DE3205750A1

DE3205750A1 - Antenne fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3205750A1
Application number: DE19823205750
Authority: DE
Inventors: Manfred 3205 Bockenem Burkert; Helmut 3202 Bad Salzdetfurth Humbach
Original assignee: Hans Kolbe and Co
Current assignee: Hans Kolbe and Co
Priority date: 1982-02-18
Filing date: 1982-02-18
Publication date: 1983-09-01
Also published as: ATA48783A; AT395496B; FR2521787A1; FR2521787B3; DE3205750C2

Description

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Dipl.-Ing. Horst Rörs -^:·" "..*.:.. 3205750

Dipl.-Ing. Pelor Kosel j/

Hohonncfen 5 ■ P--stf. 123
TeL (0 53 Ö2) 26 42

0-3353 Bad Gandershelm

Unsere Akten-Nr.: 2167/406 Bad Gandersheim, 17.Febr.1982 Hans Kolbe & Co.

Antenne für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antenne für Kraftfahrzeuge mit einem an der Fahrzeugkarosserie montierbaren Antennenfuß nebst Befestigungsteilen für sogenannte Einlochbefestigung und mit einem Antennenstab, der an dem dem Antennenfuß zugeordneten Ende als ein eine wendeiförmige Feder enthaltendes, eine durchgehende elektrisch leitende Verbindung bildendes und federnd bieg-

wo bsi

sames Teilstück ausgebildet ist uncnwenigstens dieses Teilstück von einem Elastomere, vorzugsweise einem thermoplastischen Elastomere, umhüllt ist.

Antennen der eingangs geschilderten Art werden seit einiger Zeit als sogenannte flexible Autoantennen angeboten und haben gegenüber Teleskopantennen den Vorteil, daß sie widerstandsfähiger sind gegen Gewalteinwirkung, dennoch ist aber bei Unfällen die Verletzungsgefahr an den Antennen deutlich vermindert, da sie sich bei einem Druck auf den Antennenstab in weiten Bereichen ohne bleibende Verformung neigen lassen. Außerdem brauchen derartige Antennen in Waschanlagen nicht eingeschoben werden. Das wird vor allem erreicht durch eine im unteren Teil des Antennenstabes eingefügte Zugfeder, die aus Gründen der Witterungsbeständigkeit in ihrer Gesamtheit mit einem Überzug aus einem Elastomere versehen ist.

Nachteilig ist es, daß gerade durch die Verwendung einer Feder als biegsames Teilstück eine derartige Antenne dazu neigt, zum Beispiel infolge von Erschütterungen durch Fahrbewegungen des Kraftfahrzeuges und/oder wechselnde Windbelastungen Pendelbewegungen auszuführen, was sich auf die Empfangsleistung der Antennen nachteilig auswirken kann und vor allem bei seitlichen Pendelbewegungen des Antennenstabes zur Gefährdung von anderen Verkehrsteilnehmern führen kann.

Um diese Pendelbewegung zu vermindern, ist es bei derartigen Antennen bekannt, den Antennenstab z. B. als sogenannte Wendelantenne auszubilden
und/oder in Verbindung mit einer aktiven Antenne zu benutzen, wodurch sich in beiden Fällen geringere Baulängen für den Antennenstab ergeben, wodurch die Pendelbewegungen vermindert werden.

Daneben sind auch Antennen bekannt, bei denen oberhalb vom AntennenfuQ eine Druckfeder angeordnet ist und bei denen der Antennenstab und die sich daran anschließenden einzelnen Windungen der Feder auch einen schlauchartigen Überzug aus Kunststoff aus Gründen der Witterungsbeständigkeit aufweisen können. Derartige Antennen haben einen außerordentlich großen biegsamen Bereich, innerhalb dem bleibende Verformungen nicht auftreten. Dieser größere biegsame Bereich bei einer Druckfeder gegenüber dem biegsamen Bereich bei einer Zugfeder erklärt sich daraus, daß im Biegefall bei der Zugfeder lediglich die Windungen auf der einen Seite der Feder - an der Außenseite des entstehenden Bogens - auseinandergespreizt werden, während sie dagegen auf der anderen Seite - auf der Innenseite des entstehenden Bogens - nach wie vor fest aneinander anliegen, was bei der Zugfeder im geraden Zustand für die ganze Feder zutrifft.

Wird dagegen eine Druckfeder verwendet, so können die Windungen an der Innenseite des entstehenden Bogens im Biegefall näher aneinander rücken, wodurch die Windungen an der Außenseite des Bogens - gleiche Biegeradien bei der Druckfeder und Zugfeder vorausgesetzt - im Ausgleich dafür weniger weit auseinandergespreizt werden müssen. Daraus folgt eben aber auch, daß eine Druckfeder einen größeren Biegebereich besitzt, innerhalb dem bleibende Verformungen noch nicht auftreten.

