EP0854536B1 - Faserverstärktes Kunststoff-Formteil mit integrierter Antenne - Google Patents

Faserverstärktes Kunststoff-Formteil mit integrierter Antenne Download PDF

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EP0854536B1 EP98100191A EP98100191A EP0854536B1 EP 0854536 B1 EP0854536 B1 EP 0854536B1 EP 98100191 A EP98100191 A EP 98100191A EP 98100191 A EP98100191 A EP 98100191A EP 0854536 B1 EP0854536 B1 EP 0854536B1
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    • H01Q1/40—Radiating elements coated with or embedded in protective material

Definitions

  • a fiber-reinforced plastic molding shows z. EP 0 531 840 B1.
  • a fiber mat provided with a binder of a resin-hardener system is preformed at a temperature at which the resin-hardener system behaves thermoplastic, and then cured thermoset to the preform.
  • SMC molding compound UP resin, glass fiber reinforced
  • antennas are generally transmitting and / or receiving antennas, z. B. for radios, radios, cellular telephones, etc. meant.
  • No. 4,647,495 discloses a fiber-reinforced plastic molded part with a fabric which has fibers in the warp and weft directions and fibers of the fabric have an electrical conductivity and these fibers form an antenna, wherein the fabric has carbon fibers in warp or weft direction.
  • At least one antenna is integrated in the fiber-reinforced plastic molded part.
  • the fibers used to reinforce the molded part have electrical conductivity. From these fibers, the antenna or the antennas are formed.
  • a fabric is pressed into the molded part, which has carbon fibers in warp or weft direction.
  • the pressing of the tissue is z. B. according to the method specified in EP 0 531 840 B1.
  • the thickness and / or length of the fibers is selected depending on the required antenna tuning.
  • the carbon fibers are arranged in the fabric at a distance from each other. A distance of 5 mm has proven to be advantageous in experiments. After contacting, there were good reception qualities in the radio.
  • the fibers or the fabric are coated with cured UP or vinyl ester resin.
  • the moldings described can be arranged with the integrated antenna or antennas on a vehicle, for. B. in the boot lid or in or on the bumper.
  • This metal shield is advantageously an aluminum-coated synthetic fiber fabric or non-woven fabric.
  • the introduction of the antenna into the molded part can, as described, be carried out by weaving the electrically conductive fibers in warp or weft direction into the fabric. But it can also be done by sewing (eg zig-zag stitch) or sticking to the tissue.
  • Fig. 1 shows a plan view of a carbon fiber laminate, which forms a molding 4.
  • the individual carbon fibers 1 are arranged in parallel at a distance of about 5 mm. If these carbon fibers 1 contacted, an antenna can be formed from them.
  • Fig. 2a shows a fabric of carbon fibers 1 with glass fibers 2.
  • the carbon fibers 1 are each adjacent to a glass fiber 2 and vice versa, wherein the fibers are arranged parallel and spaced from each other.
  • Fig. 2b shows a tissue as Fig. 2a only the tissue is additionally pretreated here, so that the intersection points 5 are fixed. In FIG. 2b, by way of example, a fixed crossing point 5 is highlighted.
  • This fabric is coated with cured UP or vinyl ester resin. As a result, the dimensional stability is achieved.
  • Fig. 3a shows a fabric 4 with carbon fibers 1.
  • the fabric is pretreated as shown in Fig. 2b.
  • Fig. 3b shows this fabric deformed and hardened.
  • these fabrics 4 is pressed with SMC 6 to form a molded part 3.
  • the carbon fibers 1 in these moldings can then be used as antennas.
  • FIG. 4a, b show pressed-in receiving antennas in the primary molded part 3a (FIG. 4a) and in the secondary molded part 3b (FIG. 4b).
  • the antenna is identified by the reference numeral 7.
  • FIGS 5a, b show a similar arrangement, but for transmitting antennas.
  • a metal-coated (preferably aluminum-coated) fabric 8 is additionally provided for shielding.
  • the figures show only schematically the arrangement of antennas 7 in a molded part 3.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein faserverstärktes Kunststoff-Formteil nach dem Anspruch 1.
  • Ein faserverstärktes Kunststoff-Formteil zeigt z. B. EP 0 531 840 B1. Hier wird zunächst eine mit einem Bindemittel aus einem Harz-Härter-System versehene Fasermatte bei einer Temperatur, bei der sich das Harz-Härter-System thermoplastisch verhält, vorgeformt und anschließend duroplastisch zum Vorformling ausgehärtet. Anschließend wird SMC-Formmasse (UP-Harz, glasfaserverstärkt) auf den derart hergestellten Vorformling aufgegeben und mit diesem zum Formteil verpresst.
  • Je nach Kundenanforderung müssen bis zu sechs Antennen je Fahrzeug untergebracht werden. Der Fahrzeugkonstrukteur steht vor der Aufgabe, den Platz für diese Antennen am Fahrzeug zu finden.
  • Mit Antennen sind hier allgemein Sende- und/oder Empfangsantennen, z. B. für Radiogeräte, Funkgeräte, Funktelefone etc. gemeint.
