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Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement und eine Verliersicherung, die beide zusammen in einer Anordnung bestehend aus zwei Gehäusen in einer Schnittstelle zu einem Kraftfahrzeug montiert werden können. Die Anordnung kann dabei ein Gehäuse für eine Antenne und ein Gehäuse für ein Elektronikmodul umfassen. Als eine Schnittstelle zum Kraftfahrzeug kann ein beschichtetes Blech, das beispielsweise mit einem Lack, Fett oder Gummi beschichtet ist, dienen. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, das diese Anordnung aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Herstellen einer Schraubenverbindung einen elektrischen Kontakt herzustellen, ohne dabei eine Verformung des Blechs zu verursachen, und eine Schraubenverbindung zwischen einem Elektronikmodulgehäuse und einer Dachantenne durch das beschichtete Blech eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Durch die Erfindung ist ein Kontaktelement bereitgestellt, um ein Gehäuse einer Dachantenne zusammen mit einem Elektronikmodulgehäuse an einem Blech eines Kraftfahrzeugs zu montieren. Dabei wird das Elektronikmodulgehäuse von unten vom Innenraum eines Kraftfahrzeugs aus an das Blech des Daches geschraubt, sodass die Herstellung der Schraubverbindung mit dem Gehäuse der Dachantenne auf der Außenseite des Blechs vom Innenraum (über dem Kopf des Monteurs) erfolgt. Dabei stellt das besagte Kontaktelement einen elektrischen Kontakt zwischen dem Elektronikmodulgehäuse und Blech bereit und sorgt aber für eine Begrenzung der Kontaktkraft zwischen dem Kontaktelement und dem Blech auf eine Grenzkraft (Grenzkraftwert) im Bezug zur eingebrachten Schraubenverbindungsvorspannkraft. Wird also beim Anziehen der Schraube ein derart großes Drehmoment aufgebracht, dass die Schraubenverbindungsvorspannkraft den Wert der Grenzkraft überschreitet, so wirkt dieser überschüssige Kraftanteil nicht auf Kontaktelement ein.
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Das Kontaktelement weist dazu einen flachen Ringbereich mit einer Anlagefläche zum Anlegen an das Blech und mit Durchgangsöffnungen zum Durchleiten eines Anteils einer Schraubenverbindungsvorspannkraft sowie einen Abschnitt mit einer Öffnung für eine Schraube im Zentrum der Anlagefläche auf, wobei der Abschnitt auf einer der Anlagefläche gegenüberliegenden Seite des Ringbereichs an einer Unterseite des Ringbereichs einen Hülsenfortsatz zum Durchführen der Schraube ausbildet. Der Abschnitt kann dabei rohrförmig oder hülsenförmig ausgebildet sein.
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Die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche werden in der Figurenbeschreibung genauer erläutert.
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Der beschriebene Hülsenfortsatz weist auf seiner äußeren Mantelfläche eine Ausbuchtung zur Lagekontrolle beim Einbringen des Kontaktelements in eine Senke des Elektronikmodulgehäuses auf. Auf seiner Innenseite weist der Hülsenfortsatz eine Ausbuchtung auf, um eine Verliersicherung mittels einer Schnappverbindung zu halten. Eine solche Verliersicherung kann die besage Schraube im Hülsenfortsatz gegen Herausfallen sichern.
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Die Erfindung sieht vor, dass das Kontaktelement, um einen elektrischen Massekontakt zwischen dem Elektronikmodulgehäuse und dem Blech herzustellen, eine oder mehrere Dorne oder Kontaktzähne aufweist, die über eine Ebene der besagten Anlagefläche herausragen, wobei die Kontaktzähne auf der Seite oberhalb der Anlagefläche eine oder mehrere Schichten der Beschichtung des Blechs für das Herstellen des Massekontaktes durchdringen. Die beim Anziehen der Schraub von dem Blech auf jeden Kontaktzahn wirkende Kraft ist die besagte Kontaktkraft. Die Form der Kontaktzähne kann an eine Beschaffenheit der zu durchdringenden Schicht angepasst sein, sodass der jeweilige Kontaktzahn zumindest bei Erreichen der besagten Grenzkraft (oder schon bei einer geringeren Kontaktkraft) durchdringt und durch die Schicht hindurch zu dem Blech vordringt. Als geeignete Formen haben sich beispielsweise erwiesen: eine Spitze (z.B. zum Durchdringen von Lack), eine Wölbung (z.B. zum Durchquetschen einer Gummibeschichtung), eine Quaderform (z.B. zum Durchdringen einer Fettschicht).
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Durch das Einbringen des Kontaktelements in die Schraubverbindung ergibt sich dabei der Vorteil, dass ein Massekontakt für ein Elektronikmodul des Elektronikmodulgehäuses ohne Verformung des Dachblechs mittels der besagten Begrenzung der Kontaktkraft auf den Wert der Grenzkraft durch das Kontaktelement hergestellt werden kann, indem die Kontaktzähne beim Anziehen der Schraubverbindung zwar punktuell durch die zumindest eine Schicht und auf das Bleck gedrückt werden, bis das Elektronikmodul über das Kontaktelement direkt mit dem Blech des Daches elektrisch verbunden ist, dann aber ein darüber hinausgehender Anteil der Schraubenverbindungsvorspannkraft durch die Durchgangsöffnungen des Ringbereichs hindurch an dem zumindest einen Kontaktzahn vorbei geleitet werden kann, zum Beispiel auf in den Durchgangsöffnungen angeordnete Noppen des Elektronikmodulgehäuses. Die zumindest eine zu durchdringende Schicht auf dem Blech kann zumindest eine Lack-, eine Pulver-, eine Gummi- oder eine Fettschicht sein.
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Durch die Erfindung ist auch die besagte Verliersicherung zur verliersicheren Vormontage einer Schraube in einer Durchgangsöffnung eines Elektronikmodulgehäuses bereitgestellt. Dabei ist die Verliersicherung rohrförmig, in der Form korrespondierend zu dem Hülsenfortsatz einer Ausführungsform des beschriebenen Kontaktelements und in eine Öffnung auf der (bei der Montage am Dachblech nach unten weisenden) Unterseite des Hülsenfortsatzes steckbar ausgebildet. Die Verliersicherung weist dabei auf ihrer Außenseite Ausbuchtungen auf, die in der Form korrespondierend zu den Ausbuchtungen des Hülsenfortsatzes des Kontaktelements sind und federnd in den Hülsenfortsatzgesteckt werden können, sodass im gesteckten Zustand die Verliersicherung mit dem Hülsenfortsatz des Kontaktelements bündig in einer Schnappverbindung gehalten ist.
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Für die verliersichere Vormontage weist die Verliersicherung auf der Innenseite zumindest einen Schnapphaken zum Halten einer Schraube auf, sodass die Schraube bei der Vormontage gegen ein Herausfallen entgegen einer Schraubrichtung gesichert ist. Die Verliersicherung weist zusätzlich zumindest einen äußeren Verrastclip zum Verrasten der Verliersicherung im Elektronikmodulgehäuse in einer analogen Verrastverbindung auf, um eine Bewegung der Verliersicherung selbst in die Schraubrichtung zu blockieren.
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Durch die Verliersicherung ergibt sich der Vorteil, dass eine Vormontage der Schraube durch die Verbindung aus Kontaktelement und Verliersicherung in der Schraubensenke des Elektronikmodulgehäuses ermöglicht wird, sodass eine Verliersicherung der Schraube bei der Vormontage bereitgestellt ist und die vormontierte Schraube in einem Winkel zu der Schraubrichtung zur Erhöhung der Montagefreundlichkeit gehalten werden kann. Zusätzlich weist die Verliersicherung auf der äußeren Mantelfläche zumindest einen Verrastclip auf, der in einer analogen Verrastverbindung in der Schraubenöffnung des Elektronikmodulgehäuses verrastet, sodass die Verliersicherung bei Einführen einer Schraube nicht von der Schraube aus der Schraubenöffnung des Elektronikmodulgehäuses gedrückt wird oder entgegen der Einführrichtung der Schraube aus der Schraubenöffnung fallen kann.