Im Ergebnis ist daher festzustellen, daß bei den bekannten Antennen, bei denen das biegsame Teilstück des Antennenstabes eine Zugfeder enthält, der Biegebereich, bis zu dem bleibende Verformungen noch nicht entstehen, geringer ist und auch durch den begrenzten Dehnungsbereich des die Feder umhüllenden Elastomeres zusätzlich begrenzt ist. Einerseits wird zwar bei solchen Antennen, bei denen das federnd biegsame Teilstück als Druckfeder ausgebildet ist, ein großer Biegebereich erreicht, innerhalb dem keine bleibenden Verformungen an der Feder

einer derartigen Druckfeder besonders ausgeprägte Pendelbewegungen entstehen, die auch wegen der Verletzungsgefahr nicht mehr zulässig sind. Andererseits sind zwar dagegen bei der Verwendung von Zugfedern geringe Pendelbewegungen erreichbar, jedoch ist der Biegebereich, innerhalb dem keine bleibenden Verformungen an der Feder auftreten, deutlich geringer, insbesondere dann, wenn die Feder mit einem Elastomere umhüllt ist, das letztlich auch nur begrenzt elastisch ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den elastischen Biegebereich (Biegebereich ohne bleibende Verformung) bei Antennen der eingangs genannten Art zu vergrößern unter gleichzeitiger Vermeidung einer dadurch bedingten größeren Pendelneigung, wobei auch die Verletzungsgefahr bei Unfällen gering gehalten werden soll. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, indem die Feder wenigstens im Biegebereich als eine Druckfeder ausgebildet ist, bei der die einzelnen Windungen der Feder vollständig von einem Elastomere, vorzugsweise von einem thermoplastischen Elastomere umhüllt sind, und wenigstens die Zwischenräume zwischen den Windungen der Druckfeder vollständig mit dem gleichen Elastomere aufgefüllt sind.

Die Erfindung geht demnach von dem Gedanken aus, den bei einer Druckfeder gegebenen größeren verformungsfreien Biegebereich weiterhin auszunutzen und eine Verminderung der entstehenden Pendelbewegungen dadurch zu bewirken, indem die Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen der Druckfeder mit einem Elastomere aufgefüllt sind, was sich dämpfend auf die Bewegung der Feder auswirkt. Eben gerade dadurch, daß die Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen der Feder mit einem Elastomere aufgefüllt sind, entsteht im Biegefall auf der einen Seite der gebogenen Feder und damit im Elastomere eine Stauchung, also Druckbeanspruchung, und auf der anderen Seite der Feder eine Beanspruchung des Elastomeres auf Zug, was auf beiden Seiten den Pendelbewegungen entgegenwirkt.

Im Gegensatz zu der bekannten, von einem Elastomere lediglich aus Gründen der Witterungsbeständigkeit in ihrer Gesamtheit umhüllten Zugfeder ergibt sich hier erfindungsgemäß ein deutlich größerer verformungsfreier Biegebereich, da das Elastomere bei gleichem Biegewinkel des Antennenstabes, wie bei der bekannten Antenne mit Zugfeder, nur etwa halb so stark beansprucht wird, da sich

die Belastung in zwei etwa gleich große Anteile aus Zug- und Druckbeanspruchung aufspaltet, was bei der Zugfeder zwangsläufig nicht der Fall ist. Dort entsteht an der einen Seite (Innenseite des entstehenden Bogens an der Feder) lediglich eine vernachlässigbare Druckbeanspruchung, dagegen jedoch auf der anderen Seite (Außenseite des entstehenden Bogens an der Feder) eine annähernd doppelt so große Zugbeanspruchung des Elastomeres wie beim Gegenstand der Erfindung.

Durch die Erfindung werden damit auf besonders einfache Weise die wesentlichen Vorteile erreicht, daß einerseits der verfügbare elastische Biegebereich ohne bleibende Verformung deutlich vergrößert ist, dagegen jedoch die Pendelneigung weiterhin niedrig gehalten wird, und gerade auch durch diesen größeren Biegebereich ebenfalls die Verletzungsgefahr bei Unfällen vermindert wird.

Im Biegefall wird die erfindungsgemäß ausgebildete Feder an den von der einwirkenden Kraft am entferntesten gelegenen Windungen am stärksten beansprucht auf Grund der Hebelwirkung. Daraus folgt, daß die Biegebeanspruchung der Feder und damit auch die Beanspruchung des Elastomeres nicht gleichmäßig im Biegebereich erfolgt. Eine gleichmäßigere Beanspruchung der Feder und des Elastomeres im gesamten Biegebereich wird nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erzielt, indem die Feder im Biegebereich von dem dem Antennenfuß abgewandten Ende aus betrachtet mit stetig abnehmendem Durchmesser, also konisch verlaufend, gewendelt ist. Durch die sich daraus ergebende gleichmäßige Beanspruchung ist eine weitere Steigerung der verformungsfreien Biegebeanspruchung der Antenne möglich.

Der gleiche Vorteil läßt sich nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erzielen, indem die Feder im Biegebereich von dem dem Antennenfuß zugeordneten Ende aus betrachtet mit stetig abnehmender Steigung gewendelt ist.

Der Vorteil der gleichmäßigen Beanspruchung der Feder und des Elastomeres im Biegebereich kann nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung auch dadurch erreicht werden, indem die Feder im Biegebereich sowohl mit einem konischen Verlauf nach Anspruch 2 als auch mit stetig abnehmender Steigung nach Anspruch 3 gewendelt ist.

