| JP2000252738 | MICROSTRIP SPIRAL ANTENNA |
| JP08008627 | FEEDER FIXING METHOD FOR HELICAL ANTENNA |
| JP09199928 | PORTABLE TELEPHONE SYSTEM |
BLICKLE, Günther (Eichenstrasse 13, Walddorfhäslach, 72141, DE)
Hirschmann Car Communication GmbH, Neckartenzlingen
P A T E N T A N S P R ü C H E
1.
Antenne, insbesondere Mobilfunkantenne für Fahrzeuge, wobei die Antenne ein Anschlussteil (3) und Empfangsmittel, insbesondere eine spiralförmige Antennenwendel (7), aufweist, die von Ummantelungsmaterial (16) umgeben sind, wobei das Anschlussteil (3) aus einem leitenden Werkstoff hergestellt ist und an einem Ende Verbindungsmittel, z. B. ein Gewinde, ein Bajonett oder dergleichen zum Befestigen an einem Antennenfuß im betriebsfertigen Zustand und/oder an einem Werkzeugteil (1) während der Herstellung hat, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Empfangsmittel eine Hülse (6) vorgesehen ist, die vor dem Aufbringen des Ummantelungsmaterials (16) an dem dem Verbindungsmittel abgewandten Ende des Anschlussteils (3) festgelegt ist.
2.
Antenne nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) in einer Erweiterungsöffnung (5) des Anschlussteils (3) festsitzend, insbesondere mit leichtem Presssitz, eingesetzt ist.
3.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) aus Kunststoff, vorzugsweise aus Stangenmaterial, hergestellt und entsprechend abgelängt ist. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) an dem dem Anschlussteil (3) abgewandten Ende vor dem Aufbringen des Ummantelungsmatehals (16) mittels eines Stopfens verschlossen ist.
5.
Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) als Spritzgussteil, vorzugsweise unter Zufügen von Füllstoffen und Fasern verstärkt, hergestellt ist.
6.
Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenwendel (7) in der spritzgegossenen Hülse (6) mit eingespritzt ist und insbesondere die Antennenwendel (7) eine Spiralfeder ist.
7.
Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) als Spritzgussstrumpf mit verschlossenem Ende hergestellt ist.
8.
Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenwendel (7) als schlauchförmiger Mantel auf der Hülse (6) angeordnet und am Anschlussteil (3), vorzugsweise auf einem Hals (8) des Anschlussteils (3) festgelegt ist.
9.
Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenwendel (7) auf der als Stangenmaterial vorliegenden Hülse (6) über deren Länge angebracht, mit der Hülse (6) abgelängt und in die Erweiterungsöffnung (5) eingefügt ist. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenwendel (7) auf der Hülse (6), vorzugsweise durch Verpressen oder Verspannen oder unter Hilfe von Fixiermitteln, wie Fixierlack oder Halteklipse oder Klebeband, befestigt ist.
11.
Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenwendel (7) von einem Schrumpfschlauch umgeben und durch Schrumpfen des Schlauches auf der Hülse (6) befestigt ist.
12.
Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Draht (15), ein Band (14), ein elektrisch leitfähiger Kunststoffdraht mit einer Isolierung oder ein Geflecht aus leitendem Material, vorzugsweise Kupfer, von einer Ummantelung (13) aus Kunststoff umgeben und mittels der Klebeschicht (12) auf der Hülse (6) festgelegt sind.
13.
Antenne nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenwendel (7) Klebebänder (11) aufweist, die auf der Hülse (6) aufgewickelt sind, wobei die Klebebänder (11) im Querschnitt gesehen etwa rechteckig ausgeführt sind und den Draht (15), das Band (14), den elektrisch leitfähigen Kunststoffdraht mit der Isolierung oder das Geflecht und eine Klebeschicht (12) aufweisen.
14.
Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil (3) als Befestigungsmittel eine öffnung insbesondere mit einem Innengewinde aufweist, an das sich eine zentrale öffnung (4) anschließt, die bis zum Innenraum der Hülse (6) reicht. Verfahren zum Herstellen einer Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Werkzeugteil (1) ein Führungsstift (2) befestigt wird/ist, der vorzugsweise bis zu dem dem Anschlussteil (3) abgewandten Ende der Hülse (6), bis zum Stopfen oder bis zum inneren Ende des Spritzgussstrumpfes reicht, dass das Anschlussteil (3) mit Hülse (6) und Antennenwendel (7) am Werkzeugteil (1) befestigt wird, dass das Werkzeugteil (1) mit einem ein- oder mehrteiligen Werkzeuggegenteil (9), das mit seiner Innenform der äußeren Kontur der Antenne entspricht, verbunden wird und dass das Ummantelungsmaterial (16) in das Werkzeug eingespritzt wird.
