Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Antenne sowie eine Antenne, insbesondere einer Mobilfunkantenne für Fahrzeuge, gemäß den Merkmalen des jeweiligen Oberbegriffes der unabhängigen Patentansprüche.
Solche Antennen, insbesondere Mobilfunkantennen für Fahrzeuge, sind bekannt. Diese weisen einen metallenen Grundkörper auf, der einerseits mit Empfangsmitteln, insbesondere mit einem Antennenwendel oder einer Antennenrute, versehen ist und andererseits einen Kontaktbereich aufweist, mit dem die Antenne in einen korrespondierenden Kontaktbereich im Fahrzeug eingesteckt oder eingeschraubt wird. Die Empfangsmittel sind elastisch ausgebildet, so dass einerseits keine Unfallgefahr besteht und andererseits die Antenne den im Betrieb wirkenden Windkräften nachgeben kann. Zusätzlich ist die Antenne noch mit einer elektrisch nicht leitenden Ummantelung umgeben, um die metallenen Teile im Inneren vor Korrosion zu schützen und ein insgesamt gefälligeres Erscheinungsbild zu erzielen.
Bei der Herstellung der Ummantelung ist es bekannt, dass der Grundkörper mit den Empfangsmitteln in eine Form eingesetzt wird und anschließend die Form mit der die Ummantelung bildende Masse ausgefüllt wird. Hierbei handelt es sich beispielsweise um ein thermoplastisches Elastomer. Bei dieser Vorgehensweise kann es passieren, dass der Grundkörper und/oder die Empfangsmittel nicht zentriert in der Form angeordnet sind, so dass Teilbereiche von beiden nicht vollständig mit der Masse der Ummantelung umgeben werden können. Um dieses Problem zu beseitigen, ist schon vorgeschlagen worden, den Grundkörper und/oder die Empfangsmittel mit in Richtung der Längsachse der Empfangsmittel reichende Stifte in der Form festzulegen. Damit wird zwar das Ziel erreicht, dass der Grundkörper und/oder die Empfangsmittel zentriert in der Form angeordnet sind; dabei entstehen aber nach Herstellung der Ummantelung und Entfernen der Stifte in der Ummantelung Löcher, über die Feuchtigkeit in das Innere der Antenne eindringen kann, die wiederum zur Korrosion und damit zu Funktionsstörungen der Antenne führt.
Aus der US 6,271,804 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Mobilfunkantenne für Fahrzeuge sowie eine entsprechende Mobilfunkantenne bekannt. Diese Mobilfunkantenne weist einen Grundkörper ohne Bohrung auf, der mit Empfangsmittel versehen ist. Der Grundkörper und die Empfangsmittel sind von einer Ummantelung umgeben.
Aus der US 6,137,452 ist eine Antenne für ein Mobiltelefon bekannt, bei der ein Grundkörper auf einem Stab angeordnet ist. Dieses Gebilde aus Stab und Grundkörper wird in zwei Formhälften eingelegt und mit einem elektrisch nicht leitfähigen Material umspritzt, so dass ein einteiliger Grundkörper aus Kunststoff entsteht, der an seinem einen Ende ein Gewinde aufweist. Nach der Herstellung dieses einteiligen Grundkörpers werden spiralförmige Nuten mit einem elektrisch leitfähigen Material beschichtet und anschließend eine separate Ummantelung aufgebracht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, sowohl ein Verfahren zur Herstellung einer Antenne als auch eine Antenne selber anzugeben, wobei die eingangs geschilderten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung einer Antenne mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgesehen. Durch diesen Zentrierstift, der exakt auf der Mitte und der Längsachse der Form ausgerichtet ist, wird auch gewährleistet, dass der Grundkörper exakt mittig in der Form angeordnet wird. Der Zentrierstift und der Grundkörper sind somit zueinander fluchtend ausgerichtet. Wurden die Empfangsmittel ebenfalls fluchtend zu dem Grundkörper ausgerichtet und an diesem befestigt, wird durch den in die Bohrung eingeführten Zentrierstift gewährleistet, dass sowohl Grundkörper als auch Empfangsmittel mittig längs der Längsachse der Form ausgerichtet sind, so dass diese beiden Bauteile, nach dem sie in die Form eingesetzt worden sind, vollständig mit der Masse umgeben werden, die die Ummantelung bildet. Damit sind dann nach Entfernen der Form der Grundkörper und die Empfangsmittel mit der Ummantelung umgeben, ohne dass störende Öffnungen verbleiben. Durch eine Ummantelung des Grundkörpers an seiner Unterseite im Kontaktbereich kann auch sichergestellt werden, dass nach dem Einsetzen der Antenne keine Feuchtigkeit mehr in den Kontaktbereich eindringen kann. Dies wird insbesondere dann zuverlässig bewirkt, wenn der Kontaktbereich als Gewinde ausgeführt ist, so dass nach Anziehen der Schraubverbindung der untere radiale Bereich der Ummantelung leicht gequetscht wird und diesen Bereich gegen Feuchtigkeit abdichtet.