Eine weitere Steigerung des verformungsfreien Biegebereiches der Antenne ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch möglich, daß im Kernbereich der Feder in Längsrichtung ein vom Elastomere freier Hohlraum gebildet ist. Durch die Bildung dieses Hohlraumes kann das Elastomere bei Druckbeanspruchung auch zum Kernbereich der Feder hin ausweichen, wodurch eben ein noch größerer Biegebereich ohne bleibende Verformung des Antennenstabes erreicht wird, ä-

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Feder an den beiden Enden außerhalb des Biegebereichs als Zugfeder ausgebildet und liegt auf in die Enden hineingreifende und mit einem Gewinde versehene Zapfen fest auf. Durch diese Maßnahmen wird auf einfachste Weise eine dauerhafte und elektrisch leitende Einfügung der Feder in den Antennenstab ermöglicht, insbesondere dann, wenn Feder und Gewinde derart gewendelt sind, daß sich beim Zusammenschrauben eine Kraft ergibt, die auf den Durchmesser der Feder vergrößernd einwirkt.

Eine besonders leistungsstarke und witterungsbeständige Antenne mit großer Dämpfung der Pendelneigung kann nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß der Antennenstab einen Isolierkörper, vorzugsweise einen faserverstärkten Stab, enthält, auf den der Antennendraht nach Art einer Wendelantenne aufgewickelt ist, und der so gebildete Antennenstab mit einem Schrumpfschlauch witterungsbeständig umhüllt ist. Die Ausbildung der Wendelantenne läßt eine deutliche Verkürzung der Baulänge des Antennenstabes zu, und der faserverstärkte Stab verleiht dem Antennenstab zusätzliche Elastizität.

Eine weitere Verminderung der Verletzungsgefahr bei Unfällen sowie eine besonders strömungsgünstige Form der Antenne wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß der Antennenfuß im wesentlichen kegelförmig (kreiskegelförmig) ausgebildet ist, derart, daß die Grundfläche des Kegels, die auch die Grundfläche des Antennenfußes ist, in wenigstens einer Ebene gegenüber der Kegelachse (gedachte Mittellinie des Kegels) geneigt ist, vorzugsweise mit einem Winkel geneigt ist, der im mittleren Bereich zwischen 0° und 90° liegt. Wesentlich bei einer derartigen Ausgestaltung des Antennenfußes ist nicht nur die

besonders strömungsgünstige Form, sondern auch die erheblich geminderte Verletzungsgefahr bei einem Unfall an der Antenne bzw. dem kegelförmig ausgestalteten AntennenfuQ, insbesondere dann, wenn die Antenne an dem Kraftfahrzeug derart montiert wird, daß die gedachte Mittellinie des Kegels zu den weiter hinten gelegenen Fahrzeugteilen hin geneigt ist. Außerdem kann bei einer derart ausgestalteten Antenne und insbesondere bei einem derart ausgestalteten Antennenfuß auf einfachste Weise - ohne zusätzliche Bauteile oder sonstige konstruktive Maßnahmen erreicht werden, daß die Antenne ohne weiteres auf seitlich geneigte Karosserieflächen von Kraftfahrzeugen anpaßbar ist. Dies geschieht auf einfachste Weise dadurch, indem die gedachte Längsachse der bei dieser Ausgestaltung des Antennenfußes ellipsenförmig ausgebildeten Grundfläche so weit gegenüber einem parallelen Verlauf mit der Längsachse des Fahrzeuges verdreht wird, bis der Antennenstab, in oder aus Fahrtrichtung gesehen, senkrecht zu stehen scheint, und die Antenne in dieser Lage an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt wird. Durch diese Maßnahme wird zwar im Ergebnis bei der Betrachtung der Antenne von einer Seite des Kraftfahrzeuges aus der Antennenstab eine geringere Neigung gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie haben, wie es bei einer Anordnung der Fall gewesen wäre, bei der die gedachte Längsachse der elüpsenförmig ausgebildeten Grundfläche des Antennenfußes parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeuges verläuft, jedoch ist dies unerheblich gegenüber dem erzielten Vorteil der Anpassung der Antenne an geneigte Kraftfahrzeugkarosserien ohne jegliche zusätzliche Bauteile, wie beispielsweise eine keilförmig ausgebildete Zwischenlage, die ohnehin nur für eine ganz bestimmte Karosserieneigung optimal sein kann. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung der Antenne an dem Karosserieblech des Kraftfahrzeuges ist eine kontinuierliche Angleichung der Antenne an jede beliebige seitliche Neigung der Kraftfahrzeugkarosserie möglich, wenn diese seitliche Neigung nicht größer ist als der Winkel, der nach Anspruch 8 zwischen einer auf der Ellipse errichteten Senkrechten und der Kegelachse (gedachte Mittellinie des Kegels) entsteht. Damit wird aber auch schon deutlich, in welch weiten Grenzen hier auf einfachste Weise ein Ausgleich zu den regelmäßig seitlich geneigten Karosserieflächen bei der Montage der Antenne erzielt werden kann.

