DE2450448C3 - Schaltvorrichtung für eine motorisch aus- und einfahrbare Teleskopantenne - Google Patents

Description

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß eine Schaltvorrichtung dadurch gebildet ist daß koaxial um den auf der der Au.schubrichtung entgegengesetzten Seite über den Ar-ker des Antriebsmotors hinausgehenden Teil der Motorwelle ein Schaltrohr angeordnet ist, das durch an den beiden Enden des Fördermittels angeordnete Vorsprängt axial verschiebbar ist und mit in unmittelbarer Nähe der Bürsten &-'3 Antriebsmotors angeordneten und mi? diesen elektrisch verbundenen Schaltkontakten in Wirkverbindung steht die derart ausgebildet und mit der elektrischen Stromversorgung des Antriebsmotors derart verbunden sind, daß durch axiales Verschieben des Schaltrohres der Antrieb abgeschaltet wird und die jeweilige Stellung des Schaltrohres die Laufrichtung des Antriebsmotors vorgibt, und daß der Antrieb durch Umpolen einer in der elektrischen Stromversorgungsleitung vorgesehenen Umschalteinrichlung in der jeweils vorgegebenen Laufrichtung einschaltbar ist.

Der Träger mit den SchaUkontakten ist unterhalb des Bürstenhalters unter Einhaltung dessen seitlicher Konturen angeordnet und hat in Achsrichtung eine Einbauhöhe von etwa 1 cm. Der Schaltkontaktträger nimmt somit außerordentlich wenig Platz in Anspruch und läßt sich, vor Schmutz und Feuchtigkeit geschützt, ohne Schwierigkeiten in dem Motorgehäuse unterbringen welches zu diesem Zweck nur minimal verlängert zu werden braucht. Ebenso platzsparend sind die mittels des Schaltrohres betätigbaren, auf die Schaltkontakte aufschiebbaren Kontaktfedern, die in Stärke und Größe mit Büroklammern vergleichbar sind. Zudem bringt der Umstand, daß sich die Schleifenden der Kontaktfedern in unmittelbarer Nähe der Bürsten des Motorankers befinden, den großen Vorteil mit sich, daß die elektrischen Verbindungsdrähte zwischen den Bürsten und Kontaktfedern sehr kurz sein sowie leicht verlegt werden können, ohne anderen Bauteilen im Wege zu sein oder selbst in Mitleidenschaft gezogen werden /u können. Das die axiale Schaltbewegung auf die Kontaktfedern übertragende Schaltrohr stellt ebenfalls ein einfach ausgebildetes und funktionssicheres Bauteil dar, welches sich in den übrigen Aufbau der Antenne gut einfügt.

Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung ist in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, daß innerhalb des Schaltrohres an dem der Ausschubrichtung der Antennen-Teleskopelemente entgegengesetzten Ende eine Druckfeder axial begrenzt verschiebbar angeordnet ist. Diese Druckfeder wird beim Ausfahren der Antenne durch den am freien Ende des in Ausschubrich- 5" tung fortbewegten Fördermittels angeordneten Vorsprung zusammengedrückt und sorgt, da sie sich wieder zu entspannen sucht, für eine zusätzliche Druckbeaufschlagung des Schaltrohres und sonv. der Kontaktfedern, so daß diese zuverlässig auf die entsprechenden Schaltkontakte aufgeschoben werden, ohne im Bereich der Isolierringe hängenzubleiben.

Beim Einfahren der Antenne wird das Ausschalten des Antriebsmotors zweckmäßigerweise mittels einer in das der Ausschubrichtung der Antennen-Teleskopelemente entgegengesetzte Ende der Motorwelle einschiebbare, auf dem Fördermittel lose gelagerte Hülse bewirkt, welche einen den Durchtritt des an der Motorwelle angeordneten Stiftes gestaltenden, von einem Hülsenende ausgehenden achsparallclcn Schlitz aufweist. Diese Hülse wird von dem mit dem Fördermittel verbundenen Ende des querschnitlgrößten Antennen-Teleskopelemenls gegen die Druckfeder geschoben, welche ihrerseits das Schaltrohr beaufschlagt, so daß dieses sich entgegen der Ausschubrichtung bewegt und die Kontaktfedern außer Eingriff mit den Schaltkontakten bringt Diese Hülse bewährt sich aber nicht nur bei der Erfüllung der vorgenannten Funktion, sondern darüber hinaus auch beim Zusammenbau der Antenne. Bei eingeschnbenen Antennen-Teleskopelementen läßt sich nämlich deren unerwünschtes Auseinanderschieben beim Ansetzen des das Schaltrohr umgebenden Gehäuses an das Motorgehäuse dadurch verhindern, daß die Hülse in die hohle Motorwelle eingesteckt und mit dem innerhalb dieser angeordneten Stift in Eingriff gebracht wird, weil dann der Stift auch zwischen zwei Windungen der als Fördermittel eingesetzten Wendelfeder hindurchläuft und deren translatorische Bewegung blockiert