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Durch die Erfindung ist zudem die eigentliche komplette Anordnung aufweisend das besagte Kontaktelement, die besagte Verliersicherung, ein Blech mit zumindest einer Schicht, wie beispielsweise eine Lack-, Pulver-, Gummi- oder Fettschicht, ein Gehäuse einer Dachantenne und ein Elektronikmodulgehäuse für die Dachantenne vorgesehen. Dabei ist das Gehäuse der Dachantenne auf einer Außenseite des Blechs, das Elektronikmodulgehäuse auf einer Innenseite des Blechs um zumindest eine Durchgangsöffnung in dem mit zumindest einer Lackschicht lackierten Blech angeordnet. Auf der Außenseite des Blechs liegt das Gehäuse der Dachantenne mit zumindest einer Buchse mit Innengewinde über den Anlagerand der Buchse auf der äußeren Schicht des Blechs an.
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In der Anordnung ist das Gehäuse auf einer Außenseite des Blechs, das Elektronikmodulgehäuse auf einer Innenseite des Blechs und jeweils zumindest eine Durchgangsöffnung in dem mit zumindest einer Lackschicht lackierten Blech angeordnet. Auf der Außenseite des Blechs ist das Gehäuse der Dachantenne mit zumindest einer Buchse mit einem Innengewinde versehen und über einen nach außenstehenden Anlagerand an dem Blech anliegend. Dabei nimmt die Buchse ein Gewindeende der Schraube auf. Durch Drehen der Schraube in dem Innengewinde der Buchse entsteht eine Vorspannkraft.
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Das Elektronikmodulgehäuse liegt mit zumindest einer Schraubensenke auf der Innenseite des Blechs jeweils gegenüber der Durchgangsöffnung im Blech an der Lackschicht an. Dabei weist das Elektronikmodulgehäuse zumindest eine Schraubensenke auf, die eine durch das Elektronikmodulgehäuse durchgehende Schraubenöffnung umfasst und eine Schraube aufnimmt, die das Elektronikmodulgehäuse und das Blech an der jeweiligen Durchgangsöffnung durchdringt und in das Innengewinde der jeweiligen Buchse des Gehäuses der Dachantenne geschraubt wird. Über die Schraube sind das Elektronikmodulgehäuse und das Gehäuse der Dachantenne auf der Außenseite des Blechs durch das Blech hindurch miteinander verbunden.
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Das Elektronikmodulgehäuse weist um die Schraubensenke herum zumindest eine Gegenlage auf, die als zumindest eine Noppe ausgebildet ist und die sich innerhalb der Fläche auf der Innenseite des Blechs, die der Anlagerand der jeweiligen Buchse auf der Außenseite des Blechs abdeckt, befindet. Dabei liegen die Gegenlage und der Anlagerand der Buchse einander gegenüber. Das Elektronikmodulgehäuse weist um die Schraubensenke herum zusätzlich eine Schräge auf. Die Schraubensenke nimmt mittels einer dem Kontaktelement in der Form korrespondierenden Ausbuchtung in der Schraubenöffnung des Elektronikmodulgehäuses das Kontaktelement mit der Verliersicherung auf. Dabei wird die Verliersicherung mittels des äußeren Verrastclips in einer analogen Verrastverbindung in der Schraubenöffnung des Elektronikmodulgehäuses verrastet.
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Durch das Anziehen der Schraube im Innengewinde der Buchse mit der oben beschriebenen Vorspannkraft drückt die Buchse mit ihrem Anlagerand gegen das Blech auf der Außenseite auf den Rand der jeweiligen Durchgangsöffnung, wobei die der jeweiligen Buchse gegenüberliegenden Gegenlagen des Elektronikmodulgehäuses auf der Innenseite des Blechs einen Gegendruck zur Buchse erzeugen ohne dabei eine Verspannvorrichtung zwischen dem Anlagerand der Buchse und den Gegenlagen des Elektronikmodulgehäuses zu bilden, die das Blech verbiegen kann.
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Diese Verbiegeschutzkonstellation besteht dabei aus den Gegenlagen auf der Innenseite des Blechs und dem Anlagerand der Buchse auf der Außenseite des Blechs. Das Kontaktelement befindet sich mit seiner Anlagefläche, die sich um die Gegenlagen des Elektronikmodulgehäuses und um die Öffnung der Schraube herum erstreckt, zwischen dem Gehäuse um dem Blech. Wenn die jeweilige Buchse auf der Außenseite des Blechs durch dieses hindurch gegen die Kontaktzähne des Kontaktelements mit der Vorspannkraft der Schraube drückt, wird der Ringbereich des Kontaktelements aufgrund der auf die Kontaktzähne wirkenden Vorspannkraft, die über die Grenzkraft, ab der eine Materialdeformation des Kontaktelements beginnt, hinaus geht, im Bereich um jeweiligen Gegenlage herum gegen die Schräge der Senke im Elektronikmodulgehäuse gedrückt und damit die Kontaktkraft, die durch die Vorspannkraft auf die Kontaktzähne wirkt, auf die besagte Grenzkraft beschränkt. Die über die Grenzkraft hinausgehende Vorspannkraft wird dann von dem Anlagerand der Buchse und den Noppen des Elektronikmodulgehäuses aufgenommen.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Kontaktkraft der Kontaktzähne des Kontaktelements aus der Vorspannkraft der Schraubverbindung durch die Deformation des Ringbereichs des Kontaktelements auf eine Grenzkraft, ab der eine Materialdeformation des Kontaktelements beginnt, begrenzt wird. Dadurch können bei der Montage ein ungewünschter Blech- oder Lackschaden als einen über die Einstichstellen der Kontaktzähne des Kontaktelements hinausgehenden Schaden oder eine Verformung des Blechs vermieden werden. Ferner kann die Schraube an die Anordnung verliersicher zur Vormontage im Elektronikmodulgehäuse angebracht werden.