16.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass am Werkzeuggegenteil (9) ein in Verlängerung des Führungsstifts (2) angeordneter Gegenhaltestift (10) vorgesehen wird, der mit dem Führungsstift (2) oder dem Ende der Hülse (6) vor dem Einspritzen des Ummantelungsmaterials (16) fixiert wird und dass der Gegenhaltestift (10) in der Nachdruckphase des Ummantelungsmaterials (16) zum Schließen der öffnung des Gegenhaltestifts (10) zurückgezogen wird.
17.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenwendel (7) in den Innenraum der Hülse (6) an dem dem Anschlussteil (3) benachbarten Ende umgestülpt wird und dass nach dem Einspritzen des Ummantelungsmaterials (16) und Ausformen der Antenne ein Kontaktstift durch die zentrale öffnung (4) im Anschlussteil (3) eingeführt wird. |
B E S C H R E I B U N G
Antenne, insbesondere Mobilfunkantenne für Fahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antenne, insbesondere Mobilfunkantenne für Fahrzeuge, wobei die Antenne ein Anschlussteil und Empfangsmittel, insbesondere eine spiralförmige Antennenwendel, aufweist, die von Ummantelungsmaterial umgeben sind, wobei das Anschlussteil aus einem leitenden Werkstoff hergestellt und an einem Ende Verbindungsmittel, zum Beispiel ein Gewinde, ein Bajonett oder dergleichen, zum Befestigen an einem Antennenfuß im betriebsfertigen Zustand und/oder an einem Werkzeugteil während der Herstellung hat, gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Eine gattungsgemäß Antenne und ein Verfahren zum Herstellen einer entsprechenden Antenne ist aus der EP 1 318 565 A1 bekannt. Das Anschlussteil dieser Antenne hat eine durchgehende Bohrung, so dass während der Herstellung ein Führungsstift eingeschoben werden kann, der an dem Werkzeugteil befestigt ist und als Stütze für die Antennenwendel während des Ummantelungsvorganges vorgesehen ist. Da das Ummantelungsmaterial mit Druck in die Werkzeugform eingeführt wird, besteht das Problem, dass sich der Führungsstift und die Antennenwendel trotzdem verbiegen, was zu Ausschuss führen kann. Des Weiteren ist der Durchmesser der Antennenwendel begrenzt, da er dem Führungsstift angepasst sein muss. Durch diese Ausgestaltung ist sowohl der mechanische Widerstand gegen ein Verbiegen während des Einbringens des Ummantelungsmaterials als auch die Länge der spiralförmigen Abmessung der Antennenwendel begrenzt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, diese Nachteile zu beheben und eine Antenne sowie ein Verfahren zur Herstellung zur Verfügung zu stellen, bei dem das Verbiegen des Führungsstiftes und der Antennenwendel beim Einbringen des Ummantelungsmaterials vermieden bzw. reduziert und die wirksame Länge der Antennenwendel vergrößert wird, so dass insgesamt der Ausschuss und die Kosten zur Herstellung verringert und der Empfang der Antenne verbessert werden.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass innerhalb der Empfangsmittel eine Hülse vorgesehen ist, die vor dem Aufbringen des Ummantelungsmaterials an dem dem Verbindungsmittel abgewandten Ende des Anschlussteils befestigt ist. Dadurch wird sowohl der Durchmesser der Antennenwendel vergrößert als auch der Widerstand beim Einbringen des Ummantelungsmaterials erhöht. Diese Maßnahme wird noch dadurch verbessert, dass die Hülse in einer Erweiterungsöffnung des Anschlussteils festsitzen, insbesondere mit leichtem Presssitz, eingesetzt ist.