Nicht zuletzt besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung darin, daß der auf der Motorwelle an sich drehbar gelagerte Motoranker über eine federbeaufschlagte Rutschkupplung mit der Motorwelle verbunden ist. Somit kann der Motor, ohne selbst Schaden zu nehmen oder an anderen Teilen der Antenne Schaden zu verursachen, weiterlaufen, falls die Antenne wider Erwarten in eine ihrer beiden Endstellungen gelangt, ohne daß zugleich die vorgesehene Abschaltung des Motors erfolgt. Außerdem wird durch die Schalgwirkung dieser Rutschkupplung das Drehmoment erhöht. Eine derartige Verstärkung der Antriebskraft wirkt sich insofern sehr vorteilhaft aus. als ein einwandfreies Verschieben der Antennenelemente und des Schaltrohrcs sowie eine exakte Endabschaltung auch dann sichergestellt ist. wenn diese Bauteile auf Grund leichter Verschmutzung oder Abnutzung einen höheren Reibwiderstand aufweisen.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigt

A b b. 1 eine Antenne mit eingefahrenen Teleskopelementen im Längsschnitt.

A b b. 2 die Antenne um 90° gedreht in Seitenansicht.

A b b. S die Schaltkontakte der Schaltvorrichtung einschließlich der Verdrahtung und

Abb.4 den Antriebsmotor mit Schaltvorrichtung in Seitenansicht und teilweisem Längsschnitt.

In A b b. 1 ist von der Antenne, die aus mehreren teleskopisch ineinanderschiebbaren Elementen besteht, zwecks besserer Übersichtlichkeit lediglich das äußerste, querschnittgrößte Teleskopelement 1 dargestellt. Zur Aufnahme der eingefahrenen Telcskopelemente dient ein Führungsrohr 2, welches den Aniriebsniotor 3 in Achslängsrichtung durchsetzt und im Preßsiiz mit dem oberen Deckel 7 des Motorgehäuses 6 verbunden ist. Die hohl ausgebildete Motorwelle 5. die den Motoranker 4 trägt, ist koaxial um das Führungsrohr 2 angeordnet Die beiden Gehäusedeckel 7 und 8 dienen als Lager für die Motorwelle 5. Die am Motorgehäuse 6 befestigten Dauermagnete sind mit 9 bezeichnet.

Die Verbindung zwischen dem Motoranker 4 und der Motorwelle 5 ist mittels einer Rutschkupplung hergestellt, welche aus den beiden zahnförmig ineinandergreifenden Kupplungsteilen 10 und 11 und der diese in Eingriff haltenden Druckfeder 12 besteht. Der Kupplungsteil 10 ist an dem Motoranker 4 und der Kupplungsteil 11 an der Motorwelle 5 befestigt.

Als Fördermittel für das Aus- und Einfahren der Antenne dient eine im Führungsrohr 2 längsverschiebbar geführte, vorzugsweise aus Stahldraht bestehende Wendelfeder 13, die am unteren Ende des innersten

Teleskopelements befestigt ist. In die Windungen dieser Wendelfeder 13 greift ein mit der Motorwellc 5 verbundener und in deren Hohlraum quer angeordneter Stift 14 ein. Beim Rotieren der Motcrwelle 5 bewegt der sich mitdrehende Stift 14 die Wendelfeder 13 spindelartig entsprechend der Drehrichtung des Antriebsmotors 3 nach oben oder unten, so daß die Antennen-Teleskopelemente entweder aus- oder eingefahren werden.