  • US 4,647,495 offenbart ein faserverstärktes Kunststoff-Formteil mit einem Gewebe, welches in Kette- und Schussrichtung Fasern aufweist und Fasern des Gewebes eine elektrische Leitfähigkeit besitzen und diese Fasern eine Antenne bilden, wobei das Gewebe in Kette- oder Schussrichtung Kohlefasern aufweist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein faserverstärktes Kunststoff-Formteil mit einer integrierten Antenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, welches
    • kostengünstig herzustellen ist,
    • bei geringem Gewicht eine gute Zugfestigkeit besitzt und
    • sich bei Kontaktierung der Kohlefasern eine gute Empfangsqualität im Rundfunkgerät ergibt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Im faserverstärkten Kunststoff-Formteil ist mindestens eine Antenne integriert. Hierdurch sind neue Designs möglich, z. B. bei tragbaren Rundfunk-, Fernsehgeräten oder Handys.
  • Die Fasern, die zur Verstärkung des Formteils eingesetzt werden, besitzen eine elektrische Leitfähigkeit. Aus diesen Fasern ist die Antenne bzw. sind die Antennen gebildet.
  • Kohlefasern haben sich als besonders zweckmäßig erwiesen, da sie sowohl eine elektrische Leitfähigkeit als auch eine gute Zugfestigkeit besitzen. Bevorzugt besteht das Formteil aus bis zu 60 Gewichtsprozent Kohlefasern.
  • In bevorzugter Ausführungsform wird ein Gewebe in das Formteil eingepresst, welches in Kette- oder Schussrichtung Kohlefasern aufweist. Das Einpressen des Gewebes erfolgt z. B. nach dem in der EP 0 531 840 B1 angegebenen Verfahren. Die Dicke und/oder Länge der Fasern ist dabei je nach der erforderlichen Antennenabstimmung ausgesucht. Erfindungsgemäß sind die Kohlefasern im Gewebe mit Abstand voneinander angeordnet. Ein Abstand von 5 mm hat sich in Versuchen als vorteilhaft erwiesen. Nach der Kontaktierung zeigten sich gute Empfangsqualitäten im Rundfunkgerät.
  • In besonderer Ausführungsform sind die Fasern bzw. das Gewebe mit ausgehärtetem UP- oder Vinylesterharz beschichtet. Hierdurch kann keine Beschädigung oder Verschiebung der Faserstränge bei der Weiterverarbeitung zum SMC-Formteil erfolgen.
  • Besonders vorteilhaft lassen sich die beschriebenen Formteile mit der integrierten Antenne bzw. den Antennen an einem Fahrzeug anordnen, z. B. im Kofferraumdeckel oder im oder am Stoßfänger.
  • Bei Sendeantennen wird bevorzugt zum Schutz, z. B. der Fahrzeuginsassen in Kraftfahrzeugen, noch eine zusätzliche Metallabschirmung in das Formteil integriert. Diese Metallabschirmung ist vorteilhafter Weise ein mit Aluminium bedampftes synthetisches Fasergewebe oder Vlies.
  • Das Einbringen der Antenne in das Formteil kann, wie beschrieben, durch das Einweben der elektrisch leitfähigen Fasern in Kette- oder Schussrichtung in das Gewebe erfolgen. Es kann aber auch durch Aufnähen (z. B. Zick-Zack-Stich) oder Aufkleben auf das Gewebe erfolgen.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschrieben sind. Es zeigt:
    • Fig. 1
    ein Kohlefaserlaminat,
    Fig. 2a
    eine Draufsicht auf ein Gewebe mit Kohlefaserrovings,
    Fig. 2b
    eine Draufsicht auf ein vorbehandeltes Gewebe mit Kohlefaserrovings,
    Fig. 3a
    ein Gewebe mit Kohlefaserrovings ähnlich Fig. 2b,
    Fig. 3b
    das Gewebe von Fig. 3a verformt und gehärtet und
    Fig. 3c
    das Gewebe von Fig. 3b mit SMC verpreßt,
    Fig. 4
    eingepreßte Empfangsantennen im Primärformteil (Fig. 4a) und im Sekundärformteil (Fig. 4b), und
    Fig. 5
    eingepreßte Sendeantennen im Primärformteil (Fig. 5a) und im Sekundärformteil (Fig. 5b).
  • Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Kohlefaserlaminat, welches ein Formteil 4 bildet. Die einzelnen Kohlefasern 1 sind parallel in einem Abstand von ca. 5 mm angeordnet. Werden diese Kohlefasern 1 kontaktiert, kann aus ihnen eine Antenne gebildet werden.
  • Fig. 2a zeigt ein Gewebe aus Kohlefasern 1 mit Glasfasern 2. Die Kohlefasern 1 sind jeweils einer Glasfaser 2 benachbart angeordnet und umgekehrt, wobei die Fasern parallel und mit Abstand voneinander angeordnet sind. Fig. 2b zeigt ein Gewebe wie Fig. 2a nur ist das Gewebe hier zusätzlich vorbehandelt, so daß die Kreuzungspunkte 5 fixiert sind. In der Fig. 2b ist beispielhaft ein fixierter Kreuzungspunkt 5 hervorgehoben. Dieses Gewebe ist mit ausgehärtetem UP- oder Vinylesterharz beschichtet. Hierdurch ist die Formstabilität erreicht.
  • Fig. 3a zeigt ein Gewebe 4 mit Kohlefasern 1. Das Gewebe ist hierbei wie in Fig. 2b vorbehandelt. Fig. 3b zeigt dieses Gewebe verformt und gehärtet. In Fig. 3c wird diese Gewebe 4 mit SMC 6 zu einem Formteil 3 verpreßt. Die Kohlefasern 1 in diesen Formteilen lassen sich dann als Antennen verwenden.
  • Fig. 4a, b zeigen eingepreßte Empfangsantennen im Primärformteil 3a (Fig. 4a) und im Sekundärformteil 3b (Fig. 4b). Die Antenne ist mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnet.
  • Fig. 5a, b zeigen eine ähnliche Anordnung, jedoch für Sendeantennen. Hier ist zusätzlich noch ein metallbedampftes (bevorzugt aluminiumbedampftes) Gewebe 8 zur Abschirmung vorgesehen. Die Figuren zeigen nur schematisch die Anordnung von Antennen 7 in einem Formteil 3.

