EP0085786A1 - Telescopic aerial with actuating device - Google Patents
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- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/08—Means for collapsing antennas or parts thereof
- H01Q1/10—Telescopic elements
- H01Q1/103—Latching means; ensuring extension or retraction thereof
Definitions
- the starting point of the invention is a telescopic antenna with the features specified in the preamble of claim 1.
- a telescopic antenna is known from DE-PS 881 965.
- the known telescopic antenna has a flat steel band for extending and retracting inside, which has holes along its entire length, into which teeth of a driven gearwheel engage.
- DE-PS 881 965 alternatively also mentions, as an organ for pushing in and out, a helical spring running in the telescope interior, which is moved forwards or backwards by a driven nut engaging with its threads in the threads of the helical spring, and unspecified, organs generally referred to as sliding tongues, which can also be made of plastic or other material in addition to steel and which are inevitably intermeshed with a driving wheel or are to be in a frictional engagement.
- the invention has for its object to improve the operational safety of a telescopic antenna according to the preamble of claim 1, in particular to enable the actuation device to run with as little friction as possible and to prevent the extending member from kinking.
- the selected shape and arrangement of the end faces of the slots, which cooperate with the tooth flanks of the teeth of the gearwheel, ensure that the teeth transmit the thrust force to the wire only in the region of the longitudinal center line, that is to say along its neutral fiber, so that its tendency to kink as a result is only minor.
- a design of the tooth flanks is facilitated in such a way that during the entire rolling movement of a tooth on one end face of a slot, the tooth faces transmitted thrust is only transmitted in the direction of the longitudinal center line of the wire.
- the gear wheel tries to deflect the wire laterally with only a minimal force, and the wire is therefore only pressed with minimal force against an abutment opposite the end face of the gear wheel;
- the abutment is needed in the actuator to hold the wire in engagement with the gear;
- the abutment can be a flat wall piece which is tangentially parallel to the gear wheel or a concave wall piece which partially surrounds the gear wheel;
- the abutment is preferably a cylindrical, the gear eccentrically surrounding wall, which can be freely rotated about its axis. The newly shaped wire can move through the gap between the gear and the abutment with minimal friction.
- the favorable effect of the shape of the slots is supplemented by a favorable cross-sectional shape of the wire.
- the wire cross-section is limited by the clear width of the innermost, narrowest telescopic tube and should use the available clear width as fully as possible to achieve the greatest possible bending stiffness. Therefore, a wire with a round cross section or a cross section approximating the round cross section, e.g. used with hexagonal or octagonal cross-section, which should consist of a plastic for reasons of ease of manufacture and lubricity.
- a wire behaves particularly favorably in terms of manufacturability and function, in which the end faces of the slots are designed in the form of a circular arc, claims 3 to 7 specifying the most favorable dimensions for the wire.
- the material for the wire is extruded polyformaldehyde, which is sensitive to notch and breakage, but one for the end push favorable strength and has longitudinal texture.
- the slots are best milled into such a wire, the wire being passed step by step between the wire on both sides of the milling tool acting on it.
- the height of the teeth of the gear that meshes with the wire should be greater than half the diameter of the wire so that the tooth flanks can reach the neutral fiber of the wire.
- the height of the teeth, as far as they can be immersed in the slots, should however not be greater than the full diameter of the wire, so that the tooth heads do not protrude from the slots, but rather allow the wire to rest against its abutment, so that the wire between the Gear and the abutment is held and guided.
- FIG. 1 shows a telescopic antenna 1 with an actuating device 2.
- a telescopic antenna 1 itself, only an inner telescopic tube 3 with an antenna head 4 and an outer telescopic tube 6 guided in a sleeve 5 are drawn.
- the actuating device 2 only the parts essential for the understanding of the invention are shown, namely a cylindrical housing 7 with a tangential outlet opening 8 for a slotted plastic wire 9 of circular cross-section, the front end of which is fastened in the inner telescopic tube 3 and which is driven by an eccentric drive in the housing 7 arranged gear 10 can be pushed out of the housing 7 and brought back.
- the longitudinal center line 13 of the wire 9 also runs through the longitudinal center planes of the slots 12.
- each slot 12 is i.w. delimited by cylindrical surfaces which are generated by arcs 15 and 15 'with radius R, the centers M and M' of which are at a distance D ⁇ R on both sides of the longitudinal center line 13, so that the arcs 15, 15 'or the cylinder surfaces generated by them intersect in the plane containing the longitudinal center line 13 and running at right angles to the longitudinal center plane of the slots 12; in this plane, the slits 12 have their smallest length L in order to widen from there in the form of an arc to the wire surface.