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Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass bei einer Krafteinwirkung auf den Ringbereich, die eine Grenzkraft überschreitet, sich der Ringbereich verformt. Mit anderen Worten, wenn die besagten Kontaktzähne mit einer Kontaktkraft gegen das besagte Blech gedrückt werden, die eine Grenzkraft überschreitet, so kann der Ringbereich von der Kontaktkraft, die über die Grenzkraft hinausgeht, verformt werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil. dass die Verformung des Ringbereichs eine Begrenzung der Kontaktkraft der Kontaktzähne auf die Grenzkraft bewirkt und die Zähne nicht mit einer größeren Kraft als die Grenzkraft das Blech kontaktieren.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass bei der Krafteinwirkung auf den Ringbereich in Höhe der Grenzkraft, die Kontaktzähne ein oder mehrere Schichten des Blechs durchdringen und einen Massekontakt zum Blech herstellen. Mit anderen Worten, wenn die Kontaktzähne mit der Kontaktkraft in Höhe der Grenzkraft die äußere Schicht, wie beispielsweise eine Lackschicht, kontaktieren, so durchdringen sie die zumindest eine Schicht, sodass die Kontaktzähne das Blech kontaktieren und einen Massekontakt herstellen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Kontaktzähne mit der Grenzkraft die zumindest eine Schicht des Blechs durchdringen und das Blech berühren, sodass ein Massekontakt hergestellt ist.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Anlagefläche um die Öffnung herum zumindest eine Durchgangsöffnung und/oder zumindest einen Aufnahmebereich zum Hindurchführen einer Noppe aufweist, sodass eine Noppe des Elektronikmodulgehäuses in der Form korrespondierend durch die Durchgangsöffnung oder den Aufnahmebereich hindurchgeführt werden kann und an der Lackschicht des Blechs im montierten Zustand anliegt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Kontaktelement beim Anlegen einer Vorspannkraft von den Noppen gehalten wird. Durch das Halten des Kontaktelements kann dabei eine Federwirkung bewirkt werden. Bei einer Erhöhung der Vorspannkraft kann auch eine Materialdeformation bewirkt werden, die auch eine Federwirkung aufweisen kann.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Noppe durch die Durchgangsöffnung gedrückt wird, sodass die Anlagefläche des Kontaktelements auf einer Grundfläche des Elektronikmodulgehäuses der Noppe aufliegt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Noppe eine Gegenlage zu dem Anlagerand der Buchse eines Gehäuses einer Dachantenne bildet. Die Noppe und der Anlagerand der Buchse bilden damit eine feste Verspannvorrichtung, die das Blech nicht verformt. Das Kontaktelement liegt dabei um diese Verspannvorrichtung an.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Kontaktelement eine oder mehrere Kontaktzähne aufweist, die in die Durchgangsöffnung des Kontaktelements hineinragen, sodass sie im montierten Zustand von der in der Durchgangsöffnung angeordneten Noppe seitlich gestützt werden, sodass sie sich bei Anwenden einer Vorspannkraft nicht verbiegen. Mit anderen Worten, das Kontaktelement weist spitz zulaufende Kontaktzähne auf, die dazu dienen, dass bei Anwenden der Vorspannkraft die Kontaktzähne zumindest eine Lackschicht durchstechen und die Kontaktzähne das Blech direkt berühren, sodass ein Massekontakt zwischen dem Elektronikmodul und dem Blech hergestellt werden kann. Damit die Kontaktzähne bei Anwenden der Vorspannkraft nicht nach außen verbogen werden, werden sie von einer ihnen in der Durchgangsöffnung gegenüber angeordneten Noppe seitlich gestützt. Die Noppe kann dabei auch eine entsprechende Aussparung zur Stütze der Kontaktzähne nach außen aufweisen. Durch die Noppe wird der Kontaktzahn derart gestützt, dass sie bei Anwenden der Vorspannkraft nicht nach außen verbogen werden kann. Somit dringt der Kontaktzahn mit der Vorspannkraft in die zumindest eine Lackschicht ein, um einen Massekontakt zum Blech herzustellen.
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Eine Ausführungsform sieht ein Kontaktelement vor, wobei der Ringbereich in Verbindung mit der zumindest einer Noppe und einer Schräge um einer Schraubensenke herum, auf die das Kontaktelement gesetzt wird, eine federnde Wirkung über die Schräge aufweist. Mit anderen Worten, wenn das Kontaktelement auf die Schraubensenke gesetzt wird, sodass es auf der Grundfläche um die Senke, beispielsweise durch eine V-Senke, herum aufliegt, entsteht zwischen der Schraubenöffnung und dem Kontaktelement ein Zwischenraum. Der zwischen der Schräge und dem Ringbereich des Kontaktelements vorhandene Zwischenraum ist dabei ein Federweg, um das sich das Kontaktelement bei Anwenden der Vorspannkraft verbiegen kann. Alternativ kann der Ringbereich des Kontaktelements entsprechend geformt sein, sodass zwischen dem Ringbereich und der Schräge ein Zwischenraum entsteht, der als Federweg dient. Durch das Verbiegen wird dadurch eine federnde Wirkung über die Schräge bewirkt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Vorspannkraft nicht unmittelbar am Blech anliegen und das Blech dabei verformen kann. Bei Erreichen der maximalen Einfederung drücken die Gegenlagen über das Blech auf den Rand der Buchse. Dadurch wird die Kontaktkraft begrenzt und das darüber hinaus eingesetzte Anzugsmoment erwirkt einen direkten Kraftfluss über die Gegenlagen. Die Noppen nehmen daher die restliche Vorspannkraft über die Grenzkraft hinaus auf, sobald die Kontaktzähne, in die zumindest eine Schicht auf dem Blech eingedrungen sind. Die Gegenlagen sind einerseits die Anlagefläche des Muttergewindes. Die restliche Vorspannkraft, die über die Grenzkraft hinausgeht, wird von der Anlagefläche des Muttergewindes und den Noppen aufgenommen, sodass die Noppen und die Anlagefläche des Muttergewindes am Blech blocken.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Kontaktelement aus Blech und/oder aus einer metallischen Materialzusammensetzung besteht. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass durch das Verwenden eines Blechs und/oder einer metallischen Materialzusammensetzung die entsprechenden Eigenschaften des Kontaktelements realisiert werden können. Beispielsweise ist ein Blech biegbar, sodass dadurch über die Biegbarkeit eine federnde Wirkung resultiert.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Ringbereich des Kontaktelements durch seine Materialeigenschaften und Formeigenschaften eine federnde Wirkung aufweist. Mit anderen Worten, das Kontaktelement liegt mit seinem Ringbereich über der V-Senke einer Schraubensenke auf. Zwischen der V-Senke, der Schräge und dem Ringbereich des Kontaktelements besteht damit ein Zwischenraum. Bei Anliegen der Vorspannkraft wird dabei der Ringbereich in die V-Senke der Schraubensenke hineingedrückt. Durch die Deformation des Ringbereichs entsteht dadurch eine federnde Wirkung, die bewirkt, dass die Vorspannkraft nicht direkt am Blech des Kraftfahrzeugdachs anliegt und dabei das Blech beschädigen kann.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Kontaktelement eine Anlagefläche aufweist, und die Anlagefläche einen Druck, der durch eine Vorspannkraft der Schraube entsteht, auf das Blech verteilt. Mit anderen Worten, wenn die Schraube angezogen wird, wird der Druck, der durch die Vorspannkraft der Schraube entsteht und auf das Blech wirkt, durch die Anlagefläche entsprechend um die Schraube herum verteilt. Damit können Brüche im Material des Blechs vermieden werden.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Kontaktzähne des Kontaktelements in einer Schraubrichtung auf dem Hülsenfortsatz angebracht sind, sodass eine Kraftwirkung an den Kontaktzähnen um Durchstechen zumindest einer Lackschicht entsteht. Die auf die Kontaktzähne wirkende Kontaktkraft durch die Vorspannkraft der Schraube wird dabei nicht höher als die Grenzkraft. Mit anderen Worten sind die Kontaktzähne derart auf dem Kontaktelement angeordnet, dass sie unmittelbar an der Schraube benachbart sind und damit in Richtung der Vorspannkraft der Schraube ragen. Durch die Stütze an einer Noppe kann dabei verhindert werden, dass die Kontaktzähne bei anliegender Vorspannkraft nach außen verbogen werden.
