DE202005004658U1 - Kfz-Dachantenne - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kfz-Dachantenne gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Zum elektrischen Verbinden von einer Kfz-Dachantenne, die mehrere Antennen aufweist, beispielsweise eine Mobilfunkantenne und eine GPS-Antenne, mit entsprechenden Geräten, wie beispielsweise einem Mobilfunkgerät und einem GPS-Empfänger, ist es bisher üblich, aus dem Gehäuse der Kfz-Dachantenne Kabel herauszuführen, die an ihren freien Enden mit entsprechenden Koaxialverbindern versehen sind. Diese Koaxialverbinder werden dann separat und einzeln mit komplementären Koaxialverbindern von zu den Geräten weiterführenden Kabeln verbunden. Diese Art der elektrischen Verbindung ist jedoch aufwändig und kostenintensiv.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kfz-Dachantenne der o.g. Art bzgl. Montage und elektrischem Kontakt zu verbessern.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kfz-Dachantenne der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
- Bei einer Kfz-Dachantenne der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die ersten Koaxialsteckverbinder in einem Steckinterface am Antennengehäuse befestigt sind und dass jeder zweite Koaxialsteckverbinder in einer Ebene senkrecht zur Steckrichtung bewegbar in dem Gehäuse angeordnet ist und über wenigstens ein elektrisch isolierendes, elastisches Federelement mit wenigstens einem weiteren zweiten Koaxialsteckverbinder elastisch federnd verbunden ist, wobei das elastische Federelement derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die zweiten Koaxialsteckverbinder an der jeweiligen vorbestimmten Position bis auf Toleranzabweichungen vorpositioniert sind und von dieser Stelle in der Ebene senkrecht zur Steckrichtung elastisch federnd auslenkbar sind.
- Dies hat den Vorteil, dass die zweiten Koaxialsteckverbinder elastisch schwimmend aufgehängt sind. Dadurch werden toleranzbedingte Abweichungen zwischen den Positionen der zweiten Koaxialsteckverbinder des Steckverbinders der Kfz-Dachantenne und den ersten Koaxialsteckverbindern in dem Antennengehäuse der Kfz-Dachantenne beim Einstecken des Steckverbinders in das Steckinterface des Antennengehäuses durch elastische Auslenkung der zweiten Koaxialsteckverbinder des Steckverbinders automatisch ausgeglichen. Somit ist trotz toleranzbedingter Abweichungen der jeweiligen Positionen ein guter elektrischer Kontakt zwischen den jeweiligen zweiten Koaxialsteckverbindern des Steckverbinders und den ersten Koaxialsteckverbindern des Antennengehäuses sichergestellt.
- Um einen möglichst flexiblen Toleranzausgleich zur Verfügung zu stellen, sind die zweiten Koaxialsteckverbinder in dem Gehäuse derart bewegbar angeordnet, dass die Bewegbarkeit der zweiten Koaxialsteckverbinder in der Ebene senkrecht zur Steckrichtung ein Verkippen und/oder ein transiatorisches Parallelverschieben der Längsachsen der zweiten Koaxialsteckverbinder umfasst.
- Zweckmäßigerweise ist jeder Koaxialsteckverbinder mit einem Innenleiter und einem Außenleiter ausgebildet.
- Zur Weiterleitung von Signalen über den Steckverbinder ist jeder zweite Koaxialsteckverbinder mit einem Signalleiterelement verbunden, welches jeweils einen zweiten Koaxialsteckverbinder mit einer Anschlussstelle für ein Kabel elektrisch verbindet.
- Beispielsweise ist jedes Signalleiterelement als Koaxialleitung oder Streifenleitung ausgebildet und weist optional eine elektrische Abschirmung auf.
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind alle Signalleiterelemente ausgehend von dem jeweiligen zweiten Koaxialsteckverbinder in einer Ebene rechtwinklig zur Steckrichtung verlaufend angeordnet, wobei jedes Signalleiterelement als starres Bauteil ausgebildet und in seinem Gehäuse eine solche Ausnehmung aufweist, dass jedes Signalleiterelement zusammen mit dem zugehörigen Kontaktelement in einer Ebene senkrecht zur Steckrichtung bewegbar ist.
- Zweckmäßigerweise ist jeder zweite Koaxialsteckverbinder von einer elektrisch isolierenden Hülse umgeben, die jeweils über ein elektrisch isolierendes, elastisches Federelement mit einer Hülse eines benachbarten zweiten Koaxialsteckverbinders elastisch federnd verbunden ist, wobei die Federelemente in einer Querschnittsebene senkrecht zur Steckrichtung beispielsweise Ω-förmig und Hülsen und Federelemente miteinander einstückig zu einem Federgehäuse ausgebildet sind.