Eine noch strömungsgünstigere Form und vor allem auch noch weiter verminderte Verletzungsgefahr an der Antenne bei Unfällen wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß der kegelförmig ausgebildete An-

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tennenfuß an seinem oberen Ende zur Befestigung des Antennenstabes abgeplattet ausgebildet ist und der Antennenstab im untersten Teil derart gestaltet ist, daß sich ein annähernd formschlüssiger Übergang zwischen dem Antennenfuß und dem Antennenstab ergibt. Gerade durch den annähernd formschlüssigen Übergang, durch den abrupt vorspringende oder zurückspringende Kanten vermieden sind, ist in vorteilhafter Weise die Verletzungsgefahr bei einem Unfall deutlich verringert worden. Unter formschlüssigem Übergang im Sinne der Erfindung soll hier verstanden werden, daß sich die gedachten Mantellinien des Kegels am untersten Teil des Antennenstabes ein kurzes Stück fortsetzen und/oder kontinuierlich in etwa entsprechend dem Verlauf einer Ε-Funktion in die gedachten Mantellinien des Antennenstabes einmünden.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Antenne ist der kegelförmige AntennenfuQ als Hohlkörper ausgebildet, der als Gehäuse für elektrische bzw. elektronische Bauteile dient. Durch diese Ausgestaltung der Antenne und insbesondere des kegelförmigen Antennenfußes lassen sich sehr kompakte und kurze, flexible Antennen aufbauen, da die gesamte Elektronik, wie beispielsweise Bauteile zur Antennenanpassung und/oder Verstärkung, in dem Antennenfuß untergebracht werden können. Besonders vorteilhaft ist es auch, daß die vom Antennenstab aufgenommene Empfangsenergie oberhalb der Kraftfahrzeugkarosserie dem Verstärker zugeleitet und dort verstärkt werden kann. Dadurch werden zusätzliche Verluste, die bei Durchführung der Empfangsenergie durch die entstehende Kapazität an der Kraftfahrzeugkarosserie hervorgerufen werden, vermieden.

Bei jeder Feder steigt die erforderliche Kraft für die Auslenkung der Feder mit dem Grad der bereits erfolgten Auslenkung an der Feder. Daraus folgt, daß für die Auslenkung der Feder aus der Ruhelage die geringste Kraft nötig ist. Dies bedeutet aber auch, daß bei der erfindungsgemäß in den Antennenstab integrierten Feder bereits geringe Kräfte, wie sie beispielsweise durch den Fahrtwind entstehen können, zu einer zwar äußerst geringen, aber doch störenden Auslenkung der Feder und damit des gesamten Antennenstabes führen können. Es genügen demnach bereits geringe Kräfte, um geringe Pendelbewegungen in der Nähe der Ruhestellung des Antennenstabes zu erzeugen. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können diese Pendelbewegungen dadurch unterbunden werden, daß die erfindungsgemäße Feder vorgespannt ist. Diese Vorspannung bewirkt in vorteil-

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haf ter Weise, daß bereits für die Auslenkung der Feder aus der Ruhelage eine deutlich höhere Kraft erforderlich ist als bei einer nicht vorgespannten Feder, wodurch auch diese geringfügigen und unerwünschten Pendelbewegungen vermieden werden können. Die Vorspannung wirkt sich demnach derart aus, daß zunächst eine gewisse Schwellenkraft überwunden werden muß und erst dann der Antennenstab kontinuierlich mit zunehmender Krafteinwirkung nachgibt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Vorspannung der Feder in vorteilhafter Weise mit Hilfe von in den Hohlraum (Kern der Feder) eingepreßten Kugeln und/oder sonstigen Distanzstücken erzeugt. Durch diese Kugeln bzw. Distanzstücke wird die Feder gegenüber ihrer Ruhelage in Längsrichtung auseinandergedrückt, wodurch die Vorspannung entsteht.

Nach einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antenne wird die Vorspannung der Feder mit Hilfe eines Spanndrahtes oder Spannbandes erzeugt. In diesem Fall wird die erfindungsgemäße Feder mit Hilfe des Spanndrahtes in ihrer Längsrichtung zusammengezogen, wodurch die erfindungsgemäße Vorspannung entsteht.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und werden im folgenden anhand verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Daneben sind auch noch viele andere Ausführungsformen gemäß der Erfindung möglich.

Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Antenne für Kraftfahrzeuge, teilweise in schnittbildlicher Darstellung,

Figur 2 eine Vorderansicht (aus Fahrtrichtung gesehen) der gleichen erfindungsgemäßen Antenne für Kraftfahrzeuge, bei der der Antennenstab 1 aus Platzgründen nur verkürzt dargestellt ist, und die Anschlußelemente der Antenne ebenfalls aus Platzgründen fortgelassen wurden.