Grundkörper und Empfangsmittel können zwei oder mehr einzelne Bauteile sein, die in entsprechender Weise zusammengefügt werden. Auch der Grundkörper kann mehrteilig ausgebildet sein. Vorstellbar wäre auch ein einzelnes (einstückiges) Bauteil, das die Funktion beider bietet, wobei also auch der Grundkörper Empfangsmittel ist, d.h. daß sich in Kombination von Grundkörper mit dem Antennenwendel, der Feder oder dergleichen die gesamte Antenne ergibt.
Weiterhin ist gemäß Patentanspruch 1 vorgesehen, dass mit dem Zentrierstift auch die Empfangsmittel zentriert in der Form ausgerichtet werden. Bei der ersten Variante ist es erforderlich, dass dann, wenn nur der Grundkörper selber zentriert in der Form ausgerichtet wird, schon die Empfangsmittel fluchtend zu dem Grundkörper ausgerichtet und an diesem befestigt sind. Dies bedingt unter Umständen eine präzise Fertigung von Grundkörper und Empfangsmittel, insbesondere in deren gemeinsamen Befestigungsbereich, so dass diese präzise Herstellung entfallen kann, wenn mit dem Zentrierstift auch die Empfangsmittel zentriert in der Form ausgerichtet werden. Dies läßt sich insbesondere dann einfach bewerkstelligen, wenn die Empfangsmittel als Antennenwendel (Feder) ausgebildet sind, die einen bohrungsähnlichen Mittelbereich aufweisen. Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Durchmesser der Bohrung in dem Grundkörper und der Durchmesser in den Empfangsmitteln nahezu- übereinstimmen und mit dem Außendurchmesser des Zentrierstifteskorrespondieren. Je enger die Toleranzen sind, desto besser ist die zentrierte Ausrichtung von Grundkörper und Empfangsmitteln in der Form.
Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte sowie Ausgestaltungen einer Antenne sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antenne sowie eines erfindunggemäßen Verfahrens zur Herstellung der Antenne sind im folgenden beschrieben und anhand der Figuren erläutert, wobei die Erfindung jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist.
Es zeigen:
Figur 1 zeigt in etwa in der Mitte in Figur 1A einen Grundkörper 1 für eine Antenne, der aus Metall besteht und beispielsweise aus einem Halbzeug gedreht werden kann. Dieser Grundkörper 1 weist einerseits einen Kontaktbereich 2 auf, der beispielsweise als Schraubgewinde (alternativ auch als Bajonett oder dergleichen) ausgebildet ist, mit dem die fertige Antenne in einen korrespondierenden Kontaktbereich im Fahrzeug eingeschraubt wird. Auf der dem Kontaktbereich 2 abgewandten Seite weist der Grundkörper 1 einen Aufnahmebereich 3 auf, der Empfangsmittel wie ein Antennenwendel aufnimmt. Zwischen den beiden Bereichen 2 und 3 ist ein Zwischenbereich 4 vorhanden, der beispielsweise als Mehrkant ausgebildet ist, um einen gewissen Verdrehschutz zwischen dem Grundkörper und der späteren Ummantelung herzustellen.