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Eine Ausführungsform sieht ein mit zumindest einer Schicht beschichtetes Blech vor, wobei die Schicht, die das Blech bedeckt, in der bereits beschriebenen Weise eine Lack-, eine Pulver-, eine Gummi- oder eine Fettschicht und/oder eine Isolations- oder Korrosionsschutzschicht sein kann.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Hülsenfortsatz des Kontaktelements zumindest eine Bohrung zur Aufnahme für eine Verliersicherung mittels einer Schnappverbindung aufweist. Mit anderen Worten, der Hülsenfortsatz des Kontaktelements weist zumindest eine Bohrung auf, in die ein zu der Form korrespondierendes Element der Verliersicherung mittels einer Schnappverbindung einrasten kann. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Kontaktelement und die Verliersicherung mit einer mechanischen Verbindung fest verbunden werden können.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Verliersicherung die Schraube bezüglich eines Winkels zu einer für die Montage vorgesehene Lage der Schraube ausgleicht und die Schraube in die für die Montage vorgesehene Lage führt. Mit anderen Worten, durch die Verliersicherung wird eine Schraubenführung zur Verfügung gestellt, die die Schraube bei der Montage zu der entsprechenden Gewinderichtung führt, die zwischen der tatsächlichen Einführungslage der Schraube während der Montage und der Lage der Schraube, wenn sie im Innengewinde eingeschraubt ist, ausgleicht. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass durch die Verliersicherung die Vormontage der Schraube erleichtert wird, wenn beispielsweise die Schraube schief in die Schraubendurchführung eingeführt wird.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Verliersicherung auf seiner Außenseite Schnapphaken aufweist, die in der in der Form korrespondierend zu zumindest einer Bohrung des Hülsenfortsatzes des Kontaktelements sind, sodass das Kontaktelement federnd in den Hülsenfortsatz steckbar ist. Mit anderen Worten, die Verliersicherung weist den Bohrungen des Kontaktelements jeweils in der Form entsprechende, korrespondierende Schnapphaken auf, die in den Bohrungen im Hülsenfortsatz des Kontaktelements einrasten, sodass die Verliersicherung mechanisch fest mit dem Kontaktelement verbunden werden kann.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Verliersicherung eine Materialzusammensetzung aus Kunststoff umfasst. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine federnde Verbindung der Schnapphaken und der Verrastclips durch die dem Kunststoff inhärenten Materialeigenschaften bewirkt werden kann. So kann die Materialzusammensetzung der Verliersicherung derart ausgestaltet sein, sodass das Material der Verliersicherung beim Stecken des Rückhaltelements in das Kontaktelement gegenüber dem Material des Kontaktelements entsprechend nachgibt. Ferner ergeben sich durch die Verwendung von Kunststoff auch betriebswirtschaftliche Vorteile in der Fertigung. Ferner ist es auch möglich, dass die Verliersicherung aus einem Blech oder einer anderen metallischen Materialzusammensetzung bestehen kann.
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Eine Ausführungsform sieht eine Anordnung vor, wobei die Kontaktzähne des Kontaktelements die Lackschicht bei Anwenden einer Kontaktkraft in Höhe der Grenzkraft aufgrund einer Vorspannkraft durchdringen und einen Massekontakt zum Blech herstellen. Das Elektronikmodul benötigt wegen seiner elektrischen Eigenschaften eine direkte Masseverbindung zum Blech ohne dass dabei eine Lackschicht dazwischen geschaltet ist. Die Masseverbindung wird mittels eines metallischen Kontakts direkt zum Dachblech über die die Kontaktzähne in der Anordnung realisiert. Dabei beschädigen die Kontaktzähne den Lack nicht, da sie den Lack mittels Durchstechen durchdringen und nicht in einer parallelen Richtung zur Lackoberfläche durch das Schrauben bewegt werden, was Kratzer verursachen kann. Mit anderen Worten durchdringen die Kontaktzähne die Lackschichten mit einer Kontaktkraft in Höhe der Grenzkraft, ohne dabei den Lack ungewollt zu beschädigen.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass bei der Krafteinwirkung auf den Ringbereich in Höhe der Grenzkraft, die Kontaktzähne ein oder mehrere Schichten des Blechs durchdringen und einen Massekontakt zum Blech herstellen. Mit anderen Worten, wenn die Kontaktkraft, mit der die Kontaktzähne die äußerste Schicht von der zumindest einen Schicht des Blech kontaktieren, in Höhe der Grenzkraft ist, so durchdringen die Kontaktzähne die zumindest eine Schicht, sodass sie das Blech berühren.
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Eine Ausführungsform sieht eine Dachantenne und ein Elektronikmodulgehäuse mit einem Steuerkreis (Antennenelektronik) vor, die an einem Blech eines Daches eines Kraftfahrzeuges mit einer oben beschriebenen Anordnung oder einem Antennenmodul befestigt sind.
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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 Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Dachantenne und eines Elektronikmoduls, die an einem Dachblech befestigt sind. Dabei wird die Dachantenne beispielsweise in Form einer Haifischflosse mittels einer Schraubverbindung mit dem Elektronikmodul an dem Dach des Kraftfahrzeugs befestigt;
- 2 das Kontaktelement in einer ersten Ausführungsform;
- 3 das Kontaktelement in einer zweiten Ausführungsform;
- 4 das Kontaktelement in einer dritten Ausführungsform;
- 5 eine schematische Darstellung des Kontaktelements und der Verliersicherung, die getrennt voneinander sind;
- 6 wie das Kontaktelement in der ersten Ausführungsform verbunden mit der Verliersicherung in einer Schraubensenke eines Elektronikmodulgehäuses eingefügt wird;
- 7 einen Querschnitt der Schraubanordnung entlang der Achse B-B entlang der Verrastclips;
- 8 einen Querschnitt der Schraubanordnung entlang der Achse A-A entlang der Kontaktzähne des Kontaktelements.
- 9 eine Zoomansicht des Querschnitts entlang der Achse A-A in Bezug auf die Schräge der Schraubensenke vor dem Anschrauben;
- 10 eine Zoomansicht des Querschnitts entlang der Achse A-A in Bezug auf die Schräge der Schraubensenke nach dem Anschrauben mit einer Grenzkraft;
- 11 eine Zoomansicht des Querschnitts entlang der Achse A-A in Bezug auf die Schräge der Schraubensenke nach dem Anschrauben mit einer Vorspannkraft.
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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 bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt beispielhaft ein Kraftfahrzeug, auf dem eine Dachantenne beispielsweise in Form einer Haifischflosse montiert wird. Ein Einsatz kann auch in einem anderen Bereich erfolgen. Das Kraftfahrzeug weist dabei ein Dach auf, welches aus einem Blech 2 besteht. Das Gehäuse 1 der Dachantenne wird mit dem Elektronikmodulgehäuse 3 eines Elektronikmoduls in dem Blech 2 des Dachs des Kraftfahrzeugs verschraubt. Zusätzlich ist ein Querschnitt der Anordnung des Gehäuses 1 der Dachantenne, des Blechs 2 und des Elektronikmodulgehäuses 3 dargestellt.
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Das Elektronikmodulgehäuse 3 und das Gehäuse 1 der Dachantenne sind dabei über eine Schraubverbindung, die eingekreist dargestellt ist, miteinander verbunden. Dabei ist das Blech 2 mit zumindest einer Lackschicht jeweils auf der Seite des Gehäuses der Dachantenne und des Elektronikmodulgehäuses 3 lackiert. Die Schraube wird von der Innenseite des Blechs 2, also im Innenraum des Kraftfahrzeugs, von der Seite des Elektronikmodulgehäuses 3 montiert. Die Schraube wird durch das Elektronikmodulgehäuse 3, welches sich im Innenraum des Kraftfahrzeugs befindet, durch das Blech 2 und anschließend in ein Innengewinde einer Buchse im Gehäuse 1 der Dachantenne geschraubt. Die Schraubrichtung geht daher von innen nach außen. Im Folgenden werden nun die einzelnen Bestandteile der Schraubanordnung näher betrachtet.
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2 zeigt das Kontaktelement 4 in einer ersten Ausführungsform. Der Ringbereich 5 ist flach und ringförmig ausgebildet, sodass er auf der Seite, die gegenüber dem Hülsenfortsatz 9 ist, eine ebene Fläche aufweist. Die ebene Fläche auf dem Ringbereich wird von zumindest einem Kontaktzahn 13 überragt. Der Ringbereich 5 weist außerdem zumindest eine Durchgangsöffnung 18 auf, die zum Durchführen zu in der Form korrespondierenden Noppen dient. Im Zentrum des Ringbereichs 5 befindet sich eine Öffnung 7, die vom Hülsenfortsatz 9 fortgesetzt wird. Die Durchgangsöffnung kann dabei beispielsweise als eine Bohrung oder ein Loch vorgesehen sein. Das Kontaktelement 4 wird dabei mit dem Hülsenfortsatz 9 in eine Schraubenöffnung gesteckt. Die Kontaktzähne sind als nach oben aufgerichtete Dorne zu sehen.