- Am Gehäuse sind erste Rastmittel und an jedem Federelement zweite Rastmittel ausgebildet, die zusammenwirkend mit den ersten Rastmitteln die Federelemente und mit diesen die elektrischen Kontaktelemente am Gehäuse fixieren.
- In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst jedes erste Rastmittel eine elastisch federnde Lasche, die sich in Steckrichtung von dem Gehäuse erhebt und eine Ausnehmung aufweist, wobei jedes zweite Rastmittel eine Rastnase umfasst, die sich senkrecht zur Steckrichtung von dem jeweiligen Federelement erhebt und in die Ausnehmung der federnden Lasche des ersten Rastmittels passt.
- Eine mechanische Kodierung, die ein unerwünschtes falsches Einstecken des erfindungsgemäßen Steckverbinders verhindert, wird dadurch zur Verfügung ge stellt, dass wenigstens eine der Laschen der ersten Rastmittel des Gehäuses eine andere Breite als die übrigen Laschen aufweist.
- Zum Haltern des Steckverbinders in eingestecktem Zustand erheben sich vom Gehäuse in Steckrichtung wenigstens zwei, insbesondere drei, voneinander beabstandete Rastzapfen mit jeweiliger Rastnase, die zum Einrasten in das Antennengehäuse ausgebildet sind.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
-
1a eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kfz-Dachantenne in perspektivischer Ansicht und -
1b in Seitenansicht, -
2 einen Steckverbinder der Kfz-Dachantenne in perspektivischer Ansicht, und -
3 ein Gehäuse des Steckverbinders in perspektivischer Ansicht, -
4 Kontaktelemente, Signalleiterelemente und Federgehäuse in Explosionsdarstellung sowie -
5 perspektivisch in zusammengebautem Zustand, -
6 den Steckverbinder gemäß2 in teilweise montiertem Zustand in perspektivischer Ansicht, -
7 das Federgehäuse des Steckverbinders gemäß2 in perspektivischer Ansicht von unten und -
8 von oben sowie -
9 in Draufsicht. - Die aus den
1a und1b ersichtliche Kfz-Antenne100 umfasst ein Antennengehäuse110 , dessen Deckel zur besseren Übersichtlichkeit und Anschaulichkeit nicht dargestellt ist, und einen Steckverbinder200 . An dem Antennengehäuse110 sind eine Mobilfunkantenne (nicht dargestellt) und eine GPS-Antenne (nicht dargestellt) befestigt. Für jede der Antennen ist jeweils ein erster Koaxialsteckverbinder114 in einem Steckinterface des Antennengehäuses110 vorgesehen, wobei die Koaxialsteckverbinder114 starr am Antennengehäuse110 befestigt sind. Deren Sollposition ist durch ein Sollmaß vorgegeben, wobei jedoch toleranzbedingte Abweichungen von dieser Sollposition vorhanden sind. Der Steckverbinder200 dient zum elektrischen Verbinden der Antennen durch ein Kfz-Dach hindurch mit entsprechenden Geräten, in diesem Beispiel mit einem Mobilfunkgerät und einem GPS-Empfänger, wobei sich das Antennengehäuse110 außen auf dem Dach und der Steckverbinder200 innen in einem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs befindet. - Der in
1a bis2 und6 dargestellte Steckverbinder200 umfasst ein Gehäuse210 , drei Signalleiterelemente212 , drei zweite Koaxialsteckverbinder214 sowie ein Federgehäuse216 . Mit Pfeil222 ist eine Steckrichtung gekennzeichnet, in die der Steckverbinder200 in das Steckinterface des Antennengehäuses110 einsteckbar ist. Diese Steckrichtung222 steht in diesem Beispiel im Wesentlichen senkrecht zu einer von dem Gehäuse210 definierten Ebene, so dass es sich um einen Winkelstecker handelt. Dies ermöglicht eine geringe Bauhöhe innerhalb des Fahrgastraumes des Kraftfahrzeuges. Die ersten und zweiten Koaxialsteckverbinder114 ,214 stecken ineinander, wenn der Steckverbinder200 in das Steckinterface am Antennengehäuse110 eingesteckt ist. Dadurch stellen die ersten und zweiten Koaxialsteckverbinder114 ,214 einen elektrischen Kontakt durch das Kfz-Dach hindurch her und verbinden die Antennen elektrisch mit den zu den Geräten weiterführenden Kabeln. - Wie insbesondere auch aus