Den unteren Abschluß des Motorgehäuses 6 bildet der Deckel 8, der zugleich als Träger für die Bürstenhalter 15 und die paarweise angeordneten Schaltkontakte 17,18,19 und 20 dient. Zwischen je zwei übereinandersitzenden Schaltkontakten 17, 18 bzw. 19. 20 befindet sich ein Isolierring 21. Die Schaltkontakte 18 und 19 sind über einen Umschalter 35 an den positiven Pol und die Schaltkontakte 17 und 20 an den negativen Pol einer Gleichstromquelle angeschlossen. Zur vorübergehenden Verbindung mit den Schaltkontakten sind zwei auf diese klemmend aufschiebbare Kontaktfedern 22 bestimmt, welche einerseits an einem aus Kunststoff oder einem anderen Isoliermaterial bestehenden Schaltrohr 23 befestigt und andererseits mit je einer Bürste 16 elektrisch leitend verbunden sind. Das Schaltrohr 23 geht an seinem unteren Ende unter Bildung einer Stufe 24 in einen verjüngten Rohrabschnitt 25 über. Das Schaltrohr 23 ist innerhalb eines am unleren Gehäusedeckei 8 angeflanschten Schutzrohres 26 untergebracht, welches ebenfalls aus Kunststoff oder einem anderen Isoliermaterial besteht. In das schlanke Ende des Schutzrohres 26 mündet ein die Wendelfeder 13 umhüllender Schlauch 27.

In das untere Ende der Motorwelle 5 ist über die Wendelfeder 13 eine Hülse 28 eingeschoben, welche einen von dem den Antennen-Teleskopelementen zugewandten Ende ausgehenden achsparallelen Schlitz 29 zum Durchtritt des Stiftes 14 aufweist. In dem verjüngten Rohrabschnitt 25 ist zwischen zwei Führungsbuchsen 30 eine Druckfeder 31 angeordnet, deren axialer Bewegungsspielraum einerseits durch die in das Schaltrohr 23 an der Stufe 24 im Preßsitz eingelassene Scheibe 32 und andererseits durch den nach innen vorstehenden Rand 33 des Rohrabschnitts 25 begrenzt ist. An dem freien Ende der Wendelfeder 13 ist als Vorsprung eine Kuge! 34 angebracht, deren Durchmesser etwas größer als der Innendurchmesser der ihr zugekehrten Führungsbuchse 30 ist.

In der Zeichnung ist der Zeitpunkt festgehalten, in welchem sich die Antenne im eingefahrenen Zustand befindet und der Antriebsmotor 3 ausgeschaltet ist. Wird nun dem Antriebsmotor 3 eine elektrische Spannung zugeführt, beispielsweise dadurch, daß entweder ein gesonderter Umschalter 35 oder durch Einschalten des Autoradios ein Relais betätigt wird, so bewegt die sich drehende Motorwelle 5 mittels des Stiftes 14 die Wendelfeder 13 in Antennenausschubrichtung. Dadurch wird das innerste Antennen-Teleskopelement, an dessen unterem Ende die Wendelfeder 13 befestigt ist, nach oben geschoben. Im Verlauf dieser Bewegung nimmt das innerste Teleskopelement das nächst größere Teleskopelement mit, welches seinerseits wiederum an das nächst größere stößt und dieses ebenfalls mit nach oben zieht In dem Augenblick, in dem auch das äußerste Antennen-Teleskopelement 1 von der Ausschubbewegung erfaßt wird, beginnt die Entspannung der Druckfeder 31, wobei die obere Führungsbuchse 30 bis an die Scheibe 32 und zugleich auch die Hülse 28 entsprechend weit nach oben gedrückt wird. Kurz bevor die Antenne gänzlich ausgefahren ist, stößt die an der Wendelfeder 13 befestigte Kugel 34 gegen die untere Führungsbuchse 30 und schiebt diese auf die obere Führungsbuchse 30 zu, wodurch die zwischen diesen beiden Führungsbuchsen

ίο angeordnete Druckfeder 31 zusammengedrückt wird. Sobald die Druckfeder 31 ihre maximale Vorspannung erreicht hat, wirkt die durch die Bewegung der Wendelfeder 13 verursachte, mittels der Kugel 34 übertragene Schubkraft in voller Größe auf die Scheibe 32 ein, so daß das mit dieser verbundene Schaltrohr 23 in Richtung des Pfeils X auf den unteren Gehäusedeckel 8 zu bewegt wird. Dabei werden die an dem oberen Ende des Schaltrohres 23 befestigten und gemäß A b b. 1 und 3 mit ihrem freien Klemmenden auf den Schaltkontakten 18 und 20 sitzenden Kontaktfedern 22 auf die Schaltkontakte 17 und 19 geschoben. Bei diesem Vorgang sorgt die Druckfeder 31, die sich ständig zu entspannen sucht, dafür, daß die beiden Kontaktfedern 22 mit Sicherheit in Klemmkontakt mit den Schaltkontakten 17 und 19 gelangen und nicht etwa im Bereich der Isolierringe 21 hängenbleiben. Dieser Schaltvorgang bewirkt eine Umpolung der beiden Bürsten 16 und gleichzeitig aber auch eine Unterbrechung der Stromzufuhr für den Antriebsmotor 3, so daß dieser unverzüglieh zum Stillstand kommt.