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Auf der Seite des Ringbereichs 5, auf der sich der Hülsenfortsatz 9 befindet, kann im Flächenbereich des Ringbereichs 5 ein Hohlraum beispielsweise in Form einer Senkung um die Schraubenöffnung herum vorgesehen sein. Der Hohlraum ermöglicht einen Bereich für eine Materialdeformation des Ringbereichs 5, wenn der zumindest eine Kontaktzahn 13 mit einer Kontaktkraft beispielsweise gegen ein Blech 2 gedrückt werden. Wenn die Kontaktkraft einen Schwellenwert, eine sogenannte Grenzkraft überschreitet, gibt das Material des Ringbereichs 5 nach, sodass der Ringbereich 5 in die Senke hinein deformiert wird.
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3 zeigt das Kontaktelement 4 in einer zweiten Ausführungsform. Diese entspricht der ersten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass der Ringbereich 5 kegelförmig ausgebildet ist. Der Ringbereich 5 weist im Zentrum eine Öffnung 7 auf, an deren Rand zumindest ein Kontaktzahn 13 angeordnet ist, der über die Ebene, auf der sich der Rand der Öffnung 7 befindet, herausragt. Das Kontaktelement 4 wird nun mit dem Hülsenfortsatz 9 in eine Schraubendurchführung gesteckt, sodass der Ringbereich 5 auf der Fläche am Rand der Schraubenöffnung eben aufliegt.
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Durch die Kegelform des Ringbereichs 5 entsteht zwischen der Fläche am Rand der Schraubenöffnung und dem Ringbereich 5 ein Hohlraum, sodass keine Senke um die oben besagte Schraubenöffnung herum als Hohlraum für eine Materialdeformation notwendig ist. Die Kegelform des Ringbereichs 5 bewirkt, dass der Ringbereich 5 bei Überschreiten der Kontaktkraft, die auf den zumindest einen Kontaktzahn 13 wirkt, über eine Grenzkraft nach außen weggedrückt wird.
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4 zeigt das Kontaktelement in einer dritten Ausführungsform. Diese ist analog zur ersten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass der Ringbereich 5 kleeblattförmig ausgebildet ist, sodass der Ringbereich 5 eine flache Oberfläche bildet. Im Zentrum des Ringbereichs 5 befindet sich eine Öffnung 7, an deren Rand zumindest ein Kontaktzahn 13 angeordnet ist und über die Ebene des Ringbereichs 5 herausragt. Der Ringbereich 5 weist zusätzlich zu zumindest einer Durchgangsöffnung 18 zumindest zwei kleeblattförmige Seitenbereiche 35 auf, die mit einer Durchgangsöffnung 18 zum Hindurchführen einer zur jeweiligen Durchgangsöffnung 18 kontaktanalogen Noppe aufweisen. Zwischen den Seitenbereichen 35 kann in radialer Richtung jeweils ein Aufnahmebereich 36 vorgesehen sein, der analog zur Durchgangsöffnung 18 zum Hindurchführen einer kontaktanalogen Noppe dient. Der Aufnahmebereich 36 kann beispielsweise als eine Aussparung oder eine Einkerbung vorgesehen sein. Der Aufnahmebereich 36 verhindert analog zur Durchgangsöffnung 18, dass der Ringbereich 5 sich nicht nach außen deformieren kann, sondern in die oben besagte Senke um eine Schraubenöffnung herum.
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5 zeigt ein Kontaktelement 4 und eine Verliersicherung 12. Das Kontaktelement 4 ist zur Montage eines Gehäuses 1 einer Dachantenne zusammen mit einem Elektronikmodulgehäuse 3 an einem Blech 2 eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Man kann sich vorstellen, dass das Kontaktelement 4 zwischen dem Elektronikmodulgehäuse 3, dem Blech 2 und dem Gehäuse 1 der Dachantenne angeordnet ist. Das Kontaktelement 4 liegt damit quasi zwischen dem Elektronikmodulgehäuse 3 und dem Blech 2. Das Kontaktelement 4 ist in der Form dargestellt wie eine Blume. Dabei weist das Kontaktelement einen Ringbereich 5 auf, der eine ebene Anlagefläche 6 bildet. Zusätzlich weist die ebene Anlagefläche 6 zumindest eine Durchgangsöffnung 18 als Aussparung auf, die in der Form korrespondierend zum Durchführen einer Noppe dient. Der Ringbereich 5 des Kontaktelements 4 weist im Zentrum einen rohr- oder hülsenförmigen Abschnitt auf, wobei der Abschnitt im Zentrum des Ringbereichs 5 eine Öffnung 7 aufweist, durch die eine Schraube geführt wird. Dabei bildet der Abschnitt einen Hülsenfortsatz 9, der am Ringbereich 5 anliegt. Der Hülsenfortsatz 9 ist dabei zum Durchführen der Schraube ausgebildet und weist dabei auf seiner Innenseite zumindest eine Ausbuchtung 11 auf, die zur Aufnahme eines in der Form korrespondierenden Schnapphakens 14 der Verliersicherung 12 in einer Schnappverbindung dient. Zusätzlich weist der Hülsenfortsatz 9 zumindest eine Ausbuchtung 10 auf seiner Außenseite auf, die zur Lagekontrolle beim Einbringen des Kontaktelements 4 in eine Senke der Elektronikmodulgehäuses 3 dient. Die Ausbuchtung 11 auf der Innenseite des Hülsenfortsatzes 9 und die Ausbuchtung 10 auf der Außenseite des Hülsenfortsatzes 9 müssen dabei nicht miteinander korrespondieren.
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Die Anlagefläche 6 des Kontaktelements 4 bildet dabei eine Oberseite. Das Ende des Hülsenfortsatzes 9 mit der Öffnung 7 bildet dabei eine Unterseite 8 des Kontaktelements 4. Am Hülsenfortsatz 9 ist auf Höhe der Anlagefläche 6 zumindest ein Kontaktzahn 13 angebracht. Der zumindest eine Kontaktzahn 13 ragt dabei in die Durchgangsöffnung 18 nach außen von dem Hülsenfortsatz 9 weg in die Durchgangsöffnung 18 hinein. Die Kontaktzähne 13 weisen dabei in Richtung der Oberseite und ragen über die Anlagefläche 6 hinaus. Dadurch wird bewirkt, dass wenn sich das Kontaktelement zwischen dem Elektronikmodulgehäuse 3 und dem Blech 2 befindet und eine Vorspannkraft einer Schraube anliegt, dass die Kontaktzähne 13 gestützt durch entsprechende Vorrichtungen des Elektronikmodulgehäuses in die zumindest eine Lackschicht des Blechs 2 maximal mit der Grenzkraft gestoßen werden und diese dabei durchdringen, ohne dabei den Lack zu verkratzen. Nach durchdringen der zumindest einen Lackschicht durch die Kontaktzähne 13 wird dabei ein Massekontakt zwischen dem Elektronikmodulgehäuse und dem Blech 2 hergestellt.
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5 zeigt ebenfalls eine Verliersicherung 12. Die Verliersicherung 12 ist dabei rohrförmig ausgebildet und entsprechend in der Form korrespondierend zu dem Hülsenfortsatz 9 des Kontaktelements 4. Die Verliersicherung 12 weist ebenfalls eine Öffnung 7 für das Hindurchführen einer Schraube auf. Die Verliersicherung 12 wird dabei von der Unterseite 8 in den Hülsenfortsatz 9 des Kontaktelements 4 in die Öffnung 7 gesteckt. Dabei weist die Verliersicherung 12 entsprechende Schnapphaken 14 auf, die in einer Schnappverbindung mit den Ausbuchtungen 11 des Hülsenfortsatzes 9 in der Form korrespondierend steckbar sind. Die Schnapphaken 14 rasten dabei in die Ausbuchtungen 11 ein. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Hülsenfortsatz 9 statt der Ausbuchtung 11 zumindest eine Bohrung aufweisen kann, durch die ebenfalls ein entsprechender Schnapphaken 14 der Verliersicherung 12 eine Schnappverbindung eingehen kann.