4 ersichtlich, sind die Koaxialsteckverbinder mit Innenleiter218 und Außenleiter220 ausgebildet. Die Signalleiterelemente212 sind jeweils als Streifenleitung ausgebildet, die sich in einer Ebene senkrecht zur Steckrichtung222 erstrecken und jeweils einen Koaxialsteckverbinder214 mit ei nem Kabelanschluss224 an einem kabelseitigen Ende226 des Steckverbinders200 verbinden. Beispielsweise sind die Streifenleitungen212 mit drei sandwichartig übereinander gestapelten Leiterbahnen ausgebildet, wobei die mittlere Leiterbahn das von den Antennen kommende elektrische HF-Signal überträgt und die beiden äußeren Bahnen zur elektrischen Abschirmung des Signalleiters mit Masse verbunden sind. - Das Gehäuse umfasst, wie insbesondere in
3 dargestellt, Ausnehmungen228 zur Aufnahme jeweils einer der Streifenleitungen212 . Diese Ausnehmungen228 sind derart dimensioniert, dass sich die Streifenleitungen212 in einer Ebene senkrecht zur Steckrichtung222 bewegen können. Von einem Boden des Gehäuses200 erheben sich erste Rastmittel230 in Form von elastisch federnden Laschen mit jeweiliger Ausnehmung232 . Ebenfalls vom Boden des Gehäuses200 erheben sich Rastzapfen234 mit jeweiligen Rastnasen236 , welche zum Einrasten in das Steckinterface bzw. das Antennengehäuse210 ausgebildet sind, um das Gehäuse200 mechanisch mit dem Antennengehäuse210 zu verbinden. Weiterhin sind am kabelseitigen Ende226 des Gehäuses210 elastisch federnde Rastlaschen238 ausgebildet, die zum Befestigen der Streifenleitungen212 mit dem Gehäuse210 am kabelseitigen Ende226 vorgesehen sind, wie insbesondere aus2 ersichtlich. - Das aus den
5 und7 bis9 detaillierter ersichtliche Federgehäuse216 umfasst drei Hülsen240 aus elektrisch isolierendem Werkstoff, die jeweils einen der zweiten Koaxialsteckverbinder214 umgeben. Die Hülsen240 sind an einer der Steckrichtung222 zugewandten Seite an ihrem Umfang mit einer Fase242 versehen, die als Fangbereich für die ersten Koaxialsteckverbinder114 im Steckinterface des Antennengehäuses110 beim Einstecken des Steckverbinders200 in das Steckinterface dienen. Die Hülsen240 sind über elastisch federnde Federelemente244 miteinander derart verbunden, dass sie zusammen mit den Federelementen die Federhülse216 ausbilden, welche einerseits die zweiten Koaxialsteckverbinder214 an einer vorbestimmten Position gemäß Sollmaß (Sollposition) hält und andererseits eine elastische Auslenkung der Hülsen240 und damit der zweiten Koaxialsteckverbinder214 relativ zueinander erlaubt, so dass sich die zweiten Koaxialsteckverbinder214 an toleranzbedingte Abweichungen der Position der ersten Koaxialsteckverbinder114 von deren Sollposition, welche starr in dem Steckinterface des Antennengehäuses110 angeordnet sind, durch entsprechende Bewegung von der Sollposition gemäß Sollmaß weg anpassen können. Mit anderen Worten ermöglicht der Steckverbinder200 ein gleichzeitiges Einstecken von den zweiten separaten Koaxialsteckverbindern214 in die ersten Koaxialsteckverbinder114 , ohne dass die ersten Koaxialsteckverbinder114 mit übermäßigen Anforderungen an eine geringe Toleranz der Positionierung in dem Steckinterface des Antennengehäuses110 angeordnet sein müssen. Dies spart Kosten und Herstellungsaufwand durch geringere Toleranzanforderungen bzw. größere zulässige Toleranzabweichungen vom Sollmaß bzw. der Sollposition der zweiten Koaxialsteckverbinder214 und ersten Koaxialsteckverbinder114 . Die Hülsen240 und Federelemente244 bilden das Federgehäuse216 und sind einstückig miteinander ausgebildet. - Die die Hülsen
240 elastisch federnd verbindenden Federelemente244 sind im Querschnitt senkrecht zur Steckrichtung222 im Wesentlichen Ω-förmig ausgebildet und tragen an ihrer Außenseite zweite Rastmittel246 in Form von Rastnasen, die in die Ausnehmungen232 der Laschen230 passen. Durch diese Anordnung können die zweiten Koaxialsteckverbinder214 zwar in der Ebene senkrecht zur Steckrichtung222 elastisch federnd aus der Sollposition ausgelenkt werden, sind jedoch entlang der Steckrichtung222 fixiert. - Bei der Montage des Steckverbinders
200 wird zunächst das Federgehäuse216 über die zweiten Koaxialsteckverbinder214 geschoben, so dass jede Hülse240 einen der zweiten Koaxialsteckverbinder214 aufnimmt, wie aus4 und5 ersichtlich. Danach werden die Streifenleitungen212 in die Ausnehmungen228 des Gehäuses210 entgegen der Steckrichtung222 eingeschoben, bis die Rastlaschen238 des Gehäuses210 über den Streifenleitungen212 und die Rastnasen246 der Federelemente244 des Federgehäuses216 in den Ausnehmungen232 der Laschen230 einrasten, womit die jeweiligen Anordnungen aus zweitem Koaxialsteckverbinder214 , Streifenleitung212 und Kabelanschluss224 einerseits mit dem Gehäuse210 verbunden sind, sich jedoch andererseits die zweiten Koaxialsteckverbinder214 relativ zueinander durch den Freigang der Streifenleitungen212 in den Ausnehmungen228 und die elastische Federwirkung der Feder elemente244 in einer Ebene senkrecht zur Steckrichtung222 in der Größenordnung von Toleranzabweichungen von der Sollposition weg bewegen können. - Wie insbesondere aus
2 und6 ersichtlich, weisen die Laschen230 unterschiedliche Breiten auf. Durch entsprechende Ausnehmungen im Steckinterface des Antennengehäuses110 steht dadurch eine mechanische Kodierung zur Verfügung, die ein verdreht falsches Einstecken des Steckverbinders200 in das Steckinterface des Antennengehäuses110 verhindert. Somit ist sicher gestellt, dass immer der richtige zweite Koaxialsteckverbinder214 des Steckverbinders200 auf den richtigen ersten Koaxialsteckverbinder114 im Steckinterfase des Antennengehäuses110 trifft. - Die elektrische Verbindung zwischen der Antenne und dem jeweiligen Endgerät, in diesem Beispiel Mobilfunktelefon und GPS-Empfänger, erfolgt direkt durch Einstecken des Steckverbinders
200 in das Steckinterface der Kfz-Dachantenne100 . Hierbei werden die jeweiligen Koaxialsteckverbinder für Mobilfunkantenne und GPS-Antenne gleichzeitig zusammen gesteckt. Eine zusätzliche Kabelverbindung kann entfallen. Die ersten Koaxialsteckverbinder114 sind jeweils direkt mit der zugehörigen Antenne verbunden. Neben einer Verbesserung der Signalübertragung durch weniger Stossstellen im Signalweg ergibt sich eine vereinfachte Montage, da die jeweiligen Paare von ersten und zweiten Koaxialsteckverbindern114 ,214 für die verschiedenen Antennen nicht jeweils separat zusammen gesteckt werden müssen.
