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Die Neuerung betrifft eine Montageplatte für ein auf einer Elektronik-Platine angeordnetes Antennenmodul, wobei die Montageplatte eine zentrale Öffnung mit Lagerfläche und Durchgangsbohrung für den Kopf und den Schaft einer Befestigungsschraube enthält und die Montageplatte mit Antennenmodul durch eine Kappe abdeckbar ist.
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Montageplatten dieser Art sind für spezielle Anwendungen bekannt und bestehen z.T. aus Metall, so dass besondere Maßnahmen zur Entstörung des Strahlungsfeldes des Antennenmoduls notwendig werden. Die Befestigungsschraube ist mit der Montageplatte üblicherweise fest verbunden, weshalb einerseits für unterschiedliche Montageorte Montageplatten mit unterschiedlichen langen Schäften vorrätig gehalten werden müssen, andererseits aber durch die feste Verbindung der Durchgangsschraube mit der Montageplatte in einfacher Weise eine wasserdichte Anbringung der Schraubverbindung möglich ist.
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Die die Montageplatte mit Antennenmodul abdeckende Kappe übergreift üblicherweise den Außenrand der Montageplatte, um das Eindringen von Wasser von oben her in den Bereich der Montageplatte zu verhindern. Zur Verhinderung des Eindringens von Spritzwasser von unten her wird zwischen Abdeckkappe und dem Rand der Montageplatte eine besondere Dichtung eingefügt. Zwischen dem Rand der Abdeckkappe und der Fläche des Montageortes besteht üblicherweise ein Zwischenraum.
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Der Neuerung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine universell verwendbare Montageplatte für unterschiedlich aufgebaute Antennenmodule zu schaffen, wobei die Befestigungsschraube auswechselbar an unterschiedliche Montageort anpassbar sein sollte und die Abdichtung gegen das Eindringen von Feuchtigkeit ohne zusätzliche Dichtungsringe gewährleistet sein sollte und eine Störung des Strahlungsfeldes des Antennenmoduls ausgeschlossen ist.
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Diese Aufgabe wird bei einer Montageplatte der eingangs genannten Art neuerungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche. Aus der erfindungsgemäßen Montageplatte ergibt sich durch Ultraschall-Verschweißung mit der Elektronik-Platine des Antennenmoduls und einer Abdeckkappe ein vorteilhaftes, wasserdichtes Antennengehäuse, aus dem Verbindungsleitungen von und zur Platine über eine Hohlbohrung in der Befestigungsschraube geführt werden können.
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Eine wesentliche Maßnahme zur Lösung der Aufgabe besteht in der Wahl eines besonderen Kunststoffes für die Montageplatte. Durch die Eigenschaft zur Ultraschall-Verschweißung kann die Zusammenfügung der Montageplatte mit der Abdeckkappe wasserdicht und schonend für die Elektronik-Platine erfolgen. Ein dipolfreier Kunststoff verhindert die Anregung von Dipolen und damit die Störung des Strahlungsfeldes des Antennenmoduls. Geeignete Kunststoffe sind Polycarbonate (PC) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), sowie Mischungen daraus, vorzugsweise PA6. Diese Kunststoffe sind thermoplastisch formbar, aber relativ teuer, so dass sie bisher für Montageplatten von Antennengehäusen nicht eingesetzt wurden. Erst die Schaffung einer universell verwendbaren Montageplatte rechtfertigt in wirtschaftlicher Hinsicht den Einsatz dieser Kunststoffe.
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Die Ausbildung der Oberfläche der Montageplatte mit einer umlaufenden Randnut ermöglicht das direkte Einsetzen und Verschweißen des Randes einer Abdeckkappe mit der Montageplatte. Die Verschweißung ist wasserdicht, so dass keinerlei weitere Abdichtung notwendig ist. Die Abdeckkappe kann flächenbündig zum Rand der Montageplatte ausgeführt werden.
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Vorzugsweise ist die Fläche der Montageplatte kreisförmig, so dass beim Einsetzen des Randes der Abdeckkappe in die Randnut keine spezielle rotatorische Ausrichtung notwendig ist.