- the selected shape of the end faces 14a, 14b of the slots 12 on the one hand creates space for an unobstructed entry and exit of the teeth 16 of the gear 10 and enables the tooth flanks 17, the end faces 14a and 14b practically only in the area of the cutting edge 18 of the Touch end faces 14a, 14b delimiting cylinder surfaces.
- the shear force is therefore transmitted from the toothed wheel 10 practically only along the neutral fiber of the wire 12, the restrictive word "practical" being used because the cutting edge 18 will naturally wear out as a result of use and will thereby round off or widen.
- the tooth flank shape and the radius of the gearwheel 10 are based on the shape and arrangement of the slots 12 matched in the wire 9 that during the entire rolling movement of the tooth flanks 17 on the cutting edges 18 the transmission of the thrust iw takes place in the direction of the course of the neutral fiber of the wire 9.
- the tendency of the wire 9 to kink can be kept extremely small by these measures according to the invention.
- the wire 9 is held and guided in the housing 7 in a working gap located near the outlet opening 8 between the gear wheel 10 and the inner wall of the housing 7, which is flat in the area of the working gap with a tangential direction leading into the outlet opening 8.
- the height h of the teeth 16 is slightly smaller than the diameter d of the wire 9, so that in the selected arrangement in the working gap with the wire 9 lying on the one hand against the inner wall of the housing 7 and on the other hand reaching to the root circle 19, the teeth 16 just do not yet enclose the inner wall of the housing touch.
- the cylindrical housing 7 can be arranged rotatably about its axis.
Abstract
Es wird eine Teleskopantenne mit Fernbetätigung beschrieben, welche durch einen im Teleskopinnern laufenden Kunststoffdraht (9) ausgeschoben und eingeholt wird. Der Draht (9) besitzt in regelmäßigen Abständen durchgehende, eingefräste Schlitze (12), deren Stirnflächen (14a, 14b) im Bereich der neutralen Faser des Drahtes (9) den geringsten Abstand besitzen. In die Schlitze (12) greifen die Zähne (16) eines angetriebenen Zahnrades (10) ein und wirken praktisch nur im Bereich der neutralen Faser auf den Draht (9) ein, dessen Knickneigung dadurch herabgesetzt wird.A telescopic antenna with remote control is described, which is pushed out and overtaken by a plastic wire (9) running inside the telescope. The wire (9) has continuous, milled slots (12) at regular intervals, the end faces (14a, 14b) of which have the smallest distance in the region of the neutral fiber of the wire (9). The teeth (16) of a driven gearwheel (10) engage in the slots (12) and act practically only in the area of the neutral fiber on the wire (9), the tendency to kinking thereby being reduced.
Description
Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Teleskopantenne mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine solche Teleskopantenne ist aus der DE-PS 881 965 bekannt. Die bekannte Teleskopantenne besitzt zum Aus- und Einfahren in ihrem Innern ein flaches Stahlband, welches auf seiner ganzen Länge Löcher trägt, in welche Zähne eines angetriebenen Zahnrades eingreifen. Erwähnt sind in der DE-PS 881 965 alternativ ferner als Organ zum Ein- und Ausschieben eine im Teleskopinnern laufende Schraubenfeder, welche durch eine mit ihren Gewindegängen in die Gewindegänge der Schraubenfeder eingreifende angetriebene Mutter vor bzw. zurück bewegt wird, und nicht näher spezifizierte, allgemein als Schiebezunge bezeichnete Organe, welche außer aus Stahl auch aus Kunststoff oder aus sonstigem Werkstoff ausgeführt sein können und welche mit einem Treibrad zwangsläufig ineinandergreifen oder in einem Reibungsschluß stehen sollen.The starting point of the invention is a telescopic antenna with the features specified in the preamble of claim 1. Such a telescopic antenna is known from DE-PS 881 965. The known telescopic antenna has a flat steel band for extending and retracting inside, which has holes along its entire length, into which teeth of a driven gearwheel engage. DE-PS 881 965 alternatively also mentions, as an organ for pushing in and out, a helical spring running in the telescope interior, which is moved forwards or backwards by a driven nut engaging with its threads in the threads of the helical spring, and unspecified, organs generally referred to as sliding tongues, which can also be made of plastic or other material in addition to steel and which are inevitably intermeshed with a driving wheel or are to be in a frictional engagement.