Auf Grund der zuvor erfolgten Umpolung dreht sich der Antriebsmotor 3 beim erneuten Einschalten, d. h. beim Umlegen des Umschalters 35 in die gestrichelt dargestellte Position, nunmehr in entgegengesetzter Richtung, so daß die Wendelfeder 13 entgegen der Richtung des Pfeils X bewegt wird, wodurch die Antennen-Teleskopelemente in das Führungsrohr 2 zurückgezogen werden. Kurz vor Abschluß dieser Einschubbewegung stößt das untere Ende des äußersten Antennen-Teleskopelements 1 an die Hülse 28 und drückt diese gegen die von der Druckfeder 31 beaufschlagte obere Führungsbuchse 30. Nach erfolgtem Zusammendrücken der Druckfeder 31 wirkt die Schubkraft über den Rand 33 des Rohrabschnitts 25 auf das Schaltrohr 23 ein, so daß sich dieses entgegen der Richtung des Pfeils X bewegt und somit die Kontaktfedern 22 von den Schaltkontakten 17 und 19 auf die Schaltkontakte 18 und 20 gezogen werden, womit wieder die ursprüngliche, in der Zeichnung dargestellte Polung der Bürsten 16 hergestellt ist. Bei diesem Vorgang sorgt die Druckfeder 3t wiederum für ein sicheres Einrasten der Kontaktfedern 22 in die Rillen der Schaltkontakte 18 und 20. Diese Umpolung bewirkt gleichzeitig das Abschalten des Antriebsmotors 3.

Für den Fall, daß der Antriebsmotor 3 in dem Augenblick, in welchem die Antenne während der En- oder Ausschubbewegung ihre Endsteflung erreicht Oberhaupt nicht oder nicht rechtzeitig abgeschaltet wird, arbeitet die sich weiterdrehende MotorwefleS gegen die Rutschkupplung, wobei die Kraft des Motors die beiden Kupphmgsteile 10 und 11 gegen den Widerstand der Druckfeder 12 außer Eingriff bringt so daß an der Antenne kein Schaden verursacht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Motorisch aus- und einfahrbare Teleskopantenne, insbesondere Kraftfahrzeug-Teleskopantenne, mit einem koaxial zu den Antennen-Teleskopelementen angeordneten Antriebsmotor, dessen Anker mit einem axial durch den Motor geführten, an den Antennen-Teleskopelementen angreifenden Fördermittel verbunden ist, bei welcher ein durch den Motor durchgehendes, zur Lagerung des Ankers dienendes, im eingeschobenen Zustand der Teleskopantenne in seinem Innern die Antennen-Teleskopelemente aufnehmendes Metallrohr (Führungsrohr) vorgesehen ist und bei welcher ·5 zur Verbindung zwischen Motoranker und Fördermittel eine das Führungsrohr umgebende Motorwelle vorhanden ist, in welcher an dem der Ausschubrichtung der Antennen-Teleskopelemente entgegengesetzten Ende des Führungsrohres ein in einer Buchse fest an der Motorwelle sitzender Stift in eine als Fördermittel dienende, aus Stahldraht gewickelte Feder eingreift, nach Patent 21 03 367, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltvorrichtung dadurch gebildet ist, daß koaxial um den auf der der Ausschubrichtung entgegengesetzten Seite über den Anker (4) des Antriebsmotors (3) hinausgehenden Teil der Motorwelle (5) ein Schaltrohr (23) angeordnet ist, das durch an den beiden Enden des Fördermittels (13) angeordnete Vorsprünge (1, 34) axial verschiebbar ist und mit in unmittelbarer Nähe der Bürsten (16) des Antriebsmotors (3) angeordneten und mit diesen elektrisch verbundenen Schaltkontakten (17, 18. 19. 20, 22) in Wirkverbindung steht, die derart ausgebildet und mit der elektrischen Stromversorgung des Antriebsmotors (3) derart verbunden sind, daß durch axiales Verschieben des Schaltrohres (23) der Antrieb abgeschaltet wird und die jeweilige Stellung des Schaltrohres (23) die Laufrichtung des Antriebsmotors (3) vorgibt, und daß der Antrieb durch Umpolen einer in der elektrischen Stromversorgungsleitung vorgesehenen Umschalteinrichtung (35) in der jeweils vorgegebenen Laufrichtung einschaltbar ist.

2. Teleskopantenne nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Schaltrohres (2Ϊ) an dem der Ausschubrichtung der Antcnnen-Teleskopelemente entgegengesetzten Ende eine Druckfeder (31) axial begrenzt verschiebbar angeordnet ist.