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Figur 3 den unteren Teil des Antennenstabes der erfindungsgemäßen Antenne, teilweise in 3chnittbildlicher Darstellung,

Figur 4 den unteren Teil des Antennenstabes (Biegestück) in gebogener Form und schnittbildlicher Darstellung,

Figur 5 den unteren Teil eines weiteren erfindungsgemäßen Antennenstabes in teilweise schnittbildlicher Darstellung,

Figur 6 den unteren Teil eines weiteren erfindungsgemäßen Antennenstabes in gebogener und teilweise schnittbildlicher Darstellung,

Figur 7 den Antennenfuß der erfindungsgemäßen Antenne teilweise in schnittbildlicher Darstellung mit dem unteren Teil des Antennenstabes, der auf dem oberen und abgeplattet ausgebildeten Ende des Antennenfußes schwenkbar befestigt ist,

F igur 8 eine Vorderansicht (aus Fahrtrichtung gesehen) des gleichen erfindungsgemäßen Antennenfußes entsprechend Figur 5 in teilweise schnittbildlicher Darstellung,

Figur 9 eine erfindungsgemäße montierte Antenne, zusammen mit einem vorderen rechten Teilstück eines Kraftfahrzeuges von oben und von vorn aus gesehen.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Antenne für Kraftfahrzeuge von einer Seite aus betrachtet dargestellt, bei der der untere Teil des Antennenstabes 1 (Biegestück) und der obere Teil des Antennenfußes 3 aufgeschnitten gezeichnet ist. Der untere Teil des Antennenstabes 1 ist bei diesem Ausfgh^ngsbeispiel vollständig von einem Elastomere 2 eingehüllt. Aus dem aufgeschnitten dargestellten Teil des Antennenstabes 1 sind die hier als Punkte gezeichneten und geschnittenen einzelnen Windungen 10 der Druckfeder deutlich erkennbar, die vollständig von dem Elastomere 2 umhüllt sind. Auch die Zwischenräume sind vollständig mit dem gleichen Elastomere aufgefüllt. Die Windungen 10 der Druckfeder liegen an einem Ende auf

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dem Zapfen 13 und am anderen Ende auf dem Zapfen 12 elektrisch leitend und fest auf und sind dort Windung an Windung gewickelt, so daß sie in diesem Teil eine Zugfeder darstellen. Der Zapfen 12 besitzt auf der anderen Seite einen Gewindebolzen, der in den Antennenfuß 3 einschraubbar ist. Die von dem gesamten Antennenstab 1 aufgenommenen elektromagnetischen Wellen werden innerhalb des Antennenstabes 1 elektrisch leitend über den Bolzen 13 und die einzelnen Windungen der Feder 10 zu dem Bolzen 12 und schließlich über den sich daran anschließenden Gewindebolzen in den Antennenfuß 3 geleitet. Innerhalb des im wesentlichen kegelförmig (kreiskegelförmig) und hohl ausgebildeten Antennenfußes 3 ist die Leiterplatte 30 untergebracht, auf der elektrische und elektronische Bauteile 29 zur Verstärkung der vom Antennenstab 1 aufgenommene Empfangsenergie angeordnet sind. Die auf der Kraftfahrzeugkarosserie aufliegende Grundfläche des Antennenfußes 3, die bei diesem Ausführungsbeispiel eine Ellipsenform hat, ist von der aus einem elastischen Material bestehenden Manschette 4 umgeben. Unterhalb der Grundfläche des Antennenfußes 3 und der Manschette 4 und im montierten Zustand der Antenne auch unterhalb der Kraftfahrzeugkarosserie sind die Befestigungsteile 5 für die Antenne angeordnet, wobei in dieser Figur im wesentlichen nur die auf einem Gewindebolzen sitzende Befestigungsmutter mit aufgesetzter Zahnscheibe sichtbar ist. Durch den Gewindebolzen hindurch sind aus dem Inneren des Antennenfußes 3 die elektrischen Anschlüsse der Antenne herausgeführt worden. Dies sind im ein-» zelnen das Stromzuführungskabel 6 mit dem Kabelschuh 7 und das Antennenkabel 8 mit dem zugehörigen Antennenstecker 9.

In Figur 2 ist die bereits aus Figur 1 bekannte und soeben beschriebene Antenne noch einmal gezeigt, jedoch um 90° gedreht und damit aus Fahrtrichtung gesehen. Bei dieser Darstellung sind aus Platzgründen die elektrischen Anschlüsse nicht gezeichnet worden und der Antennenstab 1 ist nur verkürzt dargestellt. Besonders deutlich geht jedoch aus dieser Figur 2 hervor, daß die kreiskegelförmige Struktur des Antennenfußes 3 an seinem oberen Ende zur Befestigung des Antennenstabes 1 abgeplattet verläuft und der Antennenstab 1 im untersten Teil, das hier vollständig von dem Elastomere 2 umhüllt ist, derart gestaltet ist, daß sich ein annähernd formschlüssiger Übergang zwischen dem Antennenfuß 3 und dem Antennenstab 1 ergibt.

