DE1079133B

DE1079133B - Antriebseinrichtung fuer vom Fahrzeuginnern her elektrisch aus- und einfahrbare Teleskopantennen

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Publication number: DE1079133B
Application number: DEH30166A
Authority: DE
Original assignee: HIRSCHMANN RADIOTECHNIK; RADIOTECHNISCHES WERK
Current assignee: HIRSCHMANN RADIOTECHNIK; RADIOTECHNISCHES WERK
Priority date: 1957-05-18
Filing date: 1957-05-18
Publication date: 1960-04-07

Description

In Fahrzeugen, insbesondere zum Rundfunkempfang in Kraftfahrzeugen, werden, Teleskopantennen verwendet, die vom Fahrzeuginneren her mit Hilfe eines Antriebes aus- und eingefahren werden können. Der Antrieb wird dabei im einfachsten Fall durch einen Handschalter mit einer Energiequelle des Fahrzeugs, im allgemeinen mit der Kraftwagenbatterie, verbunden und wieder davon getrennt, wenn das Teleskop ganz aus- oder eingefahren ist. Die Laufrichtung des Antriebes muß zum Ein- und Ausfahren des Teleskopes gewechselt werden. Die Antriebskraft wird über eine Rutschkupplung oder eine andere Reibungsverbindung auf das Teleskop übertragen, weil der Antrieb mit einem Handschalter nicht exakt dann stillgesetzt werden kann, wenn das Teleskop seine Endstellung erreicht hat. Eine verbesserte Ausführungsfoorm dieser bekannten Antennen ist mit einer Schalteinrichtung ausgestattet, die mit dem Hauptschalter des mit der Antenne zusammen betriebenen Gerätes in der Weise eingeschaltet wird, daß das Teleskop beim Einschalten des Gerätes ausgefahren und beim Ausschalten des Gerätes eingefahren wird. Dabei wird der Motor jeweils durch die Schalteinrichtung wieder abgeschaltet, wenn das Teleskop seine Endlage erreicht hat.

Bei den zweckmäßigen bekannten Antennen dieser Art wird die Schalteinrichtung vom Motor über ein Untersetzungsgetriebe starr angetrieben. Sie schaltet also den Motor nach einer bestimmten Umdrehungszahl unabhängig von der Stellung des Teleskopes ab. Das hat den Vorteil, daß der Antriebsmotor auch dann abgeschaltet wird, wenn das Teleskop wegen irgendwelcher Störungen seine Endlage nicht erreicht. Das Antennenteleskop, das sich am Kraftwagen im Freien befindet und der Witterung und Verschmutzung ausgesetzt ist, kann nämlich vor dem Erreichen der Endstellung blockiert werden, wenn es stark verschmutzt oder gar verbogen ist. In diesem Fall rutscht die Reibungskupplung in der beschriebenen Antriebseinrichtung so lange durch, bis die Schalteinrichtung abschaltet. Es ist also verhindert, daß der Motor bei Störungen am Teleskop dauernd weiterläuft bis er entweder durchbrennt, oder die Kraftwagenbatterie entladen ist.

Die bekannte Schalteinrichtung ist so· ausgebildet, daß der Antrieb nach dem Abschalten stets für die andere Laufrichtung vorbereitet ist, auch dann, wenn das Teleskop wegen einer Störung die Endlage nicht erreicht hat.

Bei der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung für Teleskopantennen, die vom Fahrzeuginneren her elekirisch aus- und eingefahren werden, ist statt der Kombination von Rutschkupplung und Endlagenschalteinrichtung eine Federwaagenanordnung verwendet, durch die die Antriebskraft auf die Aus- und Einfahr-Antriebseinriditung

für vom Fahrzeuginnern her

elektrisch aus- und einfahrbare

Teleskopantennen

Anmelder:

Richard Hirschmann,

Radiotechnisches Werk,

Eßlingen/Neckar, Urbanstr. 28

vorrichtung des Teleskops übertragen und jeweils ein Abschaltkontakt zum Stillsetzen des Antriebsmotors betätigt wird, wenn beim Aus- oder Einfahren des Teleskops eine bestimmte durch eine Vorspannung der Waagenfedern festgesetzte Grenze der Schubs bzw. Zugkraft überschritten wird.

