DE4244611C2 - Fahrzeugantenne für hohe Frequenzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugantenne zum mobilen Senden und Empfangen, die mittels einer elastischen Ein­ knöpftülle in einem Karosseriedurchbruch befestigt ist.

Aus dem Gebrauchsmuster G8020788 ist eine Fahrzeugantenne mit einem innerhalb der Karosserie befestigten Schutz­ rohr zur Aufnahme einer starren oder als Teleskop ausge­ bildeten Antennenstabes bekannt. Die Antenne wird dabei mittels einer Einknöpftülle in einem Karosseriedurchbruch gehalten. Zur Herstellung einer definierten Masseverbin­ dung des Schutzrohres der Antenne mit der Karosserie dient ein an einem Flansch des Schutzrohres anschraubba­ rer Haltebügel. Eine andere Art der Masseverbindung kann durch ein entsprechendes Masseband zwischen der Antenne und der Karosserie hergestellt werden.

Nachteilig dabei ist, daß durch die punktuelle Massever­ bindung die Funktion der Antenne bei Frequenzen größer als 100 MHz zunehmend schlechter wird und daß die Gefahr von Störungen durch Erdschleifen besteht.

Weiterhin ist aus der G 88 15 094 eine Fahrzeugantenne bekannt, die eine Einknöpftülle und eine das Schutzrohr umgebende, separate Massekontaktvorrichtung aufweist, wo­ bei der Kontakt zwischen der Antenne und der Massekon­ taktvorrichtung mittels Stege eines tonnenförmigen Kon­ taktringes des Schutzrohrs hergestellt wird.

Nachteilig dabei ist, daß der Montageaufwand durch die separate Massekontaktvorrichtung erhöht und durch die ge­ ringen Auflageflächen der Stege des Kontaktringes an der Massekontaktvorrichtung eine ausreichende Funktion der Antenne bei Frequenzen größer als 100 MHZ nicht gewähr­ leistet ist.

Aus der G 90 16 130.0 ist eine Fahrzeugantenne mit einem Antennenstutzen zur Befestigung der Antenne in einem Karosseriedurchbruch des Karosserieblechs des Fahrzeugs bekannt, wobei der Antennenstutzen durch eine Einknüpftülle im Karosseriedurchbruch gehaltert wird, und die Antenne mit dem Karosserieblech eine kapazitive Masseverbindung hat.

Nachteilig ist, daß die kapazitive Masseverbindung über ein federndes Kontaktelement geschieht, daß in einiger Entfernung von dem Karosseriedurchbruch gegen eine relativ kleine Fläche der Karosserieinnenseite drückt, wobei der Lack an dieser Stelle der Karossierinnenseite mit einer leitenden Beschichtung bedeckt sein muß. Die Erstellung der kapazitiven Verbindung ist daher umständlich und die kapazitive Masseverbindung für hohe Frequenzen nicht ausreichend, insbesondere besteht wegen der "punktuellen" Masseverbindung in einiger Entfernung vom Karosseriedurchbruch die Gefahr von Erdschleifen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugantenne zu entwickeln, die auch für Frequenzen größer als 100 MHz geeignet ist und eine einfache Montage erlaubt.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale, des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird die Masseverbindung für hohe Fre­ quenzen dadurch erreicht, daß der Antennenstutzen von einem elektrisch leitenden Massetopf umgeben ist, der mit der Antenne fest aber beweglich verbunden ist, zur Innen­ seite des Karosserieblechs offen ist, gegen diese Innenseite drückt, und einen Rand bildet, daß zwischen dem Rand und dem den Karosseriedurchbruch umgebenden Karosserieblech ein Isolator angeordnet ist, so daß der Massetopf und das Karosserieblech mit dem dazwischen angeordneten Isolator eine um den Karosseriedurchbruch angeordnete und diesen vollständig umschließende Kapazität bilden.

Für eine Platz- und Gewichtsersparnis weist der Massetopf eine zylindrische, nach oben offene Form auf, die vorzugsweise kegelstumpfförmig zum offenen Ende hin ko­ nisch erweitert ist.