Die Figur 3 zeigt lediglich den untersten Teil eines weiteren erfindungsgemäö ausgestalteten Antennenstabes 1, wobei vor allem das die Feder enthaltende Biegestück detailliert als Schnittbild dargestellt ist. Auf den beiden bereits aus Figur 1 bekannten Bolzen 12 und 13 sind die beiden Enden der Feder elektrisch leitend festgelegt. In dieser Figur ist in dem Kernbereich der Feder der in Längsrichtung der Feder verlaufende und von dem Elastomere 2 freie Hohlraum 11 deutlich dargestellt.

Figur 4 zeigt nochmals detailliert den untersten Teil (Biegestück) des gleichen bereits aus Figur 3 bekannten Antennenstabes 1, wobei in dieser Figur 4 insbesondere die Verhältnisse im gebogenen Zustand des Biegestückes lediglich zur Verdeutlichung weit übertrieben dargestellt sind. Man erkennt deutlich, wie an der einen Seite der Feder (Innenseite des Bogens) das Elastomere zwischen den einzelnen Windungen 10 der Feder gestaucht wird und als Verdickungen 31 nach außen ausweicht und als weitere Verdickungen 32 auch nach innen in den Hohlraum 11 ausweicht. An der gegenüberliegenden Seite der Feder (Außenseite des Bogens) ist dagegen das Elastomere 2 zwischen den einzelnen Windungen 10 der Feder aufgrund der Biegebeanspruchung auseinandergezogen, wodurch Verdünnungen 33 an der Außenseite des Antennenstabes 1 und weitere Verdünnungen 34 im Inneren des Hohlraumes 11 im Kernbereich der gebogenen Feder entstehen. Selbstverständlich ist diese Darstellung weit übertrieben gezeichnet. Tatsächlich werden die Verdünnungen 33 und 34 sowie die Verdickungen 31 und 32 mit bloßem Auge an einem erfindungsgemäßen Antennenstab im gebogenen Zustand kaum feststellbar sein. Diese übertriebene Darstellung dient lediglich dazu, die bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Antennenstab und insbesondere an dem Biegestück herrschenden Verhältnisse zu verdeutlichen. Durch den erfindungsgemäß im Kernbereich der Feder in Längsrichtung gebildeten Hohlraum 11 kann nämlich bei der Biegebeanspruchung der Feder das zwischen den einzelnen Windungen 10 der Feder vorhandene Elastomere auch in diesen Hohlraum 11 hinein ausweichen bzw. aus dem Hohlraum 11 heraus in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen 10 der Feder nachfließen, wodurch im Ergebnis ein größerer Biegebereich ohne bleibende Verformung erreicht wird, als es ohne den erfindungsgemäß im Kernbereich der Feder ausgebildeten Hohlraum 11 der Fall ist.

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Ein weiterer nach der Erfindung ausgebildeter Antennenstab und insbesondere dessen unterster Teil, nämlich das Biegestück, ist in Figur 5 dargestellt, wobei das Biegestück selbst im Schnitt gezeichnet ist. Mit der eng schraffierten Fläche ist das die Feder und auch den unteren Teil des Antennenstabes 1 umhüllende und hier aufgeschnittene Elastomere 2 gekennzeichnet. Die Enden der Feder liegen auf je einem Führungszapfen 21 und 22 elektrisch leitend fest auf. Durch diese beiden Führungszapfen 21 und 22 und damit auch durch die Feder selbst ist ein Spanndraht 20 hindurchgeführt, der mit Hilfe der Befestigungsteile 23 und 24 derart gespannt und befestigt werden kann, daß die erfindungsgemäße Feder etwas zusammengedrückt wird und dadurch eine Vorspannung erhält. Die derart vorgespannte Feder ist an ihren jeweiligen Enden in den beiden Zapfen 14 und 15 gehalten, wozu insbesondere die an diesen Zapfen angearbeiteten Flansche 16,17,18 und 19 dienen. Durch diese vorgespannte Feder, die in den unteren Teil des Antennenstabes eingearbeitet ist, wird für die Auslenkung (Biegung) des Antennenstabes eine wesentlich höhere Anfangskraft (Schwellenkraft) benötigt, um den Antennenstab auszulenken als bei einer einfachen, nicht vorgespannten Feder. Die Flansche 18 und 19 bzw. 16 und 17 können auch als ein an dem jeweiligen Zapfen 15 bzw. 14 umlaufender einziger Flansch ausgebildet sein, so daß im Ergebnis eine Art Buchse entsteht, in die die beiden Enden der gespannten Feder nebst Befestigungsteilen 23 und 24 elektrisch leitend und fest sitzend hineingesteckt und befestigt sind.