Eine kostengünstige Herstellung der Hülse wird dadurch erreicht, dass sie aus Kunststoff, vorzugsweise aus Stangenmaterial hergestellt ist und entsprechend der benötigten Abmessung abgelängt wird. Damit kein Ummantelungsmaterial am freien Ende der Hülse in diese eintritt, wird vorgeschlagen, dass die Hülse an dem dem Anschlussteil abgewandten Ende vor dem Einbringen des Ummantelungsmaterials mittels eines Stopfens verschlossen ist. Die Hülse kann aber auch anstelle der Herstellung aus Stangenmaterial als Spritzgussteil, vorzugsweise unter Einfügung von Füllstoffen und Fasern zur Verstärkung, hergestellt werden. Bei Herstellung der Hülse als Spritzgussteil kann das freie Ende der Hülse bei der Herstellung bereits verschlossen sein, so dass die Hülse als Spritzgussstrumpf ausgeführt ist.
Die Antennenwendel kann in verschiedener Weise hergestellt und auf der Hülse angebracht werden. Die Antennenwendel kann als schlauchförmiger Mantel hergestellt und auf der Hülse angeordnet sein, wobei das Ende der Antennenwendel am Anschlussteil, vorzugsweise auf einem Hals des Anschlussteils, festgelegt ist. Die
Antennenwendel kann dort verklemmt, verstemmt aber auch verlötet sein, um eine sichere Verbindung und Kontaktierung mit dem Anschlussteil herzustellen. Die Antennenwendel kann auf der als Stangenmaterial vorliegenden Hülse bereits vor Herstellung der Antenne angebracht sein, so dass, gleichzeitig mit dem Ablängen der Hülse auch der Antennenwendel entsprechend abgelängt wird. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Erweiterungsöffnung im Anschlussteil der Außenabmessung des Antennenwendels angepasst ist, so dass die Antennenwendel gleichzeitig mit der Hülse in die Erweiterungsöffnung eingebracht wird. Dadurch ist ebenfalls eine gute Verbindung und Kontaktierung der Antennenwendel in der Erweiterungsöffnung gegeben.
Zur sicheren Befestigung der Antennenwendel auf der Hülse kann diese durch Verpressen oder Verspannen oder unter Hilfe von Fixiermitteln, wie Fixierlack oder Halteklipse oder Klebeband auf der Hülse befestigt sein. Die Antennenwendel kann auch von einem Schrumpfschlauch umgeben und durch Schrumpfen des Schlauches auf der Hülse befestigt werden. Die Antennenwendel kann auch aus Klebebändern hergestellt werden, die auf der Hülse aufgewinkelt sind. Die Klebebänder sind vorzugsweise im Querschnitt gesehen etwa rechteckig ausgeführt und weisen einen Draht, ein Band oder ein Geflecht aus leitendem Material, vorzugsweise aus Kupfer, auf. Sie haben auf einer Seite eine Klebeschicht, so dass die Antennenwendel durch spiralförmiges Wickeln der Klebebänder hergestellt werden kann. Der Draht, das Band oder Geflecht kann von einem Mantel aus Kunststoff umgeben sein, so dass die Klebeschicht auf dem Kunststoff angebracht ist. Der Draht, das Band oder das Geflecht sind dabei geschützt eingebettet. Das dem Anschlussteil zugewandte Ende wird abisoliert und mit dem Anschlussteil elektrisch verbunden.
In vorteilhafter Weise weist das Anschlussteil als Befestigungsmittel ein Innengewinde auf, an das sich eine Zentralöffnung anschließt, die bis zum Innenraum der Hülse reicht. Durch diese Ausgestaltung kann der Durchmesser des Führungsstiftes im Gegensatz zur Ausführung des Anschlussteils mit Außengewinde vergrößert sein, da der Führungsstift bis zur Innenabmessung des Innengewindes reichen kann.
Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Antenne nach einem der vorhergehenden Merkmale wird vorgeschlagen, dass an dem Werkzeugteil ein Führungsstift befestigt wird/ist, der vorzugsweise bis zu dem im Anschlussteil abgewandten Ende der Hülse, bis zum Stopfen oder bis zum inneren Ende des Spritzgussstrumpfes reicht, dass das Anschlussteil mit Hülse und Antennenwendel am Werkzeugteil befestigt wird, dass das Werkzeugteil mit einem ein- oder mehrteiligen Werkzeuggegenteil, das mit seiner Innenform der äußeren Kontur der Antenne entspricht, verbunden wird und dass das Ummantelungsmaterial in das Werkzeug eingespritzt wird.