Vorteilhafterweise befindet sich um die Karosseriedurch­ führung mit der elektrisch isolierenden Einknöpftülle ein umlaufendes Masseelement, welches über einen leitenden Massetopf mit einer bestimmten Kraft an die Innenseite der Karosserie gedrückt wird. Der Massetopf besteht vor­ zugsweise aus elektrisch leitendem Kunststoff oder aus ei­ nem eine metallische Oberfläche aufweisenden Kunststoff. Die kapazitive Verbindung wird durch eine ausreichend große Metallfolie hergestellt, welche auf der Innenseite der Karosserie um die Karosseriedurchführung aufgebracht ist, wobei durch die sich zwischen der Karosserie und der Metallfolie befindende Lackschicht eine Kapazität er­ zeugt, und das Masseelement leitend auf die Metallfolie gepreßt wird.

Die Metallfolie besteht vorzugsweise aus einem leitenden, korrosionsbeständigen Material, insbesondere Edelstahl.

Das Masseelement ist als elastisches Kontaktelement ausgebildet, welches vorteilhafterweise im oberen Teil des Massetopfes eingelassen ist und einen Überstand von ca. 2 mm aufweist. Dadurch wird eine gut reproduzierbare Rundumanlage an der Metallfolie auf der Karosserie- Innenseite erreicht. Bevorzugterweise ist das Masseele­ ment als Masseband ausgebildet, die aus einem flexiblen, temperaturbeständigem Trägerelement und einer leitenden Außenschicht besteht. Das Trägerelement kann durch ein Elastomer und die Außenschicht durch ein Metallgeflecht, bevorzugt aus nichtrostendem Stahl, ausgebildet sein. Das Trägerelement bzw. das Elastomer muß in einem Temperaturbereich von -30°C bis +85°C beständig sein.

Der Massetopf ist der Kontur der Karosserie-Innenseite an der Antennen-Einbaustelle angepaßt, welches bei der Her­ stellung durch entsprechende Datensätze gewährleistet ist und er umfaßt die in das Innere der Karosserie hereinra­ gende isolierende Einknöpftülle. Der Massetopf weist an seinem der Karosserieinnenseite zugewandten, bevorzugter­ weise als Wulst ausgebildetem Rand eine Aufnahmenut zur Aufnahme des Masseelementes auf, welches bevorzugterweise als Masseband ausgebildet ist und in die Aufnahmenut ein­ gelegt wird. Durch seitliches punktuelles Verformen des Massetopfes ist das Masseband gegen Herausfallen gesi­ chert. Als Material für den Massetopf kommt vorzugsweise Zink- oder Aluminium-Druckguß in Betracht.

Die Druckkraft wird im allgemeinen durch eine Feder, die bevorzugterweise aus nichtrostendem Stahl ist, bereitge­ stellt und hat einen Wert von ca. oder größer 30 N. Die Feder bildet mit dem Massetopf eine Einheit, d. h. ist mit diesem fest verbunden, um die Gefahr des Verlierens aus­ zuschließen, so daß der Massetopf über den in die Ein­ knöpftülle eingeknöpften Antennenstutzen an die Karosse­ rie-Innenseite angedrückt wird. Dabei ist der Massetopf mit der Antenne, d. h. dem Antennenstutzen leitend aber beweglich verbunden.

Das Masseelement und die Aufnahmenut des Massetopfes sind so gestaltet, daß zwischen dem oberen Rand der Aufnah­ menut und der Karosserieinnenkontur ein in sich federnder 2,5 mm hoher Bereich bleibt und dadurch eine dauerhafte Masseverbindung zur Metallfolie am gesamten Umfang des Massetopfes besteht, welche durch die Druckfeder vorgege­ ben wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist nach­ folgend an Hand einer Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Fahrzeugantenne.