3. Teleskopantenne nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch eine in das der Ausschubrichtung der Antennen-Teleskopelemenie entgegengesetzte Ende der Motorwelle (5) einschiebbare, auf dem Fördermittel (13) lose gelagerte Hülse (28), welche einen den Durchtritt des an der Motorwelle (5) angeordneten Stiftes (14) gestattenden, von einem Hülsenende ausgehenden achsparallclen Schlitz (29) aufweist.

4. Teleskopantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Motorwelle (5) an sich drehbar gelagerte Motoranker (4) über eine federbeaufschlagte Rutschkupplung (10, 11) mit der Motorwelle (5) verbunden ist.

65 Das Hauptpatent 21 03 367.0 betrifft eine motorisch aus- und einfahrbare Teleskopantenne, insbesondere Kraftfahrzeug-Teleskopantenne, mit einem koaxial zu den Antennen-Teleskopelementen angeordneten Antriebsmotor, dessen Anker mit einem axial durch den Motor geführten, an den Antennen-Teieskopelementen angreifenden Fördermittel verbunden ist, bei welcher ein durch den Motor durchgehendes, zur Lagerung des Ankers dienendes, im eingeschobenen Zustand der Teleskopantenne in seinem Innern die Antennen-Teleskopelemente aufnehmendes Metallrohr (Führungsrohr) vorgesehen ist und bei welcher zur Verbindung zwischen Motoranker und Fördermittel eine das Führungsrohr umgebende Motorwelle vorhanden ist, in welcher an dem der Ausschubrichtung der Antennen-TeleEkopelemente entgegengesetzten Ende des Führungsrohres ein in einer Buchse fest an der Motorwelle sitzender Stift in eine als Fördermittel dienende, aus Stahldraht gewickelte Feder eingreift.

Es ist unerläßlich, eine solche motorisch betätigte Teleskopantenne mit einer Vorrichtung auszurüsten, die das rechtzeitige Abschalten des Antennenantriebs zu dem Zeitpunkt bewirkt, in welchem die Antenne beim Ein- oder Ausfahren in ihre Endstellung gelangt. Eine derartige Schaltvorrichtung ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Schaltvorrichtungen dieser Art sind in Form von Endschaltern in mannigfachen Ausführungen bekannt. Dabei ist es bisher fast ausnahmslos notwendig gewesen, bei jeder Antenne zwei Endschalter einzusetzen, wobei der eine die Abschaltung des Motors nach erfolgtem Ausfahren und der andere die Abschaltung des Motors nach erfolgtem Einfahren der Antennen-Teleskopelemente vornimmt. Es liegt auf der Hand, daß die Verwendung von zwei getrennten Schaltern viel Platz in Anspruch nimmt, so daß ihr Einbau bei manchen Fahrzeugen außerordentlich schwierig, wenn nicht sogar unmöglich ist. Außerdem stehen diese bekannten Endschalter gewöhnlich in direkter mechanischer Verbinduiig mit den rohrförmigen Antennen-Teleskopelementen, so daß durch diese sowohl Schmutz als auch Wasch- und Regenwasser bis zu den Endschaltern vordringen und deren einwandfreies Funktionieren in verhältnismäßig kurzer Zeit unterbinden kann.

Beispielsweise ist durch die US-Patentschrift 22 99 785 eine motorisch betätigbare Teleskopantenne mit zwei Endschaltern bekannt, wobei diese zusammen mit dem Elektromotor in einem Gehäuserohr, welches axial mit den Antennenelementen fluchtet, derail untergebracht sind, daß der eine Endschalter oberhalo und der andere unterhalb des Motors angeordnet ist. Diese Anordnung verlangt jedoch die Verwendung eines entsprechend langen Gehäuserohres, für dessen Unterbringung unterhalb der Karosseriehaut eines Fahrzeuges bei den meisten Fahrzeugtypen nicht genügend Platz vorhanden ist. Außerdem besteht keine Möglichkeit, die korrespondierenden Schaltdrähte zwischen den beiden Endschaltern innerhalb des Gehäuserohres zu verlegen, da der zwischen den Endschaltern angeordnete Motor dies nicht zuläßt.

Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der bei den bekannten Schaltern dieser Art auftretenden Nachteile einen funktionssicheren Endschalter zu schaffen, der einfach aufgebaut sowie kompakt ausgebildet ist und der sich innerhalb des Antennenaggregats so unterbringen läßt, daß er der Einwirkung von Schmutz and Feuchtigkeit völlig entzogen ist.