DE20314009U1 - Befestigungsanordnung - Google Patents

Abstract

Anordnung zum Befestigen von Funktionselementen, insbesondere von elektrischen und HF-Funktionselementen, auf Kraftfahrzeug-Karosserieflächen, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale
– Ein Karosserieelement (1, 6) ist mit einer partiellen Auswölbung (1.1, 1.3, 6.1) versehen, die einen integrierenden Bestandteil seiner Flächenkontur bildet,
– die Auswölbung hat eine Öffnung, in die ein modulartiges Funktionselement (5, 5.1) einsetzbar und darin lösbar zu arretieren ist.

Description

• Die Erfindung betrifft die Anbringung von elektrischen und HF-Funktionselementen als Anbauteile auf Karosserieflächen unter Berücksichtigung des Gefährdungspotentials, das die sogenannten „vorstehenden Außenkanten bei Kraftfahrzeugen" für Personen im Straßenverkehr darstellen.
• Um die Gefahr für Personen, die sich an einem Fahrzeug stoßen oder von einem Fahrzeug gestreift werden, gering zu halten, sollen laut den einschlägigen Vorschriften Anbauteile, die über die Oberfläche der Karosserie hervorragen, weder Spitzen noch scharfe Kanten haben, noch dürfen für bestimmte, im einzelnen festgelegte Funktionselemente bestimmte Maße überschritten werden. Außerdem sind spezielle Formvorschriften zu beachten. Für die Anbringung von Antennen bestehen in den Vorschriften besondere Regelungen. Zu Zeiten, als man unter dem Begriff „Antenne" im wesentlichen die Stabantenne für den Hörrundfunk verstand, unterschied man in aller Regel zwischen dem „Sockel" und dem „Schaft" der Antenne. Man ging davon aus, daß die Antennen auf dem Dach oder auf Kotflügeln anzuordnen waren und schrieb zum einen nur vor, daß „kein Teil einer Antenne über den „äußeren Rand" des Fahrzeugs (ringsum als senkrechte Umhüllende betrachtet) hinausragen darf.
• Zum anderen darf danach das „freie Ende" einer Antenne, wenn es denn „weniger als 2 m von der Fahrbahn entfernt ist" (also ein Höhenmaß), in der waagerechten Projektion nicht über einen Bereich hinausragen, der ringsum, nach innen gerechnet, einen Abstand von 10 cm zu diesem äußeren Rand hat.
• Das heißt, daß es in den geltenden Vorschriften (aus den Jahren 1974 bzw. 1979) keine ausdrückliche Höhenbegrenzung für den „Antennenschaft" gibt.
• Zum anderen darf aber der „Sockel" der Antenne eine Höhe von 30 mm nicht überschreiten – bzw. von 40 mm, wenn im Sockel eine Verstärkerschaltung untergebracht ist.
• Wir schreiben jetzt das Jahr 2003. Die technische Entwicklung ist weitergegangen. Insbesondere hat sich z.B. mit der Anordnung von meist mehreren Antennen für unterschiedliche Funkdienste des GHz-Bereichs im Dachbereich, unter einer gemeinsamen Haube, eine neue Situation ergeben, der die geltenden Vorschriften nicht mehr direkt und erkennbar gerecht werden.
• Die einzelnen Antennen unterhalb einer solchen der gemeinsamen Haube haben vergleichsweise kleine geometrische Abmessungen. So beträgt die wirksame Länge eines λ/4-Strahlers (Stab) für die niedrigste Betriebsfrequenz unter den betreffenden Funkdiensten – dem Mobilfunk im 900-MHz-Bereich – etwa 75 mm.
• Die Hauben auf dem Dach mit den Antennen darunter stellen aus der Sicht der oben erwähnten Vorschriften, streng genommen, kein Gefährdungspotential dar – wenn denn das Design entsprechend gewählt wird (siehe oben – keine Spitzen, keine scharfen Kanten). Denn man kann auch bei bzw. mit einer solchen Haube einen Sockel- und einen Schaftbereich deutlich machen.
• Der „Sockel" hat bei den neuartigen Anordnungen eine Höhe von deutlich unter 20 mm, und die „Schafthöhe" beträgt, wie erwähnt, maximal 75 mm. Ein Spezifikum besteht darin, daß aus gestalterischen Gründen meist ein fließender Übergang zwischen Sockel- und Schaftbereich vorgesehen wird. Darüber hinaus können in einem solcherart flachen Sockel sogar auch flachbauende Antennen, wie Patch Antennas für GPS und die neuen Antennen für digitalen Rundfunkempfang in terrestrischer und gleichzeitig satellitengestützter Betriebsweise, angeordnet werden.
• Alles in allem betrachtet, könnte man jedoch ein Problem darin sehen, daß auf dem an sich flachgewölbten Fahrzeugdach ein in seiner Form kompaktes, möglicherweise bis etwa 80 mm hohes Anbauteil anzuordnen ist, über dessen – nach dem Gusto der Designer – unterschiedliche geometrische Form man aber hinsichtlich der Sicherheitsbestimmungen diskutieren kann und das zu unterschiedlichen Meinungen bezüglich der Erfüllung dieser Bestimmungen führen kann.
• Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einerseits allen technischen Möglichkeiten und Erfordernissen der modernen, mobilen Kommunikation Rechnung zu tragen, indem z.B. auch die notwendigen Antennen in der jeweils optimalen Position – etwa auf dem Fahrzeugdach – vorgesehen werden können. Andererseits ist ein Lösungsweg zu finden, um den notwendigen Anbauteilen in jeder Hinsicht den Charakter von abrupten Vorsprüngen zu nehmen und damit auch selbst jeglichen Anschein einer Gefährdung ausschließen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.
• Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Ausführungsdetails und -varianten.