In einen Karosseriedurchbruch 2 des Karosseriebleches 1 ist eine Antenne eingeführt, die beispielsweise eine Te­ leskop- oder eine Stabantenne sein kann. Sie ist von oben her mittels einer isolierenden, elastischen Einknöpftülle 3 eingeknöpft, d. h. eingedrückt, und durch eine in die Randzone des Karosseriebleches 1 des Karosseriedurch­ bruchs 2 eingreifende Ringnut 4 befestigt. Das zylindri­ sche Innere der Einknöpftülle 3 haltert den Antennenstut­ zen 7 des Antennenschutzrohres 6, wobei die Einknöpftülle 3 in das Innere der Karosserie reicht. Innerhalb des An­ tennenschutzrohrs 6 ist das Teleskop 5 beherbergt. Unter­ halb der Einknöpftülle 3 verdickt sich der Antennenstut­ zen 7, worauf mittels eines Massetopfstutzens 13 ein im wesentlichen zylindrischer Massetopf 8 leitend aber ver­ schiebbar angebracht ist, dessen Innendurchmesser zur Ka­ rosserie hin geringfügig zunimmt. Der Massetopf 8 weist an seiner Oberseite einen Wulst 18 auf, der derart ge­ staltet ist, daß sein Rand 17 an die entsprechende Kontur der Innenseite des Karosse­ riebleches 1 der Antenneneinbaustelle angepaßt ist. Der Wulst 18 des Massetopfes 8 weist eine nach oben offene Aufnahmenut 10 auf, in die ein elastisches Masseelement 9 eingelassen ist. Das Masseelement 9 kontaktiert leitend eine Metallfolie 11, die um den Karosseriedurchbruch 2 in ausreichender Größe auf die Innenseite des Karosserieblechs 1 aufgebracht ist. Durch die nicht dargestellte Lackschicht zwischen dem Karosserieblech 1 und der Metallfolie 11 wird eine Kapazität geschaffen, die eine Masseverbindung für hohe Frequenzen darstellt, so daß ein definiertes Antennenpotential gewährleistet wird. Der Überstand des elastischen Masseelementes 9 gegenüber dem Rand 17 des Wulstes 18 beträgt ca. 2 mm. Dadurch wird eine gut reproduzierbare Rundumanlage des Massetopfes 8 an die Metallfolie 11 erreicht und etwaige Unebenheiten der Karosserie werden ausgeglichen. Der Massetopfstutzen 13 hat einen geringeren Außendurchmesser als das untere Ende des Massetopfes 3, so daß ein Absatz zum Abstützen einer Druckfeder 12 entsteht. Die Druckfeder 12 ist mit dem Massetopfstutzen 13 fest verbunden, beispielsweise dadurch, daß der Innendurchmesser der Druckfeder 12 kleiner ist, als der Außendurchmesser des Massetopf­ stutzens 13. Eine andere Art der Befestigung ist ebenso möglich. Das andere Ende der Druckfeder 12 stützt sich auf einen Flansch 14 ab, der fest mit dem An­ tennenschutzrohr 6 verbunden ist. Durch die Verschiebbar­ keit des Massetopfes relativ zum Antennenstutzen 7 drückt die Druckfeder 12 das Masseelement 9 des Massetopfs 8 ge­ gen die Metallfolie 11, da die Einknöpftülle 3 mit dem Karosserieblech 1 verankert ist. Der Druck der Druckfeder beträgt ca. 30 N. Der Flansch 14 weist eine weitere Mas­ severbindung 15 zur Karosserie auf, die den Massekontakt für die niedrigen RF-Frequenzen sicherstellt. Weiterhin enthält der Flansch 14 einen Kabelanschlußstutzen 16 zum Anschluß der Antenne an den entsprechenden Sender und/oder Empfänger.

Claims (27)

1. Fahrzeugantenne mit einem Antennenstutzen (7) zur Befestigung der Antenne in einem Karosseriedurchbruch (2) des Karosserieblechs (1) des Fahrzeugs, wobei der Antennenstutzen (7) durch eine Einknüpftülle (3) im Karosseriedurchbruch (2) gehalten wird, und die Antenne mit dem Karosserieblech (1) ein kapazitive Masseverbindung hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenstutzen (7) von einem elektrisch leitenden Massetopf (8) umgeben ist, der mit der Antenne fest aber beweglich verbunden und zur Innenseite des Karosserieblechs (1) offen ist, gegen diese Innenseite drückt und einen Rand (17) bildet, daß zwischen dem Rand (17) und einem den Karosseriedurchbruch (2) umgebenden Karosserieblech (1) ein Isolator an­ geordnet ist, so daß der Massetopf (8) und das Karosserieblech (1) mit dem dazwischen angeordneten Isolator eine um den Karosseriedurchbruch (2) angeordnete und diesen vollständig umschließende Kapazität bilden.

2. Fahrzeugantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator der Kapazität durch die innere Lackschicht des Karosserieblechs (1) gebildet ist.

3. Fahrzeugantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Massetopf (8) eine zylindrische Form aufweist.

4. Fahrzeugantenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Massetopf (8) zum oberen offenen Ende hin konisch erweitert.

5. Fahrzeugantenne nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der nach oben offene Rand (17) des Mas­ setopfes (8) an die Kontur der Einbaustelle des Fahrzeu­ ges angepaßt ist.

6. Fahrzeugantenne nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nach oben offene Rand (17) des Massetopfes (8) als Wulst (18) ausgebildet ist.

7. Fahrzeugantenne nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Massetopf (8) aus Zink- oder Al-Druckguß besteht.

8. Fahrzeugantenne nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Massetopf (8) aus elektrisch leitendem Kunststoff besteht.

9. Fahrzeugantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Lackschicht der Karosserie-Innenseite eine Metallfolie (11) aufgebracht ist, die den Karosseriedurchbruch (2) vollständig umschließt und mit dem Massetopf leitend verbunden ist, so daß die Kapazität durch das Karosserieblech (1), die Lackschicht und die Metallfolie (11) gebildet ist.

10. Fahrzeugantenne nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Kopplung durch eine auf der Lackschicht der, Karosserieinnenseite aufgebrachte, den Karosseriedurch­ bruch (2) zumindest teilweise umschließende Metallfolie (11) entsteht, die mit dem Massetopf (8) leitend verbun­ den ist.

11. Fahrzeugantenne nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Metallfolie (11) aus leitendem, korro­ sionsbeständigem Material besteht.

12. Fahrzeugantenne nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (11) aus Edelstahl ist.

13. Fahrzeugantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (18) des Massetopfes (8) eine Aufnahmenut (10) aufweist.

14. Fahrzeugantenne nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Aufnahmenut (10) ein Masseelement (9) eingebracht ist.

15. Fahrzeugantenne nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Masseelement (9) elastisch ist.

16. Fahrzeugantenne nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Masseelement (9) aus einem Ela­ stomer mit einer Metallummantelung besteht.

17. Fahrzeugantenne nach Anspruch 14 oder 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Masseelement (9) aus einem leitfä­ higen Elastomer besteht.

18. Fahrzeugantenne nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer des Masseelements (9) im Bereich von -30 bis +85°C temperaturbeständig ist.

19. Fahrzeugantenne nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Metallummantelung des Masseelements (9) aus Draht besteht.

20. Fahrzeugantenne nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Draht der Metallummantelung des Masse­ elements (9) aus einem leitenden, korrosionsbeständigen Material besteht.

21. Fahrzeugantenne nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Draht der Metallummantelung des Masse­ elements (9) aus Edelstahl besteht.

22. Fahrzeugantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Massetopf (8) mittels einer Druckfeder (12) gegen die Innenseite des Karosserieblechs (1) gedrückt wird.

23. Fahrzeugantenne nach Anspruch 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckfeder (12) aus nichtrostendem Stahl besteht.

24. Fahrzeugantenne nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkraft mit der die Druckfeder (12) den Massetopf (8) gegen die Karosserie drückt 30 N ist.

25. Fahrzeugantenne nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (12) mit dem Massetopf eine Einheit bildet.

26. Fahrzeugantenne nach Anspruch 25, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckfeder (12) über einen Massetopf­ stutzen (13) mit dem Massetopf (8) verbunden ist.

27. Fahrzeugantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Massetopf (8) leitend mit dem Antennenstutzen (7) verbunden ist.