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Beim Einführen der Verliersicherung 12 in die Öffnung 7 des Kontaktelements 4 entsteht dabei eine mechanisch analoge, feste Verbindung zwischen Verliersicherung 12 und dem Kontaktelement 4. Durch die mechanische Verbindung zwischen den Ausbuchtungen 11 des Kontaktelements 4 und den Schnapphaken 14 der Verliersicherung 12 wird daher verhindert, dass die Verbindung aus Verliersicherung 12 und Kontaktelement 4 aus der Schraubensenke eines Elektronikmodulgehäuses 3 nach unten herausfallen kann. Eine Schraube wird dabei von unten durch die Verliersicherung 12 in die Öffnung 7 auf der Unterseite 8 des Hülsenfortsatzes 9 des Kontaktelements 4 hindurch geführt. Zusätzlich weist die Verliersicherung 12 entsprechende Schnapphaken 15 auf, die verhindern, dass die Schraube im vormontierten Zustand, der eine Anordnung aus Elektronikmodulgehäuse und Dachantenne mit der Schraubverbindung mit dem besagten Kontaktelement umfassen kann, nach unten herausfallen kann, da die Schraube ja vom Innenraum des Kraftfahrzeugs montiert und deshalb von unten nach oben geschraubt wird.
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Des Weiteren weist die Verliersicherung entsprechende Verrastclips 16 auf, die sich in einer analogen Verrastverbindung in der Schraubenöffnung des Elektronikmodulgehäuses 3 befinden und dabei verhindern, dass beim Hindurchführen der Schraube von unten in eine Schraubenöffnung des Elektronikmodulgehäuses 3 die Verliersicherung 12 nach oben aus der Schraubenöffnung des Elektronikmodulgehäuses 3 rausgedrückt werden kann. Die analoge Verrastverbindung zum Blockieren einer Bewegung der Verliersicherung 12 in die Schraubrichtung nach oben kann beispielsweise mittels eines Hinterschnitts der Schraubenöffnung im Elektronikmodulgehäuse 3 realisiert werden.
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6 zeigt, wie eine Verbindung bestehend aus Kontaktelement 4 und Verliersicherung 12 von oben in eine Senke der Schraubenöffnung 26 geführt wird.
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Die Schraubenöffnung 26 gehört dabei zu dem Elektronikmodulgehäuse 3. In 6 liegt dabei das Blech 2 oberhalb der Anlagefläche 6 des Kontaktelements 4 auf und das Elektronikmodulgehäuse 3 befindet sich am Rand der Schraubenöffnung 26. Die Verbindung aus Verliersicherung 12 und Kontaktelement 4 ist zur Schraubenöffnung 26 in der Form korrespondierend und wird von oben in die Schraubenöffnung 26 geführt. Um die Schraubenöffnung 26 herum sind eine Anzahl von zumindest einer Noppe 17 angebracht, die in der Form korrespondierend durch die Durchgangsöffnung 18 des Kontaktelements 4 geführt werden, sodass das Kontaktelement 4 mit seinem Ringbereich am Rand der Schraubenöffnung 26 anliegt. Dabei müssen die Noppen 17 mit der Anlagefläche 6 des Kontaktelements 4 keine Ebene bilden.
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Die Oberflächen der Noppen 17 dienen dabei als Gegenlage für das Blech 2, wenn eine Vorspannkraft angelegt wird. Die Noppen 17 sind dabei nicht biegbar und sie durchdringen die Lackschicht nicht. Zusätzlich verfügen zumindest einige der Noppen 17 über zumindest eine Ausbuchtung 20, deren Zweck ist, dass sie die Kontaktzähne 13 des Kontaktelements 4 von einem Verbiegen nach außen abhalten. Die Ausbuchtungen 20 der Noppen 17 dienen dabei zur Führung der Kontaktzähne in Richtung der Schraube zum Durchdringen der zumindest einen Lackschicht des Blechs 2.
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Zusätzlich weist die Schraubenöffnung 26 zumindest eine Ausbuchtung 19 auf, die beispielsweise im Rahmen eines Hinterschnitts oder einer K-Senkung von der Unterseite des Elektronikmodulgehäuses 3 aus entstehen, sodass die Verrastclips 16 der Verliersicherung 12, die mit der zumindest einen Ausbuchtung 19 in einer analogen Verrastverbindung verrasten und eine Bewegung der Verliersicherung 12 in die Schraubrichtung nach oben und in Drehrichtung blockieren. Zusätzlich weist die Schraubenöffnung 26 ferner auch zumindest eine Ausbuchtung 29 auf, die in der Form korrespondierend mit der Ausbuchtung 10 des Kontaktelements 4 sind, sodass das Kontaktelement 4 in einer richtigen Lage in die Schraubenöffnung gesetzt werden kann.
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Die Verbindung aus der Kombination von Kontaktelement 4, Verliersicherung 12 und der Senke der Schraubenöffnung 26 des Elektronikmodulgehäuses 3 wird dabei von unten an das Blech 2 des Dachs des Kraftfahrzeugs geführt. Von unten wird nun eine Schraube durch die Schraubenöffnung 26 des Elektronikmodulgehäuses geführt und damit durch die Verliersicherung 12, durch das Kontaktelement 4, durch eine Durchgangsöffnung im Blech 2 und diese in eine der Schraube entsprechenden Buchse dem Gehäuse 1 der Dachantenne auf der Außenseite des Kraftfahrzeugs geschraubt.
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7 zeigt einen Querschnitt entlang der Achse B-B der Anordnung bestehend aus dem Elektronikmodulgehäuse 3, dem Gehäuse 1 einer Dachantenne, der Verbindung aus Kontaktelement 4 und Verliersicherung 12 und einer Schraube. Im Ausschnitt der Achse B-B ist eine Draufsicht analog zu 6 dargestellt. Die Achse B-B beschreibt den Querschnitt entlang der Achse, die sich durch die Verbindung der jeweiligen Verrastclips 16 der Verliersicherung 12 aus 6 bildet. Der untere Teil der 7 ist der Innenraum eines Kraftfahrzeugs. Das Elektronikmodulgehäuse 3 wird dabei von der Unterseite aus an das Blech 2 des Kraftfahrzeugs befestigt. Auf dem Blech 2 liegt das Gehäuse 1 einer Dachantenne, das eine Buchse 21 aufweist, die über ein Innengewinde 23 verfügt und in dem die Schraube 31 verschraubt wird.
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Wenn man nun auf das Elektronikmodulgehäuse 3 blickt, so weist das Elektronikmodulgehäuse 3 eine Schraubenöffnung 26 auf. Die Schraubenöffnung 26 geht dabei vollständig durch das Elektronikmodulgehäuse 3 hindurch. In der Richtung von unten nach oben, wobei unten auf der Seite des Kopfes der Schraube und oben die Seite des Gewindes der Schraube ist. Die Schraubenöffnung 26 im Elektronikmodulgehäuse 3 besteht von unten gesehen zumindest aus einem Hinterschnittzum Herstellen einer analogen Verrastverbindung mit der Verliersicherung 12 mittels der Verrastclips 16, sodass die Schraube 31 bei der Montage die Verliersicherung 12 nicht nach oben aus der Schraubenöffnung 26 drückt.
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Von oben weist die Schraubenöffnung 26 des Elektronikmodulgehäuses 3 eine V-Senke auf, die eine Schräge 28 zwischen dem Kontaktelement 4 und dem Elektronikmodulgehäuse 3 bewirkt. Das Kontaktelement 4 befindet sich nun zwischen dem Blech 2 und dem Elektronikmodulgehäuse 3 über der Schräge 28 der V-Senke. Unterhalb des Kontaktelements 4 befindet sich die Verliersicherung 12, das mit dem Kontaktelement 4 über eine Schnappverbindung mechanisch verbunden ist, wie in der vorherigen 4 gezeigt. Dabei wird die Verliersicherung 12 über die Verrastclips 16 in einer analogen Verrastverbindung mit der Schraubenöffnung 26 innerhalb des Hinterschnitts gehalten.