Figur 6 zeigt wiederum in schnittbildlicher Darstellung den untersten Teil (Biegestück) eines weiteren erfindungsgemäß ausgestalteten Antennenstabes 1. Auch bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Biegestückes erhält die aus den einzelnen Windungen 10 bestehende Feder eine Vorspannung, und zwar durch in den Hohlraum 11 mit Hilfe des Gewindeetiftes 36 eingepreßte Kugeln 35, die sich am anderen Ende der Feder gegen den Zapfen 13 abstützen, wenn der Hohlraum 11 vollständig mit Kugeln 35 aufgefüllt ist. Besonders vorteilhaft bei dieser Konstruktion ist, daß mit Hilfe des Gewindestiftes 36 die Vorspannung der Feder - die Feder wird bei dieser Art der Erzeugung der Vorspannung gegenüber ihrer Ruhelage auseinandergedrückt - kontinuierlich einstellbar ist, und zwar noch nach Fertigstellung des Biegestückes, das heißt, auch dann, wenn die einzelnen Windungen 10 der Feder nebst den beiden in die Enden der Feder hineinreichenden Zapfen 1.2 und 13 vollständig von dem Elastomere 2 umhüllt sind. Selbstverständlich müssen die Enden der Feder auf den beiden Zapfen 12 und 13 derart fest angeordnet sein, z. B.

durch auf die Zapfen 12 und 13 angeordnete Gewindegänge, daß sich die Feder beim Spannen nicht von den Zapfen 12 und 13 lösen kann. Der Gewindestift 36 kann gleichzeitig auch noch dazu benutzt werden, um den gesamten Antennenstab 1 mit dem Antennenfuß 3 zu verbinden, indem diese beiden Teile einfach miteinander verschraubt werden.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antenne und insbesondere des Antennenfußes 3 und der Befestigungsart des Antennenstabes an dem Antennenfuß 3 ist in Figur 7 und in Figur 8 dargestellt. Figur 7 zeigt den Antennenfuß 3, der hier als Hohlkörper ausgebildet ist, in teilweise schnittbildlicher Darstellung. Der unterste Teil des von dem Elastomere 2 umhüllten Antennenstabes ist hier nur angedeutet. Figur 8 zeigt die gleiche Konstruktion wie aus Figur 7 in teilweise schnittbildlicher Darstellung, jedoch aus Fahrtrichtung gesehen. Aus beiden Figuren ist die Anordnung der Leiterplatte 30 und der darauf aufgebrachten elektrischen und elektronischen Bauteile 29 deutlich ersichtlich. Bemerkenswert ist die schwenkbare Anordnung des Antennenstabes 1, von dem in beiden Figuren aus Vereinfachungsgründen nur der unterste von dem Elastomere 2 umhüllte Teil gezeigt ist. Der Gewindebolzen 25 ist in eine speziell im Hinblick auf die Schwenkbarkeit des Antennenstabes 1 ausgebildete Mutter 26 eingeschraubt. Diese Mutter 26 besitzt zunächst zwei parallel verlaufende Flächen, die sich an den seitlich im Antennenfuß 3 angeordneten RippenVxjeweglich abstützen. Durch diese Ausbildung der Mutter 26 wird erreicht, daß die beiden parallel zueinander angeordneten Flächen an der Mutter 26 an den Rippen 27 entlang gleiten können, derart, daß lediglich eine Bewegung quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges möglich ist. Die quer zur Fahrtrichtung vorliegende Beweglichkeit des Antennenstabes 1 wird begrenzt durch die im Antennenfuß 3 angeordnete Zwischenwand 28 und zwei an der Unterseite der Mutter 26 angeordnete winklig zueinanderverlaufende Flächen, was besonders deutlich aus Figur 8 hervorgeht. Eine derartige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antenne wird immer dann zweckmäßig sein, wenn die Antenne auch auf äußerst schmalen und seitlich geneigten Karosserieflächen montiert werden soll, die eine Drehung der ellipsenförmigen Grundfläche auf der sehr schmalen Karosseriefläche zum Ausgleich der seitlichen Neigung wegen Platzmangel nicht zulassen.

Figur 9 zeigt eine erfindungsgemäße Antenne 46 zusammen mit einem vorderen rechten Teilstück eines Kraftfahrzeuges von oben und von vorn aus gesehen. Auf der seitlich abfallend geneigten Karosserlefläche 50 ist die erfindungsgemäße Antenne 46 derart montiert, daß die gedachte Längsachse 43 der bei dieser Ausgestaltung des Antennenfußes 3 ellipsenförmig ausgebildeten und von der Linie 44 begrenzten Grundfläche so weit gegenüber einem parallelen Verlauf mit der Fahrtrichtung 40 und damit auch mit der Längsachse des Fahrzeuges verdreht ist, bis der Antennenstab, aus Fahrtrichtung gesehen, senkrecht zu stehen scheint. In Figur 9 ist gestrichelt auch angedeutet, wie die Antenne 45 bei Montage auf der seitlich geneigten Karosseriefläche 50 über das Fahrzeug seitlich hinausragen würde, wenn die gedachte Mittellinie 41 der von der strichlierten Linie 42 umschlossenen elliptischen Grundfläche des Antennenfußes 3 parallel zur Fahrtrichtung 40 und damit auch parallel zur Längsachse des Fahrzeuges verlaufen würde. Eine derartige Montage ist schon aus Sicherheitsgründen nicht zulässig. Erfindungsgemäß wird daher die Antenne, wie vorstehend geschrieben, gedreht, was besonders deutlich auch durch die Pfeile 48 und 49 angedeutet ist. Die Linie 47 ist die auf der elliptischen Grundfläche des Antennenfußes 3 errichtete Senkrechte. Bei der Drehung der Antenne führt die Antennenspitze eine Bewegung aus, wie sie durch den Pfeil 49 angedeutet und durch die Linien 51 und 52 begrenzt ist. Im Ergebnis weist die Antenne 46 (der Antennenstab) - von der Seite aus betrachtet - eine geringere Neigung ge·' genüber der Kraftfahrzeugkarosserie auf, als es bei einer Montage entsprechend der gestrichelt angedeuteten Antenne 45 der Fall gewesen wäre.