Die Anforderungen an den Antrieb von Teleskopantennen für Kraftfahrzeuge sind wesentlich dadurch bestimmt, daß Schubkräfte bis zu etwa 100 N aufgebracht und übertragen werden müssen. Der aus der DE-PS 881 965 bekannte Antrieb ist dieser Anforderung nicht zuverlässig gewachsen. Beim Ausschieben der Teleskopantenne kann das gelochte Stahlband im Teleskopinnern, und zwar in den äußeren Teleskoprohren mit der größeren lichten Weite, knicken; da die maximale Breite des Stahlbandes durch die lichte Weite des innersten, engsten Teleskoprohres begrenzt wird, besitzt das Stahlband in den äußeren Teleskoprohren mit zunehmender Ausschiebelänge zunehmend mehr Spielraum für ein Abknicken. Ein weiteres Problem liegt darin, daß metallische Organe zum Ein- und Ausschieben einer Teleskopantenne deren elektrische Kapazität verändern, weshalb sie keinen Eingang in die Praxis gefunden haben.As a result, the requirements for driving telescopic antennas for motor vehicles are significant determines that shear forces up to about 100 N must be applied and transmitted. The drive known from DE-PS 881 965 does not reliably meet this requirement. When the telescopic antenna is extended, the perforated steel band in the interior of the telescope, namely in the outer telescopic tubes with the larger clear width, can kink; Since the maximum width of the steel band is limited by the clear width of the innermost, narrowest telescopic tube, the steel band in the outer telescopic tubes has more and more scope for kinking as the extension length increases. Another problem is that metallic organs for inserting and removing a telescopic antenna change their electrical capacitance, which is why they have not been used in practice.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit einer Teleskopantenne gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu verbessern, insbesondere einen möglichst reibungsarmen Lauf der Betätigungseinrichtung zu ermöglichen und ein Abknicken des ausschiebenden Organs zu verhindern.The invention has for its object to improve the operational safety of a telescopic antenna according to the preamble of claim 1, in particular to enable the actuation device to run with as little friction as possible and to prevent the extending member from kinking.
Die Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The solution to this problem is the subject of claim 1. Advantageous further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Durch die gewählte Form und Anordnung der Stirnflächen der Schlitze, welche mit den Zahnflanken der Zähne des Zahnrades zusammenarbeiten, wird erreicht, daß die Zähne die Schubkraft nur im Bereich der Längsmittellinie, also entlang seiner neutralen Faser, auf den Draht übertragen, sodaß dessen Knickneigung infolgedessen nur gering ist. Zugleich wird durch die Konzentration des mit den Zahnflanken zusammenarbeitenden Teils der Stirnflächen der Schlitze auf einen schmalen Streifen im Bereich der Längsmittellinie des Drahtes eine Gestaltung der Zahnflanken in der Weise erleichtert, daß während der gesamten Abwälzbewegung eines Zahnes auf der einen Stirnfläche eines Schlitzes die vom Zahn übertragene Schubkraft i.w. nur in Richtung der Längsmittellinie des Drahtes übertragen wird. Dies hat zur Folge, daß das Zahnrad den Draht nur mit minimaler Kraft seitlich auszulenken versucht, und der Draht deshalb nur mit minimaler Kraft gegen ein der Stirnseite des Zahnrades gegenüberliegendes Widerlager gedrückt wird; das Widerlager benötigt man in der Betätigungseinrichtung, um den Draht in Eingriff mit dem Zahnrad zu halten; das Widerlager kann ein ebenes, dem Zahnrad tangenten-parallel gegenüberliegendes Wandstück oder ein konkaves, das Zahnrad teilweise umschließendes Wandstück sein; vorzugsweise ist das Widerlager eine zylindrische, das Zahnrad exzentrisch umgebende, mit Vorteil frei um ihre Achse drehbare Wand. Durch den Spalt zwischen Zahnrad und Widerlager vermag sich der neuartig geformte Draht mit minimaler Reibung hindurchzubewegen.The selected shape and arrangement of the end faces of the slots, which cooperate with the tooth flanks of the teeth of the gearwheel, ensure that the teeth transmit the thrust force to the wire only in the region of the longitudinal center line, that is to say along its neutral fiber, so that its tendency to kink as a result is only minor. At the same time, by concentrating the part of the end faces of the slots which cooperates with the tooth flanks on a narrow strip in the region of the longitudinal center line of the wire, a design of the tooth flanks is facilitated in such a way that during the entire rolling movement of a tooth on one end face of a slot, the tooth faces transmitted thrust is only transmitted in the direction of the longitudinal center line of the wire. The result of this is that the gear wheel tries to deflect the wire laterally with only a minimal force, and the wire is therefore only pressed with minimal force against an abutment opposite the end face of the gear wheel; the abutment is needed in the actuator to hold the wire in engagement with the gear; the abutment can be a flat wall piece which is tangentially parallel to the gear wheel or a concave wall piece which partially surrounds the gear wheel; the abutment is preferably a cylindrical, the gear eccentrically surrounding wall, which can be freely rotated about its axis. The newly shaped wire can move through the gap between the gear and the abutment with minimal friction.