Claims (15)
- Kfz-Dachantenne mit einem Antennengehäuse (
110 ), in dem wenigstens zwei Antennen angeordnet sind, wobei jeder Antenne ein erster Koaxialsteckverbinder (114 ) zugeordnet ist, und mit einem Steckverbinder (200 ), welcher ein Gehäuse (210 ) und eine der Anzahl der ersten Koaxialsteckverbinder (114 ) entsprechende Anzahl von zweiten Koaxialsteckverbindern (214 ) aufweist, die an einer Steckseite des Gehäuses (210 ) an vorbestimmten Positionen und mit jeweiliger Längsachse parallel zu einer Steckrichtung (222 ) des Steckverbinders (200 ) ausgerichtet angeordnet sind, wobei jeder zweite Koaxialsteckverbinder (214 ) einem ersten Koaxialsteckverbinder (114 ) zugeordnet und in diesen einsteckbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Koaxialsteckverbinder (114 ) in einem Steckinterface am Antennengehäuse (110 ) befestigt sind, und dass jeder zweite Koaxialsteckverbinder (214 ) in einer Ebene senkrecht zur Steckrichtung (222 ) bewegbar in dem Gehäuse (210 ) angeordnet ist und über wenigstens ein elektrisch isolierendes, elastisches Federelement (244 ) mit wenigstens einem weiteren zweiten Koaxialsteckverbinder (214 ) elastisch federnd verbunden ist, wobei das elastische Federelement (244 ) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die zweiten Koaxialsteckverbinder (214 ) an der jeweiligen vorbestimmten Position bis auf Toleranzabweichungen vorpositioniert sind und von dieser Stelle in der Ebene senkrecht zur Steckrichtung (222 ) elastisch federnd auslenkbar sind. - Kfz-Dachantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Koaxialsteckverbinder (
214 ) in dem Gehäuse (210 ) derart bewegbar angeordnet sind, dass die Bewegbarkeit der zweiten Koaxialsteckverbinder (214 ) in der Ebene senkrecht zur Steckrichtung (222 ) ein Verkippen und/oder ein translatorisches Parallelverschieben der Längsachsen der zweiten Koaxialsteckverbinder (214 ) umfasst. - Kfz-Dachantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Koaxialsteckverbinder (
114 ,214 ) mit einem Innenleiter (218 ) und einem Außenleiter (220 ) ausgebildet ist. - Kfz-Dachantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder zweite Koaxialsteckverbinder (
214 ) mit einem Signalleiterelement (212 ) verbunden ist, welches jeweils einen zweiten Koaxialsteckverbinder (214 ) mit einer Anschlussstelle (224 ) für ein Kabel elektrisch verbindet. - Kfz-Dachantenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Signalleiterelement (
212 ) als Koaxialleitung oder Streifenleitung ausgebildet ist. - Kfz-Dachantenne nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Signalleiterelement (
212 ) mit einer elektrischen Abschirmung ausgebildet ist. - Kfz-Dachantenne nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle Signalleiterelemente (
212 ) ausgehend von dem jeweiligen zweiten Koaxialsteckverbinder (214 ) in einer Ebene rechtwinklig zur Steckrichtung (222 ) verlaufend angeordnet sind. - Kfz-Dachantenne nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Signalleiterelement (
212 ) als starres Bauteil ausgebildet ist und in seinem Gehäuse (210 ) eine solche Ausnehmung (228 ) aufweist, dass jedes Signalleiterelement (212 ) zusammen mit dem zugehörigen Kontaktelement (214 ) in einer Ebene senkrecht zur Steckrichtung (222 ) bewegbar ist. - Kfz-Dachantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder zweite Koaxialsteckverbinder (
214 ) von einer elektrisch isolierenden Hülse (240 ) umgeben ist, die jeweils über ein elektrisch isolierendes, elastisches Federelement (244 ) mit einer Hülse (240 ) ei nes benachbarten zweiten Koaxialsteckverbinders (214 ) elastisch federnd verbunden ist. - Kfz-Dachantenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (
244 ) in einer Querschnittsebene senkrecht zur Steckrichtung (222 ) Ω-förmig ausgebildet sind. - Kfz-Dachantenne nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Hülsen (
240 ) und Federelemente (244 ) miteinander einstückig zu einem Federgehäuse (216 ) ausgebildet sind. - Kfz-Dachantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (
210 ) erste Rastmittel (230 ) und an jedem Federelement (244 ) zweite Rastmittel (246 ) ausgebildet sind, die zusammenwirkend mit den ersten Rastmitteln (230 ) die Federelemente (244 ) am Gehäuse (210 ) fixieren. - Kfz-Dachantenne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes erste Rastmittel (
230 ) eine elastisch federnde Lasche umfasst, die sich in Steckrichtung von dem Gehäuse (210 ) erhebt und eine Ausnehmung (232 ) aufweist, wobei jedes zweite Rastmittel (246 ) eine Rastnase umfasst, die sich senkrecht zur Steckrichtung (222 ) von dem jeweiligen Federelement (244 ) erhebt und in die Ausnehmung (232 ) der federnden Lasche (230 ) des ersten Rastmittels passt. - Kfz-Dachantenne nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Laschen (
230 ) der ersten Rastmittel des Gehäuses (210 ) eine andere Breite als die übrigen Laschen (230 ) aufweist. - Kfz-Dachantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich vom Gehäuse (
210 ) in Steckrichtung (222 ) wenigstens zwei, insbesondere drei, voneinander beabstandete Rastzapfen (234 ) mit jeweiliger Rastnase (236 ) erheben, die zum Einrasten in das Antennengehäuse (110 ) ausgebildet sind.
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