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Unterhalb der Verliersicherung 12 befindet sich eine Unterlegscheibe 32. Dabei ist die Unterlegscheibe 32 derart angeordnet, dass sie bei Anliegen der Vorspannkraft F der Schraube 31 keinen Kontakt zum Verliersicherung 12 bildet. Auf der Oberseite des Blechs 2 befindet sich eine Buchse 21, die zu dem Gehäuse 1 einer Dachantenne gehört. Man kann sich das Gehäuse 1 der Dachantenne um die Buchse 21 herum vorstellen. Die Buchse 21 umfasst dabei einen Anlagerand 22, der den gleichen Umfang hat, wie die Noppen 17 um die Schraubenöffnung 26 herum.
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Die Noppen 17 aus 6 sind in der 7 in der Orientierung der Achse B-B nicht gezeigt, da sie durch den Ringbereich 5 des Kontaktelements 4 in der Ansicht verdeckt sind. Jedoch erfüllen die Noppen 17 die Funktion, dass sie eine Gegenlage zu dem Anlagerand 22 bilden und den Ringbereich 5 des Kontaktelements 4 durch das Hindurchführen der Noppen 17 durch die Durchgangsöffnung 18 des Ringbereichs 5 des Kontaktelements 4 festhalten.
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Zusätzlich weist die Schraubenöffnung 26 ein Durchgangslochunterhalb der schrägen Anlagefläche auf der Oberseite des Elektronikmodulgehäuses 3 auf, die sich an der Schräge 28 auf der Oberseite des Elektronikmodulgehäuses 3 anschließt. Dabei entsteht ein Hohlraum 25 zwischen dem Kontaktelement 4 und dem Elektronikmodulgehäuse 3. Die Anlagefläche kann dabei eben oder gewölbt sein.
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Bei Anlegen einer Vorspannkraft F, die durch das Festziehen der Schraube 31 in dem Innengewinde 23 der Buchse 21 entsteht, wird dadurch die Buchse mit der Vorspannkraft F mit dem Anlagerand 22 gegen das Blech 2 gedrückt, das analog gegen das Kontaktelement 4 gedrückt wird. Bei Anliegen der Vorspannkraft F gegen das Kontaktelement 4 wird dabei der Ringbereich 5 des Kontaktelements 4 gegen die Schräge 28 des Elektronikmodulgehäuses 3 gedrückt. Dabei bewirkt die Vorspannkraft F auf die Kontaktzähne 13 eine Kontaktkraft, mit der die Kontaktzähne 13 in die Lackschicht gedrückt werden. Sobald die Vorspannkraft eine Grenzkraft überschreitet, wird eine Materialdeformation des Ringbereichs 5 des Kontaktelements 4 verursacht, die den Ringbereich gegen die Schräge 28 drückt. Dadurch wird die durch die Vorspannkraft auf die Kontaktzähne wirkende Kontaktkraft auf eine Grenzkraft beschränkt. Durch die über die Grenzkraft hinausgehende Vorspannkraft werden die Noppen 17 axial nach oben bewegt und das Kontaktelement setzt sich auf die Schräge 18 ab.
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Um die Noppen 17 herum findet keine Verbiegung des Blechs 2 statt. Die Buchse 21 und die Noppen 17 können dabei eine Verbiegeschutzkonstellation bilden, da der Anlagerand 22 der Buchse 21 und die Noppen 17 des Elektronikmodulgehäuses 3 einander direkt gegenüberliegen und aufeinander drücken. Damit wird ein Verbiegen des Blechs 2 vermieden.
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8 zeigt ebenfalls einen Querschnitt der Schraubanordnung analog zu 7 entlang der Achse A-A, wenn auf die Schraubenöffnung 26 von oben gedrückt wird. Die Achse A-A entspricht dabei der Achse entlang der Kontaktzähne 13. In der 8 sind im Gegensatz zur 7 die Noppen 17 aus 6 als Gegenlagen 27 zu sehen, die mit dem Anlagerand der Buchse 21 eine Verbiegeschutzkonstellation bilden. Die Verbiegeschutzkonstellation entsteht dadurch, dass der Anlagerand 22 der Buchse 21 und die Noppen 17 als Gegenlage 27 des Elektronikmodulgehäuses 3 einander gegenüberliegen und die Gegenlage 27 dem Druck der Vorspannkraft F nicht nachgibt.
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Durch das Anlegen der Vorspannkraft F werden dabei die Kontaktzähne 13 mit der Vorspannkraft F in das Blech 2 gedrückt, sodass sie zumindest eine Lackschicht des Innenraums auf der Innenseite durchstoßen und dabei mit der Spitze an dem Blech anliegen und eine Massekontakt zwischen dem Elektronikmodul und dem Blech 2 herstellen.
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Zunächst wird die Schraube 31 mit der Vorspannkraft F angezogen. Dadurch drückt die Buchse 21 mit der Vorspannkraft F gegen das Blech 2. Da der Anlagerand 22 der Buchse 21 direkt gegenüber der Gegenlage 27 anliegt, die durch die Noppen 17 um die Schraubenöffnung 26 herum entsteht, entsteht dabei eine feste Gegenlage und eine Verbiegeschutzkonstellation, da die Gegenlage 27 und der Anlagerand 22 der Buchse 21 einander direkt gegenüberliegen und keine Verspannvorrichtung bilden.
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Das Kontaktelement 4 befindet sich auf der Innenseite vom Blech 2 und liegt dabei um die Gegenlage 27 herum, da die Noppen 17 durch die Durchgangsöffnung 18 des Kontaktelements 4 geführt beim Einlegen des Kontaktelements 4 in die Schraubenöffnung 26 werden. Dadurch wird das Kontaktelement 4 von den Gegenlagen 27 festgehalten, da die Noppen 17 durch die Durchgangsöffnung 18 hindurchgeführt wurden und diese in der Form korrespondierend verankert sind.
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Wenn nun die Schraube mit der Vorspannkraft F angezogen wird, wird dabei das Kontaktelement 4 verbogen. Dabei werden die Kontaktzähne 13, gestützt durch die Noppen 17 im Rahmen der Gegenlage 27 von einem Bewegen nach außen abgehalten und durch die zumindest eine Lackschicht auf der Innenseite des Blechs 2 gedrückt. Bei Anliegen der Vorspannkraft F wird ab Erreichen einer Grenzkraft das Kontaktelement 4 in die Schraubenöffnung 26 hinein gegen die Schräge 28 gedrückt. In dem Zwischenraum zwischen dem Elektronikmodulgehäuse 3 und dem Kontaktelement 4 kann dabei das Kontaktelement 4 hinein verbogen werden. Durch die Verbiegung im Rahmen einer Materialdeformation entsteht dabei eine Federwirkung, die das Anliegen derVorspannkraft F auf das Blech 2 weiter auf die Grenzkraft reduziert.
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Dabei ist die Konstellation aus Verliersicherung 12 und Kontaktelement 4 derart gestaltet, dass dabei kein Kontakt zwischen der Unterlegscheibe 32 und der Verliersicherung 12 entsteht. Wenn man sich den Querschnitt aus 7 und 8 ansieht wird auch klar, dass auch die Verliersicherung 12 eine Schraube 31 vor dem Herausfallen nach unten zurückhält. Dies geschieht mit dem Schnapphaken 15 der Verliersicherung 12. Durch die Verrastclips 16 wird dabei die Verliersicherung 12 vor einem Herausfallen nach oben durch ein Hindurchstecken der Schraube 31 durch die Schraubenöffnung 26 verhindert.