Die Kraft, bei der die Federwaagen anordnung den Schaltkontakt betätigt, ist größer als die Kraft, die zum Aus- oder Einfahren des ungehemmten Teleskops erforderlich ist. Diese Kraft wird auf jeden Fall in den Endlagen überschritten, in denen das ganz aus- oder eingefahrene Teleskop gegen einen Anschlag läuft. Wenn das Teleskop stark verschmutzt oder verbogen ist, so daß es vor Erreichen der Endlage festgehalten wird oder nur mehr schwer verschiebbar ist, so wird die Feder der Federwaage ebenfalls so stark zusammengedrückt, daß der Schaltkontakt betätigt und der Antriebsmotor stillgesetzt wird. Die kraftabhängige Schalteinrichtung verhindert also· ebenfalls mit Sicherheit, daß der Antriebsmotor längere Zeit überlastet werden kann, wenn das Teleskop wegen einer Hemmung seine Endstellung nicht erreicht. Bei der erfindungsgemäßen Antenne stehen die Federn der Federwaagenanordnung unter einer Vorspannung, die größer ist als die Kraft, die zum Aus- oder Einfahren des ungehemmten Teleskops erforderlich ist. Dadurch wird erreicht, daß die einzelnen Teile des Antriebsmechanismus ihr Stellung zueinander nicht ändern, solange die Antriebskraft zum Aus- oder Einfahren des Teleskops innerhalb der bestimmten Grenzen

909 769/3,75

bleibt. Erst wenn der festgelegte Grenzwert überschritten wird, werden die Federn der Federwaagenanordnung zusammengedrückt, und zwar so weit, daß die Schaltkontakte betätigt werden.

Zweckmäßig soll die Vorspannung der Waagenfedern einstellbar sein, damit der gewünschte Wert leicht eingestellt und auch später noch nachgestellt werden kann, wenn die Federspannung im Laufe der Zeit nachgelassen haben sollte.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der er- ίο findungsgemäßen Antriebseinrichtung ist die Schnecke eines Schneckentriebes, der die Antriebskraft auf die Aus- und Einfahrvorrichtung des Teleskops überträgt, auf der Antriebsachse verschiebbar. Beim Aus- oder Einfahren des Teleskops wird die Schnecke durch die Gegenkraft des Schneckenrades gegen eine Feder geschoben, die beim Überschreiten einer bestimmten Grenze der Gegenkraft die Betätigung eines Abschaltkontaktes zuläßt, der den Antrieb stillsetzt. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Ausführungsform hat die Schneckenwelle in ihrem mittleren, die Schnecke tragenden Teil einen größeren Durchmesser als in ihren äußeren Teilen. Von zwei Federn, vorzugsweise zwei Schraubenfedern, welche die äußeren Teile der Schneckenwelle umfassen, werden zwei Schaltrollen gegen die Wellenabsätze gedrückt. Die Spannung dieser Federn ist einstellbar, vorzugsweise mit zwei Muttern, die auf Gewindeenden der Achse aufgeschraubt sind.

Bei einer bekannten Haspel zum Ab- und Aufwickeln einer Flugzeugschleppantenne ist ebenfalls bereits eine Endlagen-Schalteinrichtung vorgesehen, die den Haspelantrieb stillsetzt, wenn das Antennenseil vollständig ab- oder aufgerollt ist (USA.-Patentschrift 2 204 579). Wenn das Antennenseil ganz aufgerollt ist, wird bei dieser bekannten Einrichtung ebenfalls eine Schnecke gegen eine Feder so· weit verschoben, daß ein Kontakt zum Abschalten des Antriebsmotors betätigt wird. Während des Aufrollens kann das glatte, biegsame Antennenseil nicht hängenbleiben, und die Patentschrift gibt deshalb keinen Hinweis darauf, daß der Antrieb bei einer Hemmung während des Aufwickeins zum Schutz des Motors gegen Überlastung vorzeitig abgeschaltet werden soll.

Da das Antennenseil nicht herausgeschoben werden kann, sondern durch ein kleines Gewicht am freien Ende herausgezogen wird, muß dagegen damit gerechnet werden, daß die Zugkraft des Gewichtes einmal nicht ausreicht, um das Antennenseil durch das Auslaßrohr zu ziehen. Auch in diesem Fall würde der Motor aber nicht überlastet werden, sondern, er würde die Haspel weiterdrehen, und das Antennenseil würde sich zu einem Knäuel im Flugzeuginnem abwickeln. Das verhindert eine zweite Schaltscheibe, die durch eine zweite Feder bis zur Betätigung eines zweiten Abschaltkontaktes verschoben wird, wenn der Zug des Antennenseils an der Haspel wegen einer Hemmung am Auslaßrohr entfallen sollte.