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An den Rand der Umfangsfläche der Montageplatte kann eine in Richtung zur Unterseite v-förmig offene flexible Lippendichtung befestigt sein, die die Fläche der Unterseite der Montageplatte einschließt. Die Lippendichtung passt sich evtl. Unebenheiten des Montageortes beim Anziehen der Befestigungsschraube an, ohne dass die Unterseite der Montageplatte mit der Fläche des Montageortes in Berührung kommt. Die Lippendichtung wird vorzugsweise an die Umfangsfläche der Montageplatte angespritzt, so dass sie mit dieser eine Einheit bildet und das Eindringen von Wasser zur Unterseite der Montageplatte ausgeschlossen ist.
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Auf die Oberseite der Montageplatte werden vorzugsweise in einer regelmäßigen Verteilung eine Mehrzahl von Auflagebolzen mit einer die Auflage zentrierenden zylinderförmigen Spitze angeordnet. Das Muster der regelmäßigen Verteilung kann in eine Lochung in der Elektronik-Platine für das Antennenmodul übernommen werden, wobei der Durchmesser der Lochung an den Durchmesser der zylinderförmigen Spitze anzupassen ist. Durch Ultraschall-Einwirkung kann die Spitze dann die Lochung übergreifend als Niete in die Platine eingepresst werden. Die Fläche der Elektronik-Platine kann bei unterschiedlicher Ausgestaltung der Antennenmodule dem Abstand einer ausreichenden Anzahl von Auflagebolzen angepasst werden.
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Die Oberseite der Montageplatte kann um die zentrale Öffnung herum eine an den Umriss des Kopfes der Befestigungsschraube angepasste stegförmige Erhebung aufweisen, die vorzugsweise flächenbündig mit der Kopffläche der Befestigungsschraube abschließt. Auf diese Weise kann zusätzlich ein Klebering auf die Erhebung aufgelegt werden, der den Zwischenraum zwischen Kopf der Befestigungsschraube und Erhebung abdeckt. Das ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Kopf und der Schaft der Befestigungsschraube eine Hohlbohrung aufweisen, so dass ausschließlich über die Hohlbohrung eine Verbindung zum Außenraum besteht.
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Die Unterseite der Montageplatte wird vorzugsweise mit in einem wabenförmigen Muster angeordneten, im Querschnitt rechteckförmigen Verstärkungsstreben versehen, deren Höhe innerhalb des von der Lippendichtung umschlossenen Raumes liegt. Die Verstärkungsstreben verhindern eine Verformung der Fläche der Montageplatte beim zentralen Anziehen der Befestigungsschraube. Die Rechteckform des Querschnitts der Verstärkungsstreben ist vorteilhaft für den Auswurf aus einer Spritzgussform.
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Die Rechteckform ermöglicht außerdem die Einformung eines Spritzkanals in eine der vom Rand der Montageplatte bis zur zentralen Öffnung verlaufenden Verstärkungsstreben. Über diesen Spritzkanal kann bei Anformung der außen umlaufenden Lippendichtung ein flexibler Ringwulst um die zentrale Öffnung zur Durchführung des Schaftes der Befestigungsschraube herum geschaffen werden, der beim Anziehen der Befestigungsschraube zusätzlich eine Dichtung gegenüber einer äußeren Montagefläche erzeugt. Über eine durch die Montageplatte führende Durchgangsbohrung kann ein gleicher flexibler Ringwulst auch in der Lagerfläche des Kopfes der Befestigungsschraube erzeugt werden.
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Durch Zusammenfügen der Montageplatte, der Elektronik-Platine und einer Abdeckkappe aus demselben Grund-Material wie die Montageplatte entsteht nach Ultraschall-Verschweißung ein geschlossenes Antennengehäuse, das keine Störungen auf das Strahlungsfeld eines Antennenmoduls ausübt, vibrationssicher ist und bis auf die Durchgangsbohrung für den Schaft einer Befestigungsschraube keine Öffnung zum Außenraum aufweist.
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Wenn die Befestigungsschraube mit einer durchgehenden Hohlbohrung versehen ist, können über diese vorzugsweise an der Unterseite der Elektronik-Platine befestigte Verbindungsleitungen zum Antennenmodul aus dem Antennengehäuse heraus in das Innere eines Antennenträgers, vorzugsweise eines Fahrzeugs, geführt werden. Zur Zug- und Knick-Entlastung der Verbindungsleitungen ist es zweckmäßig, zwischen Unterseite der Elektronik-Platine und Kopf der Befestigungsschraube zwei Kleberinge ortsfest einzufügen, die die Verbindungsleitungen einspannen.