Zur weiteren Verbesserung der Führung des Führungsstifts mit Hülse und Antennenwendel kann in Verlängerung des Führungsstifts ein Gegenhaltestift im Werkzeuggegenteil vorgesehen werden, der mit dem Führungsstift, wenn eine offene Hülse verwendet wird, vor Einspritzen des Ummantelungsmaterials fixiert wird und dass der Gegenhaltestift in der Nachdruckphase des Ummantelungsmaterials zum Schließen der durch den Gegenhaltestift entstandenen öffnung zurückgezogen wird. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass die bisher bei Stabantennen vorhandenen öffnungen in der Ummantelung (die für die Lagefixierung des Stabes im Spritzgußwerkzeug erforderlich waren) entfallen. Dadurch kann keine Feuchtigkeit mehr in das Innere der Stabantenne eindringen, so dass Korrosionen vermieden werden, die ansonsten zur Empfangsverschlechterung geführt hätten. Außerdem ergibt sich eine gefälligere Außenoptik.
Zum besseren Befestigen und Kontaktieren der Antennenwendel kann diese in den Innenraum der Hülse an den dem Anschlussteil benachbarten Ende umgestülpt werden, wobei nach dem Einspritzen des Ummantelungsmaterials und Ausformen der Antenne und Entfernen des Führungsstifts ein Kontaktstift durch die öffnung im Anschlussteil eingeführt wird, wodurch das umgestülpte Ende der Antennenwendel durch den Kontaktstift gut leitend mit dem Anschlussteil verbunden wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung, auf die diese jedoch nicht beschränkt ist, sind im Folgenden beschrieben und anhand der Figuren erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 : einen Längsschnitt durch ein Herstellungswerkzeug und einen
Längsschnitt durch die Antenne, Figur 2: einen Querschnitt durch ein Klebeband mit Kupferband zur
Herstellung einer Antennenwendel und Figur 3: einen Querschnitt durch ein Klebeband mit einem Draht aus Kupfer, ansonsten entsprechend Fig. 2.
In den Figuren 1 und 3 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 ein Werkzeugteil bezeichnet, das als Verschlussstück hergestellt ist. In dem Werkzeugteil 1 ist ein mit 2 bezeichneter Führungsstift befestigt, vorzugsweise eingeschraubt. Weiterhin ist in dem Werkzeugteil 1 ein mit 3 bezeichnetes Anschlussteil befestigt, vorzugsweise ebenfalls eingeschraubt. Das Anschlussteil 3 weist eine mit 4 bezeichnete zentrale öffnung auf, an die sich eine Erweiterungsöffnung 5 anschließt. In der Erweiterungsöffnung 5 ist eine mit 6 bezeichnete Hülse eingesetzt, die vorzugsweise mittels Presssitz in der Erweiterungsöffnung befestigt ist. Um die Hülse 6 herum ist eine mit 7 bezeichnete Antennenwendel angeordnet, die auf einem Hals 8 des Anschlussteils 4 befestigt ist, wobei als Befestigungsmaßnahmen Pressen oder Löten vorgesehen ist, um eine gute elektrische Verbindung der Antennenwendel mit dem Anschlussstück sicherzustellen. Der Führungsstift 2 reicht durch die zentrale öffnung 4 im Anschlussteil 3 sowie durch die Hülse 6 bis zu deren Ende. Im An- schluss an das Werkzeugteil 1 ist ein mit 9 bezeichnetes Werkzeuggegenteil vorgesehen, das einstückig ausgebildet ist. Der Innenumfang des Werkzeuggegenteils 9 ist so ausgebildet, dass zwischen dem Anschlussteil 3 und der Antennenwendel 7 ein Raum entsteht, in dem Ummantelungsmaterial 16 im Spritzgussverfahren eingeführt wird, so dass die Innenform des Werkzeuggegenteils der fertigen Kontur der Antenne entspricht.
In Verlängerung des Führungsstiftes 2 ist im Werkzeuggegenteii 9 ein Gegenhaltestift 10 in dem Werkzeuggegenteil 9 axial verschiebbar geführt. Vor dem Einfüllen des Ummantelungsmaterials 16 wird der Gegenhaltestift 10 mit dem Führungsstift an dessen Spitze ggf. durch entsprechende Formgebungen am Führungsstift und am Gegenhaltestift fixiert, so dass das Ende des Führungsstifts 2 und damit die Hülse 6 und die Antennenwendel 7 geführt sind und beim Einspritzen des Ummantelungsmaterials 16 keine Verbiegung erfolgt. In der Nachdruckphase des Ummantelungsmaterials 16 wird dann der Gegenhaltestift 10 nach außen vom Führungsstift 2 weg verschoben, so dass das nachdrückende Ummantelungsmaterial die öffnung, die durch den Gegenhaltestift hervorgerufen wurde, schließt und damit das äußere Ende der Antenne verschlossen ist.