Ergänzt wird die günstige Wirkung der Gestalt der Schlitze durch eine günstige Querschnittsform des Drahtes. Der Drahtquerschnitt ist begrenzt durch die lichte Weite des innersten, engsten Teleskoprohres und soll zur Erzielung einer möglichst großen Biegesteifigkeit die zur Verfügung stehende lichte Weite möglichst vollständig ausnutzen. Deshalb wird ein Draht mit rundem Querschnitt oder einem dem runden Querschnitt angenäherten Querschnitt, z.B. mit sechs- oder achteckigem Querschnitt verwendet, welcher aus Gründen der leichteren Herstellbarkeit und der Gleitfähigkeit aus einem Kunststoff bestehen soll.The favorable effect of the shape of the slots is supplemented by a favorable cross-sectional shape of the wire. The wire cross-section is limited by the clear width of the innermost, narrowest telescopic tube and should use the available clear width as fully as possible to achieve the greatest possible bending stiffness. Therefore, a wire with a round cross section or a cross section approximating the round cross section, e.g. used with hexagonal or octagonal cross-section, which should consist of a plastic for reasons of ease of manufacture and lubricity.
Besonders günstig hinsichtlich Herstellbarkeit und Funktion verhält sich ein Draht, bei dem die Stirnflächen der Schlitze gemäß Anspruch 2 kreisbogenförmig gestaltet sind, wobei die Ansprüche 3 bis 7 die günstigsten Bemessungen für den Draht angeben.A wire behaves particularly favorably in terms of manufacturability and function, in which the end faces of the slots are designed in the form of a circular arc, claims 3 to 7 specifying the most favorable dimensions for the wire.
Als Material für den Draht eignet sich besonders stranggepreßtes Polyformaldehyd, welches zwar kerb-und bruchempfindlich ist, aber eine für das Ausschieben günstige Festigkeit und in Längsrichtung verlaufende Textur aufweist. Die Schlitze werden in einen solchen Draht am besten eingefräst, wobei der Draht schrittweise zwischen beidseitig des Drahtes nacheinander auf diesen einwirkenden Fräswerkzeugen hindurchgeführt wird.Particularly suitable as the material for the wire is extruded polyformaldehyde, which is sensitive to notch and breakage, but one for the end push favorable strength and has longitudinal texture. The slots are best milled into such a wire, the wire being passed step by step between the wire on both sides of the milling tool acting on it.
Die Höhe der Zähne des Zahnrades, welches mit dem Draht kämmt, soll größer sein als der halbe Durchmesser des Drahtes, damit die Zahnflanken die neutrale Faser des Drahtes erreichen können. Die Höhe der Zähne, soweit sie in die Schlitze eintauchen können, soll jedoch nicht größer sein als der volle Durchmesser des Drahtes, damit die Zahnköpfe nicht aus den Schlitzen vorstehen, sondern dem Draht die Anlage an seinem Widerlager ermöglicht wird, sodaß der Draht zwischen dem Zahnrad und dem Widerlager gehalten und geführt wird.The height of the teeth of the gear that meshes with the wire should be greater than half the diameter of the wire so that the tooth flanks can reach the neutral fiber of the wire. The height of the teeth, as far as they can be immersed in the slots, should however not be greater than the full diameter of the wire, so that the tooth heads do not protrude from the slots, but rather allow the wire to rest against its abutment, so that the wire between the Gear and the abutment is held and guided.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
- Figur 1 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht einer Teleskopantenne mit Betätigungseinrichtung und
- Figur 2 zeigt in vergrößertem Maßstab als Detail den Eingriff des angetriebenen Zahnrades der Betätigungseinrichtung in den geschlitzten Kunststoffdraht, welcher entlang der die Längsmittellinie des Drahtes enthaltenden Mittelebene der Schlitze geschnitten ist.
- Figure 1 shows a partially sectioned view of a telescopic antenna with actuator and
- Figure 2 shows on an enlarged scale as a detail the engagement of the driven gear of the actuator in the slotted plastic wire, which along the Longitudinal centerline of the wire-containing median plane of the slots is cut.