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In der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel für die Montageplatte und ein Antennengehäuse schematisch dargestellt und werden nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen
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1 eine Aufsicht auf die Oberseite der Montageplatte,
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1a–c Details der Montageplatte im Querschnitt,
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2 eine perspektivische Ansicht der Oberseite der Montageplatte,
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3 eine Aufsicht auf die Unterseite der Montageplatte,
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4 eine perspektivische Ansicht der Unterseite der Montageplatte,
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5 eine perspektivische Ansicht der Unterseite der Abdeckkappe,
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5a ein Detail des Randes der Abdeckkappe im Querschnitt,
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6 ein Antennengehäuse in Explosionsdarstellung und
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6a ein Antennengehäuse im Querschnitt.
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1 zeigt eine Aufsicht auf die Oberseite 1 der Montageplatte 2. Die Montageplatte 2 enthält eine zentrale Öffnung 3 mit Lagerfläche 4 für den Kopf und Durchgangsbohrung 5 für den Schaft einer hier nicht weiter dargestellten Befestigungsschraube. Zur Verdrehsicherung des Kopfes einer Befestigungsschraube ist die kreisförmige Öffnung 3 bis zur Lagerfläche 4 mit einem geraden Sehnenabschnitt versehen. Die Fläche der Montageplatte 2 ist kreisförmig.
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In die Oberseite 1 der Montageplatte 2 ist eine im Detail der 1a deutlich dargestellte umlaufende Randnut 6 eingearbeitet. In die Randnut 6 kann eine aus 5a zu entnehmender, im Querschnitt prismatischen Spitze 19 des Randes 7 einer Abdeckkappe 8 eingesetzt und durch Ultraschall mit der Randnut 6 verschweißt werden. Der Innenrand 9 der Randnut 6 ist gegenüber der Oberseite 1 der Montageplatte 2 höhergezogen, um den Rand der Abdeckkappe 8 beim Aufsetzen auf die Montageplatte 2 zu zentrieren.
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An die Umfangsfläche 10 (1a) der Montageplatte 2 ist eine zur Unterseite v-förmig offene und flexible Lippendichtung 11 (1b) formschlüssig angespritzt. Die Höhe der Lippendichtung 11 ist so gewählt, dass alle Strukturelemente an der Unterseite der Montageplatte 2 eingeschlossen werden.
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Auf der Oberseite 1 der Montageplatte 2 sind in regelmäßiger Verteilung eine Mehrzahl von Auflagebolzen 12 mit einer die Auflage zentrierenden zylinderförmigen Spitze 13 angeordnet. Aus dem in 1c dargestellten Detail ist zu entnehmen, dass der Auflagebolzen 12 konisch geformt und von unter her hohl ist. Das erleichtert den Auswurf aus einer Spritzform. Die Spitze 13 bildet bei Ultraschall-Verschweißung einen Nietkopf zur Befestigung einer Elektronik-Platine 14 auf dem Auflagebolzen 12.
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Um die Auflagefläche 4 in der zentralen Öffnung 3 herum ist eine stegförmige Erhebung 15 vorgesehen. Die Höhe der stegförmigen Erhebung 15 ist so gewählt, dass sie mit der Oberfläche des Kopfes einer nicht dargestellten Befestigungsschraube abschließt.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Oberseite 1 der Montageplatte 2 mit den zuvor beschriebenen Elementen. Die Verteilung der Auflagebolzen 12 ist so gewählt, dass für unterschiedlich große Flächen üblicher Elektronik-Platinen 14 immer eine ausreichende Anzahl von Auflagebolzen 12 zur Verfügung steht. Das Material ist aus Festigkeitsgründen zusätzlich durch Glasfasern verstärkt.
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3 zeigt eine Aufsicht auf die Unterseite 16 der Montageplatte 2. In der Unterseite 16 sind die Öffnungen für den in 1c dargestellten Hohlkonus der Auflagebolzen 12 zu erkennen. Außerdem ist die Unterseite 16 mit in einem wabenförmigen Muster angeordneten, im Querschnitt rechteckförmigen Verstärkungsstreben 17 versehen.
