würde zu stehen, wenn sie in Durchgangslöchern plaziert ist, entsprechend dem Sinn und dem Bereich der vorliegenden Erfindung.
Nun zu 3, eine perspektivische Ansicht der Hülse 130 ist gezeigt. Die Hülse enthält vorzugsweise einen Zylinder 302, der einen hohlen Teil 303 hat, um den Mast beziehungsweise den Antennenstab 122 der Antenne aufzunehmen und einen unteren Gewindeteil. Die obere Fläche des Zylinders 302 enthält die Rampenteile 304 und 306, die durch Spalte 308 und 310 voneinander getrennt sind. Das Rampenteil 304 enthält eine geneigte Oberfläche 312, die sich von einem ersten Absatz oder erhöhtem Endabschnitt 314 zu einem zweiten Absatz oder erhöhtem Endabschnitt 316 erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich der erhöhte Endabschnitt 314 auf eine erste Höhe h1, während der zweite erhöhte Endabschnitt 316 sich auf eine zweite Höhe h2 erstreckt, die gewöhnlich größer als die erste Höhe h1 ist. Gleicherweise enthält das Rampenteil 306 eine geneigte Oberfläche 320, die sich von einem dritten Absatz oder erhöhtem Endabschnitt 322 zu einem vierten Absatz oder erhöhtem Endabschnitt 324 erstreckt. Das dritte erhöhte Ende 322 erstreckt sich auf eine erste Höhe h1, während das vierte erhöhte Ende 324 sich auf eine zweite Höhe h2 erstreckt. Die Funktionsweise der Hülse 130 wird in Bezug auf 4 beschrieben.
Vorzugsweise sind die niedrigen Endabschnitte 314 und 322 der Rampenteile 304 bzw. 306 auf einer Höhe h1, um zu ermöglichen, daß ein Entnahmewerkzeug zum Entnehmen der Hülse 130 eingefügt werden kann. Die Hülse 130 könnte jedoch so konstruiert sein, daß die Spalten 308 und 310 nicht existieren, was die Fähigkeit die Hülse wenn gewünscht zu entnehmen, eliminieren würde.
Nun zu 4, die untere Fläche 134 des Kopfes 132, entsprechend der Rampenteile von Hülse 130, ist genauer gezeigt. Insbesondere enthält die untere Fläche eine erste Rampensektion 402, die sich von einem niedrigen Endabschnitt 404 bis zu einem erhöhten Endabschnitt 406 erstreckt. Der erhöhte Endabschnitt 406 endet an einem Absatz 408. Die entsprechende Rampensektion 410 erstreckt sich von einem niedrigen Ende 412 am Absatz 408 zu einem erhöhten Ende 414. Das erhöhte Ende 414 endet an einem zweiten Absatz 416, der sich vom erhöhten Ende der Rampensektion 410 zum niedrigen Ende der Rampensektion 402 erstreckt.
Im Betrieb greifen die Absätze 408 und 416 des Kopfes 132 in die erhöhten Endabschnitte 316 bzw. 325 der Hülse 130 ein. Der Kopf 132 der Antenne bewirkt, wenn in der Uhrzeigerrichtung gedreht, daß sich die Hülse 130 dreht, da die Absätze des Kopfes in die Absätze der Hülse eingreifen. Wenn jedoch entgegen der Uhrzeigerrichtung gedreht, gleiten die Rampensektionen 402 und 410 des Kopfes ständig gegen die geneigten Flächen 312 und 320 der Hülse 130.
Nun zu 5, eine alternative Ausführung der Hülsen- und Kopfzusammenstellung ist gezeigt. Im einzelnen erstreckt sich ein Mast 502 zu einem Kontakt 504 am Kopf 506. Der untere Teil des Kopfes enthält Klingen 508, genauer gezeigt in 6. Der obere Teil 512 von der Hülse 510 enthält einen Schlitz 514, der sich seitlich durch den oberen Teil ausdehnt. Die obere Fläche 515 des oberen Teils ist vorzugsweise flach. Die Klingen 508 und 509 sind so konstruiert, daß sie bei einem bestimmten Drehmoment abscheren. Dementsprechend wird der Kopf 506 gedreht, um die Hülse 510 in die Aufnahmeschelle automatisch einzusetzen. Nachdem die Hülse bis zu einem bestimmten Drehmoment festgezogen ist, werden die Klingen abgetrennt, was der Antenne erlaubt, sich frei in der Hülse zu drehen. Dementsprechend kann die Antenne dann nicht benutzt werden, um die Hülse zu entfernen. Die Klingen könnten so konstruiert sein, daß sie genau in die Aussparung 514 passen.