Bei der bekannten Vorrichtung dient die Federwaagenanordnung nicht der Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe, weil die Antriebseinrichtungen zum Aus- und Einfahren von Flugzeug-Seilantennen und Kraftfahrzeug-Teleskopantennen ganz verschiedene Anforderungen zu erfüllen haben. Die erfindungsgemäße Federwaagenanordnung ist aber zudem noch verbessert und überhaupt erst für Antriebe von aus- und einfahrbaren Teleskopantennen brauchbar gemacht worden, und zwar dadurch, daß die Abschaltkontakte zum Stillsetzen des Antriebsmotors erst dann betätigt werden, wenn beim Aus- oder Einfahren des TeIeskops eine bestimmte, durch eine Vorspannung der Waagenfedern festgelegte Grenze der Schub- bzw. Zugkraft am Teleskop überschritten wird. Die Vorzüge der vorgespannten Waagenfedern werden noch an Hand des Kraft-Weg-Diagramms der Federn näher erläutert.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung sind der Beschreibung der abgebildeten Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Vor allem wird noch gezeigt, daß man durch Anwendung des Erfindungsgedankens eine sehr einfache, robuste und billige Antriebseinrichtung herstellen kann. In

Fig. 1 ist die Prinzipschaltung der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung· wiedergegeben;

Fig. 2 zeigt die schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform; in

Fig. 3 sind die Kraft-Weg-Diagramme von zwei verschiedenen Federwaagenanordnungen aufgetragen;

Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneckentriebes.

In der Schaltung nach Fig. 1 ist an die Kraftwagenbatterie 1 der Rundfunkempfänger 2 angeschlossen, von dem nur die Heizwicklung 3 einer Röhre und der Hauptschalter 4 gezeichnet sind. Die Antriebseinrichtung zum Aus- und Einfahren des Teleskops ist ebenfalls an die Batterie 1 angeschlossen. Sie besteht aus dem Antriebsmotor mit dem Anker 5 und den beiden Feldwicklungen 6 und 7, den beiden Schaltkontakten 8 und 9, die von der Federwaagenanordnung betätigt werden und dem Relais 10 mit dem Umschaltkontakt 11.

Die Wicklung des Relais 10 ist an einer Batterieklemme und im Empfänger zwischen dem Hauptschalter 4 und der Röhrenheizung 3 angeschlossen. Wenn der Schalter 4 eingeschaltet wird, wird der Relaiskontakt 11 umgelegt. Dadurch wird der Stromkreis über die Feldwicklung 7, den Schaltkontakt 9 und den Motoranker 5 geschlossen. Der Motor läuft mit dem Drehsinn, daß die Teleskopantenne ausgefahren wird.

Wenn das Teleskop die Endstellung erreicht hat, so wird der Kontakt 9 der Federwaagenanordnung geöffnet und der Motor stillgesetzt. Der Kontakt 9 bleibt so lange geöffnet, bis der Empfänger mit dsm Hauptschalter wieder ausgeschaltet wird. Dann geht der Kontakt 11 des Relais 10 in die gezeichnete Stellung zurück, und der Motorstromkreis wird über die Feldwicklung 6, den Kontakt 8 und. den Motoranker 5 geschlossen. Der Motor läuft mit umgekehrter Drehrichtung, und das Teleskop wird eingefahren. Dabei schließt sich der Kontakt 9. Der Kontakt 8 wird geöffnet, wenn das Teleskop wieder ganz eingefahren ist.

Die Schalter 8 und 9 befinden sich in der Stellung A, wenn das Teleskop ganz eingefahren ist, und in der Stellung C, wenn das Teleskop ganz ausgefahren ist. Solange der Motor läuft, haben die beiden Schalter die Stellung B.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ist in der Fig. 2 schematisch dargestellt. Der Antriebsmotor 20 treibt über ein passend bemessenes Getriebe die Welle 12 an, die in den Seitenwänden des Gehäuses 13 drehbar gelagert ist. Auf der Welle 12 befinden sich zwischen den Gehäusewänden die Schraubenfedern 14 und 15, die losen Rollen 16 und 17 und die längsverschiebliche Schnecke 18, die bei der Rotation von der Welle 12 mitgenommen wird.