• Die Erfindung stellt sich dar als Quintessenz von Zwängen, die nicht zu umgehen sind, und von neuartigen Möglichkeiten in der Beantwortung dieser Bedingungen. Die Zwänge bestehen in der geforderten guten Performance der HF-Strahler für die unterschiedlichen Funkdienste – gerade für den satellitengebundenen Betrieb ist eine optimale Konfiguration und Positionierung essentiell – und in den Gesetzen der Physik. Jeder Antennenentwickler hat zu lernen, daß man die Physik nicht betrügen kann, d.h. daß eine Antenne, mit der man eine gute Empfangsqualität erzielen will, eben die nötige Apertur – im wesentlichen in Gestalt der geometrischen Abmessungen – aufweisen muß. Trotz aller einschlägigen Versuche kann man die Abmessungen einer Antenne nicht beliebig minimieren. Für eine Antenne mit ausreichender Performance und gleichzeitig Bandbreite ist eine mit der Wellenlänge entsprechend der Betriebsfrequenz korrelierende ausreichende wirksame Höhe (oder Fläche) unabdingbar.
• Die Bandbreite ist vor allem bei den Antennen für Mobilfunk ein wichtiges Kriterium, denn bekanntlich differieren die Betriebsfrequenzen in internationalem Maßstab, und man sollte die unterschiedlichen Frequenzbereiche mit einer Antennenkonfiguration gleichzeitig abdecken können, so daß man nicht für jede der lokalen Spezifika unterschiedliche Antennen auf ein Fahrzeug montieren oder sie auswechseln muß. Auch dieses Kriterium führt uns weg von allen Versprechungen der „Minimierer".
• Der Gesichtspunkt der Möglichkeiten orientiert sich u.a. an den aktuellen Wegen des Fahrzeug-Designs. So geht die vorliegende Erfindung auch konform mit dem Trend zur betont „eigenständigen" bzw. funktionellen Gestaltung von Karosserien und Karosserie-Details.
• Im Fahrzeugbau wird nicht ausschließlich – „koste es, was es wolle" – danach gestrebt, den Luftwiderstand des Fahrzeugs immer weiter zu verringern; man findet im Gegenteil oft Gestaltungselemente, in denen der Wunsch nach einer gewissen Individualisierung und der Abgrenzung gegen „Einheitsformen" zu erkennen ist, oder es wird mit bestimmten, funktionell gegebenen Formendetails „gespielt". Es sei nur an die Übernahme der Formensprache der Vergangenheit im Rahmen des „Retro-Trends" erinnert. Mit dem vorliegenden Lösungsprinzip wird der Weg vom kleinbauenden, aufgeklebt wirkenden Anbauteil mit weitgehend unabhängiger Ausbildung hin zu einem integralen Bestandteil der Karosserie bzw. zu einem die Formensprache des Karosserie-Designs unterstützenden Gestaltungsmerkmal beschritten. Gleichzeitig wird räumliches Potential z.B. für die erwähnten kleinen Antennengruppen geschaffen und jede Gefährdung von Personen auf elegante Weise vermieden.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
• In der zugehörigen Zeichnung zeigen
• 1. Eine aufgesetzte Haube mit zwei Antennen für den Mobilfunk, wie sie als Stand der Technik bekannt sind
• 2. Großflächige Auswölbung des Dachblechs mit Einsatz
• 3. Großflächige Auswölbung aus dielektrischem Material auf dem Karosserieblech
• 4. Auswölbung an einem Dacheinsatz aus Dielektrikum
• 5. Auswölbung wie bei 3, mit zusätzlicher Antenne
• 6. Auswölbung mit zusätzlichem elektrischem Funktionselement Es ist davon auszugehen, daß die Bilder für sich sprechen.
• Die Antennen werden erfindungsgemäß in einen im wesentlichen waagerechten Bereich 1.2 der Karosserie 1 oder eines Karosserie-Elements 6 integriert, indem dieser Bereich zur Aufnahme der HF-Funktionsteile großflächig, aber im wesentlichen flach ausgewölbt wird und mit einer Aussparung oder Öffnung versehen wird. Die Antennen werden mit einem Modul 5 oder 5.1 in die Öffnung in der Auswölbung 1.1, 1.3, 6.1 „eingesenkt" oder seitlich eingeschoben. Das heißt, daß zumindest alles, das man zum Antennen-„Sockel" rechnen kann, unterhalb der Auswölbungsfläche verschwindet. Die Auswölbung kann Teil des Dachblechs 1 sein – bei 2 und 6 – oder aus einem Dielektrikum bestehen – bei 3, und 5, oder in ein Teil 6.1 aus solchem Material integriert sein, wie 4 zeigt.
• Bei Auswölbungen 1.1, 1.3 und 6.1 aus oder im Dielektrikum kann man den Einsatz 5, 5.1 mit den Antennen tiefer – in Relation zur Fläche der Auswölbung – setzen, ohne z.B. eine Rundumstahlung mit niedriger Elevation zu behindern. Das gleiche kann bei Auswölbungen einer Blechfläche für Antennen mit größerer Elevation gelten, z.B. Antennen für den Satellitenempfang mit aufwärts gerichteter Strahlungskeule.
• Darüber hinaus bietet eine Auswölbung 1.3 eines dielektrischen Materials die Möglichkeit, eine flach ausgebildete Antenne 7, z.B. ein GPS-Patch, unterhalb der Auswölbung selbst anzuordnen, siehe 5.
• Das Prinzip der großflächigen flachen, sozusagen „sanften" Auswölbung reduziert die Gefahr von Personenschäden äußerst effektiv; gleichzeitig wird der Windlauf der Karosserie durch diese Erfindung nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt. Andererseits ist denkbar, daß sich aus der Notwendigkeit der Antennen an sich und der Notwendigkeit, sie an solchen Außenbereichen der Karosserie zu positionieren, die die günstigsten Betriebsparameter gewährleisten, interessante Gestaltungsmöglichkeiten für den Fahrzeugdesigner ergeben.

Claims (15)

1. Anordnung zum Befestigen von Funktionselementen, insbesondere von elektrischen und HF-Funktionselementen, auf Kraftfahrzeug-Karosserieflächen, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale – Ein Karosserieelement (1, 6) ist mit einer partiellen Auswölbung (1.1, 1.3, 6.1) versehen, die einen integrierenden Bestandteil seiner Flächenkontur bildet, – die Auswölbung hat eine Öffnung, in die ein modulartiges Funktionselement (5, 5.1) einsetzbar und darin lösbar zu arretieren ist.
2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Auswölbung (1.1) in der Außenhaut (1) des aus Blech bestehenden Karosserieteils.
3. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung der Auswölbung als in die Außenhaut eingefügtes, im wesentlichen flaches konvexes Flächensegment (1.3) aus einem dielektrischen Material, das mit dem umgebenden Karosseriematerial (1, 6) unlösbar verbunden ist.
4. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet durch die Kombination einer Auswölbung (1.1) mit Öffnung im Karosserieblech (1) mit einem konvexen Flächensegment (1.3) aus einem Dielektrikum, das in die Karosserieöffnung eingefügt ist und seinerseits mit einer Öffnung das Funktionsmodul (5, 5.1) aufnimmt.
5. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Karosserieelement (6) aus dielektrischem Material mit einer partiellen Auswölbung (6.1).
6. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Karosserieelemente mit im wesentlichen waagerechter Ausrichtung integriert ist.
7. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Funktionsmodule (5, 5.1) für unterschiedliche Aufgaben, aber mit gleichen, mit der Öffnung in der Auswölbung (1.1, 1.3, 6.1) korrespondierenden Außenkonturen.
8. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die mehrteilige Ausführung des Funktionsmoduls (5, 5.1), wobei die Teilmodule insgesamt, d.h. zusammengefügt, den Umriß eines einteiligen Funktionsmoduls ergeben.
9. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausführung des Funktionsmoduls (5) als Steckelelement, das, in der Draufsicht gesehen, allseitig von der Auswölbung umfaßt ist.
10. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausführung des Funktionsmoduls (5.1) als Einschub.
11. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Funktionsmodule (5, 5.1) mit Antennen und HF-Schaltungen.
12. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kombination mit einer dritten Bremsleuchte (8).
13. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Funktionsmodul (5, 5.1) mit Sensoren.
14. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 und 7, gekennzeichnet durch die Kombination von Teilmodulen mit Funktionselementen mit solchen ohne Funktionselement, d.h. einem „Blindelement".
15. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch Anordnung von Funktionselementen, insbesondere von Antennen (7), im Raum unterhalb einer Auswölbung (1.3) in Gestalt eines Flächensegments aus dielektrischem Material.