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9 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Bereichs, an dem das Kontaktelement 4 auf dem Elektronikmodul 3 auf der Senke 25 aufliegt. Dabei handelt es sich um den Bereich, den der gestrichelte Rahmen 33 in 8 umfasst. Die Verliersicherung 12 wird dabei nicht dargestellt. Zu sehen ist der Ringbereich 5 des Kontaktelements 4, der auf der Senke 25 der Schraubenöffnung 26 im Elektronikmodulgehäuse 3 aufliegt ohne dass eine Vorspannkraft an der Schraube 31 angewandt wird, sodass unterhalb des Ringbereichs 5 in der Senke 25 ein Hohlraum ist. Der Kontaktzahn 13 des Kontaktelements 4 steht über den Ringbereich 5 hervor und berührt eine äußere Schicht 34 des Blechs 2. Die äußere Schicht 34 kann dabei eine Lack-, eine Pulver-, eine Gummi- oder eine Fettschicht sein und/oder eine Isolations- oder Korrosionsschutzschicht. Der Ringbereich 5 liegt wegen der Durchgangsöffnung 18 um die Noppen 17 herum auf dem Elektronikmodulgehäuse 3 auf. Auf der gegenüberliegenden Seite des Blechs 2 von dem Elektronikmodulgehäuse 3 aus liegt der Anlagebereich des Muttergewindes 22 am Blech 2 im Bereich des Ringbereichs 5 und der Noppen 17 an.
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10 zeigt die gleiche Ansicht aus 9, wobei die Schraube 31 mit der Vorspannkraft F in Höhe einer Grenzkraft angezogen wird. Durch die Nähe des Kontaktzahns 13 zur Schraube 31 wirkt die Vorspannkraft F als Kontaktraft, die den Kontaktzahn 13 gegen die äußere Schicht 34 drückt. Wenn die Kontaktraft die Höhe der Grenzkraft annimmt, wir der Kontaktzahn 13 durch die äußere Schicht 34 gedrückt, sodass der Kontaktzahn 13 die äußere Schicht vollständig durchdring und das Blech 2 berührt, sodass ein Kontakt zur Masse des Kraftfahrzeugs hergestellt wird.
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11 zeigt die gleiche Ansicht aus 9, wobei die Schraube 31 mit der Vorspannkraft F, die größer als die Grenzkraft ist, angezogen wird. Durch die Anordnung des Kontaktzahns 13 unmittelbar in der Nähe des Gewindes der Schraube 31, wirkt die Vorspannkraft als Kontaktraft des Kontaktzahns 13 auf die äußere Schicht 34 des Blechs 2 an. Dabei wirkt die Vorspannkraft F der Schraube als eine Kontaktkraft, die wenn sie die so groß wie den Grenzkraft ist, den Kontaktzahn 13 durch die äußere Schicht 34 drückt, sodass der Kontaktzahn 13 die äußere Schicht 34 vollständig durchdringt und am Blech 2 anliegt. Die Kontaktkraft, die über die Grenzkraft hinausgeht, bewirkt eine Verformung des Ringbereichs 5 des Kontaktelements 4, sodass der Ringbereich 5 solange verformt wird, bis er auf dem Anlagebereich 28 der Senke 25 aufliegt.
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Der Hohlraum zwischen dem Anlagebereich 28 und dem Ringbereich 5 dient als Federweg für die Verformung des Ringbereichs 5 und verschwindet. Die Kontaktkraft, die über die Grenzkraft hinausgeht, wird anschließend von den Noppen 17 und dem Anlagebereich des Muttergewindes 22 aufgenommen. Dies bewirkt eine Begrenzung der als Kontaktkraft auf den Kontaktzahn 13 wirkenden Vorspannkraft F auf eine Grenzkraft, die dazu führt, dass der Kontaktzahn 13 die äußere Schicht 34 vollständig durchdringt und das Blech 2 berührt. Die Höhe der Grenzkraft wird dabei von der Auslegung der Geometrie der Schraube und den Materialeigenschaften des Kontaktelements bestimmt. Der Anlagebereich des Muttergewindes 22 und die Noppen 17 nehmen dabei die über die Grenzkraft hinausgehende Vorspannkraft F auf. Dabei liegen der Anlagebereich des Muttergewindes 22 und die Noppen 17 am Blech 2 derart einander gegenüber, sodass sie keine Verbiegevorrichtung für das Blech 2 bilden.
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Der bekannte Stand der Technik umfasst ein tiefgezogenes Blechbiegeteil mit geprägten Noppen als Teil einer Schraubverbindung. Durch das Einbringen der Schraubenvorspannkraft werden die Noppen von unten an das zu kontaktierende Bauteil gedrückt. Das Element ist nicht verliersicher im Chassis vormontiert, jedoch auf die Schraube aufgeschraubt. Das Chassis ist dabei ein Elektronikmodu lgehäuse.
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Die Probleme im Stand der Technik sind dabei, dass keine verliersichere Vormontage erfolgt, keine Kraftbegrenzung der Schraubverbindungsvorspannkraft vorhanden ist, kein Toleranzausgleich erfolgt, keine Vormontage der Schraube über das Element im Chassis möglich ist und dass die Noppengeometrie laut Test nachweislich nicht prozesssicher den Dachlack zur Kontaktierung durchdringt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Herstellen eines Massekontakts ohne Verformung des Dachblechs, einen Toleranzausgleich und eine Begrenzung der Vorspannkraft auf das erforderliche Maß.
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Ein Element zur Vormontage der Schraube im Chassis soll die Vormontage ermöglichen, das Schraubengewinde soll bei der Vormontage nicht beschädigt werden, es soll ein Winkelausgleich der vormontierten Schraube erfolgen, die Montagefreundlichkeit soll ohne Lagekontrolle erfolgen und begrenzte Bauraumvorgaben eingehalten werden.
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Bei der Erfindung handelt es sich um ein Federscheibenelement mit aufstehender Verzahnung zur Massekontaktierung innerhalb der Schraubverbindung. Die Federscheibe begrenzt die durch die Schraubenvorspannkraft eingebrachte Kontaktkraft, die auf die Kontaktzähne wirkt, auf eine Grenzkraft. Der untere Teil des Elements kann durch Blechfedern oder eine Kunststoffumspritzung eine Vormontage der Schraubenverbindung im Chassis ermöglichen.
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Die Vorteile der Erfindung sind, dass die hohe Vorspannkraft der Schraubenverbindung durch die federnde Wirkung begrenzt wird und deshalb nicht in voller Höhe an den Kontaktzähnen anfällt. Das Bauteil ist sowohl verliersicher auf der Schraube angebracht, als auch das Bindeglied zur Vormontage der Schraube im Chassis. Die Erfindung ist beispielsweise bei der Montage von Gehäusen an Blechen einsetzbar, wobei ein Massekontakt zwischen dem Gehäuse und dem Blech hergestellt werden muss.
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Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement, Verliersicherung sowie eine Anordnung bestehend aus einem Gehäuse einer Dachantenne und ein Elektronikmodul mit einem Elektronikmodulgehäuse für ein Kraftfahrzeug, die über ein Blech eines Kraftfahrzeugdachs mit einer Schraube verbunden werden. Die Schraubverbindung zwischen dem Elektronikmodulgehäuse und dem Gehäuse der Dachantenne erfolgt dabei über den Kraftfahrzeuginnenraum. Das Kontaktelement wird dabei zusammen mit der Verliersicherung über eine Schräge um eine Schraubenöffnung im Elektronikmodulgehäuse herum aufgesetzt. Das Rückhaltelement aus Kunststoff dient dabei als Montagehilfe für die Schraube. Das Kontaktelement ist dabei ein metallisches Federscheibenelement mit herausragenden Kontaktzähnen zum Herstellen einer Masseverbindung mittels Durchstechen zumindest einer Lackschicht des Blechs des Kraftfahrzeugdachs. Zusätzlich bewirkt das Kontaktelement eine Begrenzung der Vorspannkraft F der Schraube durch eine Federwirkung über die Schräge oder über Stützelementen des Kontaktelements.
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Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein Kontaktelement mit Kontaktzähnen bereitgestellt werden kann, das die Vorteile der Erfindung umsetzt. Ferner wird eine Anordnung mit dem Kontaktelement zur Verfügung vorgestellt, die die Vorteile der Erfindung umsetzt.