Die Schnecke 18 treibt das Schneckenrad 19, von dem die Vorrichtung zum Aus- und Einfahren des Teleskops angetrieben wird.

In das Gehäuse 13 sind die beiden Schalter 21 und

22 derart eingesetzt, daß sie von den Rollen 16 bzw. 17 betätigt werden, wenn diese sich gegen die Kraft der Federn 14 bzw. 15 auf die Seitenwände des Gehäuses 13 zu bewegen.

Weiterhin sind in dem Gehäuse zwei Anschlagstege

23 und 24 angebracht, gegen die die Rollen 16 bzw. 17 von den Federn 14 und 15 geschoben werden. In der Fig. 2 sind die Antriebselemente in der Stellung gezeichnet, die sie einnehmen, wenn der Motor 20 läuft.

Dann sind die beiden Schalter 21 und 22 gemäß der Schaltstellung B in Fig. 1 geschlossen.

Es wird zunächst angenommen, das Teleskop werde ausgefahren, und das Schneckenrad drehe sich dabei im Uhrzeigersinn. Wenn das Teleskop die Endlage erreicht hat, wird das Schneckenrad festgehalten und die Schnecke darin wie in einer feststehenden Zahnstange nach links gegen die Feder 14 geschraubt. Die Feder 14 wird zusammengedrückt und der Kontakt 21 von der Rolle 16 betätigt. Dadurch wird der Motor 20 stillgesetzt, und die Antriebseinrichtung bleibt in dieser Stellung stehen.

Beim Abschalten des Empfängers wird der Motor mit umgekehrter Drehrichtung wieder eingeschaltet. Die Schnecke bewegt sich auf die rechte Seitenwand des Gehäuses 13 zu. Der Schalter 21 wird geschlossen. Während der Einfahrzeit des Teleskopes befindet sich die Schnecke wieder in der gezeichneten Stellung, und das Schneckenrad dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn. Wenn das Teleskop ganz eingefahren ist, schraubt sich die Schnecke in dem festgehaltenen Schneckenrad 19 nach rechts.

Sie drückt die Feder 15 so weit zusammen, daß die Rolle 17 den Schaltkontakt 22 betätigt.

In dieser Stellung bleibt die Anordnung stehen, bis der Antrieb wieder eingeschaltet wird. Auch wenn das Teleskop beim Aus- oder Einfahren der Antenne wegen einer Hemmung die Endlage nicht erreicht, wird der Motor in der gleichen Weise von der Schalteinrichtung abgeschaltet. Der Antrieb ist auch dann nach dem Abschalten für die andere Laufrichtung vorbereitet.

Um den Vorteil der Vorspannung, unter der die Federn 13 und 14 in der beschriebenen Anordnung stehen, zu zeigen, sind in der Fig. 3 die Kraft-Weg-Diagramme von zwei Federwaagenanordnungen wiedergegeben.

Die Geradenstücke α zeigen, wie die Kraft K der mit der Kraft K₀ vorgespannten Federn 14 bzw. 15 ansteigt, wenn die Schnecke 18 um die Strecke S₁ oder S₂ aus der normalen Betriebslage (s₀), die in Fig. 2 gezeichnet ist, verschoben wird. Am Ende der StreckeS₁ oder S₂ wird der Schaltkontakt 21 bzw. 22 betätigt. Die Gegenkraft der Federn 14 bzw. 15 ist dort auf den Wert K₁ bzw. K₂ angestiegen.

Die Federvorspannung K ₀ ist größer als die Schuboder Zugkraft, die zum Aus- oder Einfahren des ungehemmten Teleskops erforderlich ist.

Solange die Schub- oder Zugkraft den Werti?₀ nicht überschreitet, bleibt die Schnecke in der Mittellage, die in Fig. 2 dargestellt ist.

Durch Wahl von entsprechend weichen Federn wird erreicht, daß die Schub- oder Zugkraft über den Wert K₀ hinaus nur mehr relativ wenig anzusteigen braucht, um den Abschaltwert zu erreichen.