Claims (6)

  1. Faserverstärktes Kunststoff-Formteil (3) mit einem Gewebe (4), welches in Kette- und Schussrichtung Fasern aufweist und Fasern des Gewebes eine elektrische Leitfähigkeit besitzen und diese Fasern eine Antenne bilden, wobei das Gewebe (4) in Kette- oder Schussrichtung Kohlefasern (1) und Glasfasern (2) aufweist, die andere Richtung, d.h. Schuss- oder Ketterichtung, aus Glasfasern (2) besteht, die Kohlefasern jeweils einer Glasfaser benachbart angeordnet sind und umgekehrt, wobei in beiden Richtungen die Fasern parallel und mit Abstand voneinander angeordnet sind, und die Kohlefasern (1) mit einem Abstand von 5 mm voneinander angeordnet sind.
  2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) aus bis zu 60 Gewichtsprozent Kohlefasern (1) besteht.
  3. Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke und/oder Länge der Kohlefasern (1) je nach der erforderlichen Antennenabstimmung ausgesucht sind.
  4. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) mit der integrierten Antenne bzw. den Antennen an einem Fahrzeug angeordnet ist und z. B. ein Kofferraumdeckel ist oder im oder am Stoßfänger angeordnet ist.
  5. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Sendeantennen eine zusätzliche Metallabschirmung (8) in das Formteil (3) integriert ist.
  6. Formteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallabschirmung (8) ein mit Aluminium bedampftes synthetisches Fasergewebe oder Vlies ist.
EP98100191A 1997-01-15 1998-01-08 Faserverstärktes Kunststoff-Formteil mit integrierter Antenne Expired - Lifetime EP0854536B1 (de)

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DE19729972 1997-07-12

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EP0854536A3 EP0854536A3 (de) 2000-07-05
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