In Figur 1 B (unterer Bereich) ist der Grundkörper 1 im Schnitt B-B entsprechend Figur 1 A dargestellt. Hier ist zu erkennen, dass der Grundkörper 1 zumindest im Kontaktbereich 2, aber auch durchgehend, eine Bohrung 5 aufweist. Im Aufnahmebereich 3 ist zur Aufnahme der Empfangsmittel beispielsweise noch ein Sackloch 6 angeordnet, das einen größeren Durchmesser aufweist als die Bohrung 5.
In Figur 1 C (oben) ist der Grundkörper 1 bei Betrachtung in Richtung des Aufnahmebereiches 3 gezeigt, wobei insbesondere die Bohrung 5 und der Mehrkant (insbesondere Sechskant) des Zwischenbereiches 4 erkennbar ist.
In den Figuren 2 A bis 2 C ist von oben nach unten das Verfahren zur Herstellung der Antenne gezeigt. Nachdem der Grundkörper 1 gefertigt wurde und beispielsweise auch ein Antennenwendel 7 hergestellt wurde, wird dieser Antennenwendel 7 in dem Sackloch 6 des Grundkörpers 1 festgelegt. Dies kann beispielsweise durch eine Presspassung oder auch durch Verlöten, Verschweißen, Verkleben oder andere Stoffverbindungen erfolgen.
In Figur 2 B ist gezeigt, dass die Baueinheit aus Grundkörper 1 und Antennenwendel 7 (Figur 2 A) in eine Form 8 eingelegt sind. Dies geschieht in der Weise, dass der Grundkörper 1 zumindest mit seinem Kontaktbereich 2 in ein Verschlußstück 9 eingesetzt, insbesondere eingeschraubt wird. Dieses Verschlußstück 9 weist damit fest verbunden einen Zentrierstift 10 auf, wobei das Verschlußstück 9 mit seinem Zentrierstift 10 derart in die Form 8 eingesetzt und festgelegt wird, dass der Zentrierstift mittig und längs der Längsachse der Form 8 ausgerichtet ist. Durch diese exakte Ausrichtung des Zentrierstiftes 10 in der Form 8 wird gewährleistet, dass auch der Grundkörper 1 exakt mittig und zentriert in der Form 8 festgelegt wird. Bei der Ausführung, die in Figur 2 B gezeigt ist, erstreckt sich der Zentrierstift 10 sowohl durch die Bohrung 5 des Grundkörpers als auch zumindest teilweise, im wesentlichen aber über die gesamte Länge des Antennenwendels 7. Dies trägt zu einer verbesserten Zentrierung auch des Antennenwendels 7 bei, insbesondere dann, wenn dieses ebenfalls nicht exakt in Längsrichtung ausgerichtet ist. Nach dieser Vorbereitung wird der freie Bereich der Form 8 mit einer Masse ausgefüllt, insbesondere ausgespritzt. Bei dieser elastischen Masse kann es sich beispielsweise um einen thermoplastischen Elastomer (TPE) handeln. Nach Verfestigung dieser Masse kann die Antenne aus der Form 8 genommen werden, entweder dadurch, dass das Verschlußstück 9 aus der Form 8 herausgezogen wird oder die Antenne aus dem Verschlußstück 9 herausgenommen wird, so dass die fertige Antenne zugänglich ist, wobei in beiden Fällen die Form 8 aus zwei Hälften besteht, die voneinander getrennt werden.
Figur 2 C zeigt schließlich die fertige Antenne 11, bei der erkennbar ist, dass der Grundkörper 1 (mit Ausnahme seines Kontaktbereiches 2) einschließlich des Antennenwendels 7 vollständig von der Ummantelung 12 umgeben ist, ohne dass Teile des Grundkörpers 1 oder des Antennenwendels 7 die Ummantelung 12 (mit Ausnahme des Kontaktbereiches 2) durchstoßen. Der Antennenwendel 7 ist exakt zu der Längsachse der fertigen Antenne 11 ausgerichtet. Nach dem Anbringen der fertigen Antenne 11 an dem Fahrzeug gibt es keine metallischen Bereiche mehr, die mit der Umgebung in Verbindung kommen können.