Die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Querschnitte durch allgemein mit 11 bezeichnete Klebebänder weisen eine mit 12 bezeichnete Klebeschicht auf, an die sich eine Ummantelung 13 aus Kunststoff anschließt. In der Ummantelung 13 ist in Figur 2 ein Band 14 eingebettet, das aus Kupfer hergestellt ist. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 unterscheidet sich von dem nach Figur 2 dadurch, dass anstelle des Bandes 14 ein mit 15 bezeichneter Draht eingebettet ist, der ebenfalls aus Kupfer hergestellt ist.
Wie bereits in der allgemeinen Beschreibung erläutert, kann die Antennenwendel durch spiralförmiges Wickeln der Klebebänder 11 um die Hülse 6 herum hergestellt werden, wobei zwischen Anschlussteil 3 und Band 14 oder Draht 15 eine elektrische Verbindung hergestellt wird.
Die Hülse 6 kann starr, alternativ aber auch elastisch verformbar ausgebildet sein. Letzteres hat den Vorteil, dass die gesamte stabförmige Antenne von außen auf sie wirkenden Kräften nachgeben kann, gleichzeitg die Hülse aber aufgrund ihrer Materialeigenschaften ein erforderliches Rückstellmoment aufweist, um die Antenne wieder in ihre Sollposition zu bringen, wenn die Kräfte nicht mehr wirken. Das heißt, dass die Hülse 6 aufgrund ihrer Kostruktion bzw. ihres Materials elastisch ist und in gewissen Bereichen biegsam ausgebildet ist.
Weiterhin sind zum Beispiel noch folgende Alternativen möglich. Es erfolgt ein nachträgliches Einbringen eines elastischen oder biegefesten Stabes in die Hülse 6 zur Einstellung der Biegesteifigkeit der Stabantenne (der Antennenrute) über die gesamte Länge oder auch nur einen Teil der Gesamtlänge. Die Fixierung erfolgt beispielsweise im Anschlußteil und/oder in der Hülse 6, zum Beispiel durch Verkleben oder Verpressen. Der nachträglich eingebrachte Stab kann beispielsweise partielle Aufweitungen haben, die an der Innenkontur der Hülse zur Anlage kommen. Der Fixierstift (= Führungsstift 2) wird nicht fest mit dem Spritzgußwerkzeug verbunden, sondern ist ein für mehrere Werkzeuge verwendbares Teil. Damit kann er besser nach dem Spritzgußvorgang aus dem Werkzeug entnommen werden. Außerdem kann dadurch die Ausfahrlänge des Werrkzeuges verkürzt werden.
Es wurde schon ausgeführt, dass der Fixierstift (= Führungsstift 2) nicht fest mit dem Spritzgusswerkzeug verbunden wird, sondern ein für mehrere Werkzeuge verwendbares Teil ist. Das bedeutet, dass der Fixierstift ein in das Werkzeug einsetzbares und für eine Vielzahl von Ummantelungsvorgängen verwendbares Teil ist, das vorzugsweise zusammen mit der Einheit aus Anschlussteil, Hülse und Antennenwendel in das Werkzeug eingebracht und nach dem Umspitzen derselben mit dem Ummantelungsmaterial zusammen mit dieser wieder aus dem Werkzeug entnommen werden kann. Dadurch kann das Aufbringen von Anschlussteil, Hülse und Antennenwendel auf den Führungsstift bequem außerhalb des Werkzeugs erfolgen und die nötige Ausfahrlänge des Werkzeugs kann verkürzt werden. Weiterhin kann der Fixierstift auch als Montagevorrichtung verwendet werden, auf der das Anschlussteil und die Hülse montiert werden und die die Hülse beim Umwickeln mit der Antennenwendel unterstützt und führt, was insbesondere bei Verwendung eines elastischen Hülsenmaterials von Vorteil ist.
Bezugszeichenliste:
Werkzeugteil
Führungsstift
Anschlussteil zentrale öffnung
Erweiterungsöffnung
Hülse
Antennenwendel
Hals
Werkzeuggegenteil
Gegenhaltestift
Klebebänder
Klebeschichten
Ummantelungen
Band
Draht
Ummantelungsmaterial