Figur 1 zeigt eine Teleskopantenne 1 mit einer Betätigungseinrichtung 2. Von der Teleskopantenne 1 selbst sind nur ein inneres Teleskoprohr 3 mit Antennenkopf 4 und ein äußeres, in einer Manschette 5 geführtes Teleskoprohr 6 gezeichnet. Von der Betätigungseinrichtung 2 sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile dargestellt, nämlich ein zylindrisches Gehäuse 7 mit tangentialer Austrittsöffnung 8 für einen geschlitzten Kunststoffdraht 9 von kreisförmigem Querschnitt, dessen vorderes Ende im inneren Teleskoprohr 3 befestigt ist und welcher mittels eines angetriebenen, exzentrisch im Gehäuse 7 angeordneten Zahnrades 10 aus dem Gehäuse 7 ausgeschoben und wieder eingeholt werden kann.FIG. 1 shows a telescopic antenna 1 with an actuating device 2. Of the telescopic antenna 1 itself, only an inner telescopic tube 3 with an antenna head 4 and an outer
Der Draht 9 ist mit schmalen, in der Längsrichtung des Drahtes 9 vorzugsweise durch parallele Flächen 11 begrenzten Schlitzen 12 versehen, welche in regelmäßigen Abständen von ungefähr a = 1,5 mm (an der Drahtoberfläche gemessen) hintereinander angeordnet sind und eine Breite von ca. 25% des Durchmessers d des Drahtes 9 besitzen. Die Längsmittellinie 13 des Drahtes 9 verläuft zugleich durch die Längsmittelebenen der Schlitze 12.The
Die Stirnflächen 14a und 14b eines jeden Schlitzes 12 sind i.w. durch Zylinderflächen begrenzt, welche durch Kreisbögen 15 und 15' mit dem Radius R erzeugt werden, deren Mittelpunkte M und M' im Abstand D < R beidseits von der Längsmittellinie 13 liegen, sodaß die Kreisbögen 15, 15' bzw. die durch sie erzeugten Zylinderflächen sich in der die Längsmittellinie 13 enthaltenden, im rechten Winkel zur Längsmittelebene der Schlitze 12 verlaufenden Ebene schneiden; in dieser Ebene weisen die Schlitze 12 ihre geringste Länge L auf, um sich von da an kreisbogenförmig bis zur Drahtoberfläche hin zu erweitern. Die gewählte Gestalt der Stirnflächen 14a, 14b der Schlitze 12 schafft einerseits Raum für einen behinderungsfreien Ein- und Austritt der Zähne 16 des Zahnrades 10 und ermöglicht es, daß die Zahnflanken 17 die Stirnflächen 14a bzw. 14b praktisch nur im Bereich der Schnittkante 18 der die Stirnflächen 14a, 14b begrenzenden Zylinderflächen berühren. Die Schubkraft wird vom Zahnrad 10 daher praktisch nur entlang der neutralen Faser des Drahtes 12 auf diesen übertragen, wobei das einschränkende Wort "praktisch" deshalb gebraucht wird, weil sich die Schnittkante 18 durch Gebrauch natürlich abnutzen und dadurch abrunden oder verbreitern wird.The end faces 14a and 14b of each
Die Zahnflankenform und der Radius des Zahnrades 10 sind derart auf die Form und Anordnung der Schlitze 12 im Draht 9 abgestimmt, daß während der gesamten Abwälzbewegung der Zahnflanken 17 auf den Schnittkanten 18 die Übertragung der Schubkraft i.w. in Richtung des Verlaufs der neutralen Faser des Drahtes 9 erfolgt.The tooth flank shape and the radius of the
Die Knickneigung des Drahtes 9 kann durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen äußerst klein gehalten werden.The tendency of the
Der Draht 9 wird im Gehäuse 7 in einem nahe der Austrittsöffnung 8 gelegenen Arbeitsspalt zwischen dem Zahnrad 10 und der Innenwand des Gehäuses 7, welche im Bereich des Arbeitsspaltes ebenflächig mit tangentialer, in die Austrittsöffnung 8 führender Richtung ausgebildet ist, gehalten und geführt. Die Höhe h der Zähne 16 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser d des Drahtes 9, sodaß bei der gewählten Anordnung im Arbeitsspalt mit einerseits an der Innenwand des Gehäuses 7 anliegendem und andererseits bis zum Fußkreis 19 reichenden Draht 9 die Zähne 16 die Gehäuseinnenwand gerade noch nicht berühren. Das zylindrische Gehäuse 7 kann um seine Achse drehbar angeordnet sein.The
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