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Eine der Verbindungsstreben 17 ist mit einem vom Rand der Montageplatte 2 her offenen und bis zu einem um die Durchgangsbohrung 5 herumführenden Spritzkanal 18 versehen. Über den Spritzkanal 18 kann um die Durchgangsbohrung 5 herum ein flexibler Ringwulst 23 erzeugt werden. Über Durchgangbohrungen zur Lagerfläche 4 kann auch um diese herum ein gleichartiger flexibler Ringwulst 23 erzeugt werden, der als Dichtung für den Kopf der Befestigungsschraube 20 gegenüber der Lagerfläche 4 dient. Die Eingangsöffnung des Spritzkanals 18 wird durch die ebenfalls angespritzte Lippendichtung 11 abgeschlossen.
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Die in 4 dargestellte perspektivische Ansicht der Unterseite 16 der Montageplatte 2 zeigt die Verteilung und Höhe der Verstärkungsstreben 17 an der Unterseite 16 der Montageplatte 2. Die der Durchgangsbohrung 5 nächst liegenden Öffnungen für die Auflagebolzen 12 liegen in Kreuzungspunkten der Verstärkungsstreben 17 und vergrößern damit die Verstärkungsfläche. Die Fläche der Unterseite 16 ist von einer das Wabenmuster der Verstärkungsstreben 17 umschließenden Ringerhebung gleicher Höhe wie die Verstärkungsstreben 17 umgeben.
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Die in 5 dargestellte perspektivische Ansicht der Unterseite der Abdeckkappe 8 zeigt deren Glockenform. Die Höhe der Glocke ist an den abzudeckenden Aufbau eines auf der Elektronik-Platine 14 angeordneten Antennenmoduls anzupassen. Der Detailquerschnitt in 5a zeigt die prismenförmige Spitze 19 am Rand 7 der Abdeckkappe 8. Durch Ultraschall-Einwirkung auf die Abdeckkappe 8 wird diese Spitze 19 mit der Randnut 6 verschweißt. Der Rand 7 der Abdeckkappe 8 ist so geformt, dass er nach der Verschweißung flächenbündig zur Außenfläche der Lippendichtung 11 ausläuft. Beim Material der Abdeckkappe 8 wird auf den Einsatz einer Glasfaser-Verstärkung verzichtet, da die Glasfasern nicht homogen im Grundmaterial PA6 verteilt werden können und damit undefinierte, bzw. ungewollte Frequenzverschiebungen der Antennenstrahlung herbeiführen können.
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6 zeigt ein aus den vorbeschriebenen Teilen zusammengesetztes Antennengehäuse in Explosionsdarstellung und in 6a im Querschnitt. In die Öffnung 3 wird eine Befestigungsschraube 20 mit Hohlbohrung eingesetzt. Der Kopf der Befestigungsschraube 20 ist mit einer an das Sehnenelement in der Öffnung 3 angepassten Abflachung zur verdrehsicheren Einlage versehen. Zwischen der Unterseite der Elektronik-Platine 14 und dem Kopf der Befestigungsschraube 20 sind Kleberinge 21 eingefügt, zwischen denen Verbindungsleitungen 22 von und zur Elektronik-Platine 14 hin zur Zug- und/oder Bruchsicherung eingespannt werden (6a). Die Befestigungsschraube 20 wird vorzugsweise aus demselben Grundmaterial wie die Montageplatte 2 und die Abdeckkappe 8 gefertigt, wobei jedoch aus Festigkeitsgründen eine Glasfaserverstärkung vorzusehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Oberseite Montageplatte
- 2
- Montageplatte
- 3
- Zentrale Öffnung
- 4
- Lagerfläche Kopf Befestigungsschraube
- 5
- Durchgangsbohrung
- 6
- Randnut
- 7
- Rand Abdeckkappe
- 8
- Abdeckkappe
- 9
- Innenrand Randnut
- 10
- Umfangsfläche Montageplatte
- 11
- Lippendichtung
- 12
- Auflagebolzen
- 13
- Zylinderförmige Spitze
- 14
- Elektronik-Platine
- 15
- Stegförmige Erhebung
- 16
- Unterseite Montageplatte
- 17
- Verstärkungsstreben
- 18
- Spritzkanal
- 19
- Prismenförmige Spitze
- 20
- Befestigungsschraube
- 21
- Kleberinge
- 22
- Verbindungsleitung
- 23
- Ringwulst