Mit diesem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten und angeordneten Antenne soll die Vielzahl der möglichen Ausführungsformen und Kombinationsmöglichkeiten nach der Erfindung nur angedeutet werden. Selbstverständlich sind daneben auch andere Ausführungsformen und Kombinationen nach der Erfindung möglich, die hier nicht, beschrieben worden sind.

Patentanwälte
Dlpl.-Ing. Horst Rose
Dipl.-Ing. Peter Kos**¹

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Leerseite

Claims

Dipl.-lng. Horst Rös-_

Dipl.-lng. Peter Kosel

Hohenhöfen 5 - Postf. 123

Tel.: (0 53 82) 28 42

D-3353 Bad Gandershaim

Unsere Akten-Nr.: 2167/406 Bad Gandersheim, 17. Febr. 1982 Hans Kolbe & Co.

Patentansprüche

( 1J Antenne für Kraftfahrzeuge mit einem an der Fahrzeugkarosserie montierbaren Antennenfuß (3) nebst Befestigungsteilen (5) für sogenannte Einlochbefestigung und mit einem Antennenstab (1), der an dem dem AntennenfuQ (3) zugeordneten Ende als ein eine wendeiförmige Feder enthaltendes, eine durchgehende elektrisch lei-

WQb(BJ.

tende Verbindung bildendes und federnd biegsames Teilstück ausgebildet ist UnaVwenigstens dieses Teilstück von einem Elastomere (2), vorzugsweise einem thermoplastischen Elastomere, umhüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder wenigstens im Biegebereich als eine Druckfeder ausgebildet ist, bei der die einzelnen Windungen (10) der Feder vollständig von einem Elastomere (2), vorzugsweie von einem thermoplastischen Elastomere umhüllt sind, und wenigstens die Zwischenräume zwischen den Windungen (10) der Druckfeder vollständig mit dem gleichen Elastomere (2) aufgefüllt sind.
2. Antenne für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder im Biegebereich von dem dem Antennenfuß (3) abgewandten Ende aus betrachtet, mit stetig abnehmendem Durchmesser, also konisch verlaufend, gewendelt ist.
3. Antenne für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder im Biegebereich von dem dem Antennenfuß (3) zugeordneten Ende aus betrachtet, mit stetig abnehmender Steigung gewendelt ist.
4. Antenne für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder im Biegebereich sowohl mit einem konischen Verlauf nach Anspruch 2 als auch mit stetig abnehmender Steigung nach Anspruch 3 gewendelt ist.
5. Antenne für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Kernber.eich der Feder in Längsrichtung ein vom Elastomere freier Hohlraum (11) gebildet ist.
6. Antenne für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder an den beiden Enden außerhalb des Biegebereiches als Zugfeder ausgebildet ist und auf in die Enden hineingreifende und mit einem Gewinde versehene Zapfen (12, 13) fest aufliegt.
7. Antenne für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenstab (1) einen Isolierkörper, vorzugsweise einen faserverstärkten Stab enthält, auf den der Antennendraht nach Art einer Wendelantenne aufgewickelt ist, und der so gebildete Antennenstab (1) mit einem Schrumpfschlauch witterungsbeständig umhüllt ist.
8. Antenne für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenfuß im wesentlichen kegelförmig (kreiskegelförmig) ausgebildet ist, derart, daß die Grundfläche des Kegels, die auch die Grundfläche des Antennenfußes (3) ist, in wenigstens einer Ebene gegenüber der Kegelachse (gedachte Mittellinie des Kegels) geneigt ist, vorzugsweise mit einem Winkel geneigt ist, der im mittleren Bereich zwischen G° und 90° liegt.
9. Antenne für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelförmig ausgebildete Antennenfuß (3) an seinem oberen Ende zur Befestigung des Antennenstabes (1) abgeplattet ausgebildet ist, und der Antennenstab (1) im untersten Teil derart gestaltet ist, daß sich ein annähernd formschlüssiger Übergang zwischen dem Antennenfuß (3) und dem Antennenstab (1) ergibt.
10. Antenne für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelförmige Antennenfuß (3) als Hohlkörper ausgebildet ist und als Gehäuse für elektrische bzw. elektronische Bauteile dient.
11. Antenne für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erfindungsgemäße Feder vorgespannt ist.
12. Antenne für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Feder mit Hilfe von in den Hohlraum (11) eingepreßter Kugeln (35) und/oder sonstiger Distanzstücke erzeugt wird.
13. Antenne für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Feder mit Hilfe eines Spanndrahtes/Spannbandes (20) erzeugt wird.

Patentanwälte Dipl.-Ing. K :rst Rose Dipl.-ing. Poier Kosel