Obwohl die Erfindung in der obigen Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben und erläutert wurde, ist zu verstehen, daß diese Beschreibung nur als Beispiel gegeben wurde und daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen durch Fachleute gemacht werden können, ohne vom wahren Sinn und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Obwohl die vorliegende Erfindung teilweise Anwendung in tragbaren zellularen Funktelefonen findet, könnte die Erfindung bei jedem tragbaren Gerät, einschließlich elektronische Rufgeräte (Pager), elektronische Organisiergeräte (Organizer) oder Computer angewendet werden. Unsere Erfindung sollte nur durch die folgenden Patentansprüche begrenzt sein.

Claims

Antennenbaugruppe umfassend: – einen Antennenstab (122); – einen Kopf (132), gekoppelt an ein erstes Ende dieses Antennenstabes, wobei dieser Kopf eine untere Fläche (134) hat, die eine in einem ersten Absatz (408) endende erste Rampe (402) und eine in derselben Umfangsrichtung wie die erste Rampe geneigte in einem zweiten Absatz (416) endende zweite Rampe (410) hat; – eine Hülse (130), drehbar montiert an diesem Antennenstab, wobei diese Hülse eine obere Fläche hat, die eine in einem dritten Absatz (316) endende dritte Rampe (304) und eine in einem vierten Absatz (324) endende vierte Rampe (306) hat, die geeignet ist, in diese untere Fläche dieses Kopfes einzugreifen; und – eine in einem drahtlosen Kommunikationsgerät angebrachte Aufnahmeschelle (112) zur Aufnahme dieser Hülse.
Verfahren zur Befestigung einer Antennenbaugruppe an ein drahtloses Kommunikationsgerät, wobei die Antennenbaugruppe einen Kopf (132) aufweist, der eine untere Fläche (134) hat, die mit einem ersten Ende eines Antennenstabes (122) gekoppelt ist, diese untere Fläche eine in einem ers ten Absatz (408) endende erste Rampe (402) und eine in derselben Umfangsrichtung wie die erste Rampe geneigte in einem zweiten Absatz (416) endende zweite Rampe (410) hat, wobei dieses Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – drehbare Montage einer Hülse (130) an diesem Antennenstab, wobei diese Hülse eine obere Fläche hat, die eine dritte Rampe (304) und eine vierte Rampe (306) hat, die geeignet ist, in diese untere Fläche dieses Kopfes einzugreifen, und – Drehen dieses Kopfes dieser Antenne, um diese Hülse an einer an dem drahtlosen Kommunikationsgerät angebrachten Aufnahmeschelle (112) zu befestigen.
Antennenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei dieser Antennenstab (122) weiter enthält einen ersten Kontakt (128) an diesem ersten Ende zur Verbindung mit dieser an diesen Kopf (132) angrenzenden Hülse (130), und einen zweiten Kontakt (126) an einem zweiten Ende dieses Antennenstabes zur Verbindung mit dieser Hülse an diesem zweiten Ende dieses Antennenstabes.
Antennenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei diese dritte Rampe (304) und diese vierte Rampe (306) durch einen Schlitz (308, 310) getrennt sind.
Antennenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei diese Hülse (130) einen unteren Gewindeteil umfaßt.
Antennenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei diese Aufnahmeschelle (112) einen Gewindeteil (206) für die Aufnahme dieses Gewindeteils dieser Hülse hat.
Verfahren zur Befestigung einer Antenne nach Anspruch 6, weiter einschließend einen Schritt der Einfügung einer Aufnahmeschelle (112) in eine gedruckte Leiterplatte.
Verfahren zur Befestigung einer Antenne nach Anspruch 7, weiter einschließend einen Schritt des Schwalllötens der gedruckten Leiterplatte, um die Aufnahmeschelle (112) in die gedruckte Leiterplatte zu löten.
Verfahren zur Befestigung einer Antennenbaugruppe nach Anspruch 6, wobei diese dritte Rampe (304) und diese vierte Rampe (306) durch Spalte (308, 310) getrennt sind.
Verfahren zur Befestigung einer Antennenbaugruppe nach Anspruch 9, wobei Seitenwände der Spalte (308, 310) jeweils an beiden Enden der dritten Rampe (304) und der vierten Rampe (306) Absätze (314, 316; 322, 324) bilden.