Wenn man dagegen die Anschläge 23 und 24 in der Anordnung nach Fig. 2 wegläßt und passende Federn wählt, die etwas gegeneinander vorgespannt sind, so erhält man die Kraft-Weg-Kurve b. In diesem Fall wird die Schnecke auch bei geringen· Schwankungen der Schub- oder Zugkraft zum Aus- oder Einfahren des Teleskops bereits ausgelenkt, so daß der Lauf des Antriebs sehr unruhig wird und die Anordnung zum Pendeln neigt.

In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel des erfmdungsgemäßen Schneckentriebes im Schnitt dargestellt. In diesem Fall hat der mittlere Teil 25 der Schneckenwelle einen größeren Durchmesser als die beiden äußeren Teile 26 und 27. Die Schnecke 28, die das Schneckenrad 38 treibt und auf dem mittleren Teil der Welle in axialer Richtung verschiebbar ist, wird durch den in eine Nut der Welle und der Schnecke eingreifenden Keil 29 mitgenommen, wenn sich die Welle dreht.

Die losen Rollen 30 und 31 sind von den. Federn 32 und 33 gegen die Wellenabsätze gedrückt. Die gewünschte Federspannung wird mit den Muttern 34 und 35 eingestellt, die auf Gewindeenden 36 und 37 der Welle geschraubt sind.

Selbstverständlich werden die Muttern nach der Einstellung mit einem der üblichen Mittel fixiert.

Die freien Enden 39 und 40 der Welle ragen in Lagerhülsen hinein und laufen mit der Stirnseite auf einer in die Hülse eingelegten Kugel 41 bzw. 42. Diese Kugel ist wichtig, um zu große Reibung an den Stirnflächen der Welle zu vermeiden, weil beim Aus- und Einfahren des Teleskops, vor allem kurz bevor der Antrieb abgeschaltet wird, eine große Schubkraft auf die Welle wirkt.

Die Lagerhülse 43 sitzt fest an der Gehäusewand 44. Die Lagerhülse 45 ist dagegen in die Gehäusewand 46 eingeschraubt und bietet die Möglichkeit, das axiale Spiel der Welle einzustellen.

Wenn das Teleskop ganz aus- oder eingefahren ist oder wenn es in beliebiger Stellung durch eine Hemmung festgehalten wird, so schiebt die Schnecke 28 die Rolle 30 oder die Rolle 31 gegen die Zunge 47 bzw. 49 des Kontaktes 48 bzw. 50, der den Antriebsmotor abschaltet.

Als Antriebsmittel ist das Zahnrad 51 fest an der Welle angebracht. Es wird z. B. von einem auf der Motorachse befestigten Ritzel angetrieben.

Claims

Patentansprüche:

1. Antriebseinrichtung für vom Fahrzeuginnern her elektrisch aus- und einfahrbare Teleskopantennen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch eine Federwaagenanordnung, durch die die Antriebskraft auf die Aus- und Einfahrvorrichtung des Teleskops übertragen und jeweils ein Abschaltkontakt zum Stillsetzen des Antriebsmotors betätigt wird, wenn beim Aus- oder Einfahren des Teleskops eine bestimmte durch eine Vorspannung der Waagenfedern (14., 15) festgelegte Grenze der Schub- bzw. Zugkraft am Teleskop überschritten wird.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Waagenfedern einstellbar ist.

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke eines Schneckentriebes, der die Antriebskraft auf die Aus- und Einfahrvorrichtung des Teleskops überträgt, auf der Antriebsachse verschiebbar ist und beim Aus- oder Einfahren des Teleskops durch die Gegenkraft des Schneckenrades gegen eine Feder geschoben wird, die beim Überschreiten einer bestimmten Grenze der Gegenkraft die Betätigung· eines Abschaltkontaktes zuläßt, der den Antrieb stillsetzt.

4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwelle in ihrem mittleren, die Schnecke tragenden Teil einen größeren Durchmesser hat als in ihren äußeren Teilen, daß zwei Schaltrollen von zwei Federn, vorzugsweise zwei Schraubenfedern, welche die äußeren Teile der Schneckenwelle um-

fassen, gegen die Wellenabsätze gedruckt werden und daß die Spannung dieser Federn einstellbar ist, vorzugsweise mit zwei Muttern, die auf Gewindeenden der Achse aufgeschraubt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 204 579, 2 695 957.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen