WO2012100796A1 - Mobilfunkantenne mit multi-strahlformeinrichtung - Google Patents

Mobilfunkantenne mit multi-strahlformeinrichtung Download PDF

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WO2012100796A1
WO2012100796A1 PCT/EP2011/006033 EP2011006033W WO2012100796A1 WO 2012100796 A1 WO2012100796 A1 WO 2012100796A1 EP 2011006033 W EP2011006033 W EP 2011006033W WO 2012100796 A1 WO2012100796 A1 WO 2012100796A1
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drive
mobile radio
radio antenna
switching
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PCT/EP2011/006033
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Ralf Häntsch
Stefan Berger
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Kathrein-Werke Kg
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    • F16H37/065—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with a plurality of driving or driven shafts

Definitions

  • the invention relates to a mobile radio antenna with a multi-beam shaping device by means of at least two arranged in the mobile radio antenna phase shifter can be actuated.
  • Beam shaping devices are used in particular in mobile radio technology, i. in mobile radio base stations to adjust the main source of a mobile radio antenna with respect to their radiation angle differently.
  • a mobile radio cell in question can be illuminated and set with different levels.
  • Such beam shaping devices are usually referred to as RET unit, ie they are referred to as a so-called “remote electrical tilt” device, as it is known for example from WO 02/061877 A2.
  • RET unit ie they are referred to as a so-called "remote electrical tilt” device, as it is known for example from WO 02/061877 A2.
  • a beam shaping device it is not only possible to set a different down-tilt angle in the elevation direction, for example by means of different settings of phase shifters, but it can Also, especially in an antenna array with several columns, for example, using phase shifters, the main beam direction and thus the main source of an antenna system in the horizontal direction, so be set with a different .Azimutwinkel.
  • the beam width can be set differently both in the azimuth and in the elevation direction, ie in this case set the half-width of a main beam lobe differently to be able to (helped power beam width).
  • the previously known antennas are generally designed such that the so-called RET unit can be installed at a dedicated mechanical interface (for example at the lower mounting flange of the antenna housing), which in addition to electronics also includes a motor which via a mechanical conversion will initiate the phase shifters integrated in the antenna.
  • the phase change thus achieved has a direct effect on the beam characteristic, i. to the down-tilt angle of the antenna.
  • the beam characteristic of multi-antenna systems can be set differently, wherein the mentioned RET motors for adjusting the main beam direction of the antenna not only in the vertical direction (ie in elevation direction). tion for setting a different down-tilt angle), but also in the horizontal direction (ie in Azi ⁇ mutation) as well as for setting the half-width of a main club can be used.
  • a multi-beam shaping device in the form of a multi-RET device which has three manually operable setting axes in order to be able to control three separate antenna arrays, for example.
  • a common control device for all three beam shaping devices.
  • WO 2009/102774 A2 likewise discloses a multi-beam shaping device which has corresponding input and output axes for controlling the antenna device.
  • a possibility has been proposed to use the DC motor of the drive unit. decouple from the phase shifter adjustment shaft to more easily operate the phase shifter control buttons manually.
  • each band is equipped with a "single-RET actuator".
  • an input or drive axis is necessary.
  • a solution of a mobile radio antenna with a multi-beam shaping device which is much more advantageous than the prior art, is proposed in which, for example, only a drive element and possibly an adjustment drive element are provided on the front side of the mobile radio antenna.
  • mobile radio antenna with a multi-beam shaping device comprising an electric motor, only a drive interface and a switching interface can be provided on the antenna front side.
  • a mobile radio antenna comprises a multi-beam shaping device, wherein the multi-beam shaping device comprises a drivable drive member with a drive shaft.
  • the multi-beam shaping device comprises at least two outputs, each of which comprises a drive shaft substantially parallel to the output shaft and each one with the output shaft rotatably connected output gear.
  • At least two phase shifters, which are arranged in the mobile radio antenna, are in each case in operative connection with one of the power take-offs via a respective drive connection.
  • the multi-beam forming device further comprises a switching device, by means of which the drive member is selectively engageable with one of the driven wheels in operative connection.
  • a corresponding multi-beam forming device is very compact, since only one drive is necessary to operate the at least two outputs. Due to the compact dimensions of the multi-beam shaping device, it can be installed well on an antenna front side of the mobile radio antenna. Furthermore, the multi-beam shaping device can also be actuated manually or mechanically from the outside, as a result of which the multi-beam shaping device has a lower susceptibility to failure and susceptibility to failure.
  • the switching device preferably has a switching wheel which is connected in a rotationally fixed manner to the drive wheel and the drive shaft and is mounted on the drive shaft. slidable.
  • the switching wheel is translationally displaceable by means of the switching device on the drive shaft, so that the drive member can be brought into operative connection with at least one of the two driven wheels.
  • the rotationally fixed, but displaceable connection between the Umschaltrad and the drive shaft is achieved in that the drive shaft in the drive member remote area has a non-circularly symmetrical cross-sectional shape, and the Umschaltrad center has a Umschaltradö réelle corresponding to the cross-sectional shape of the drive shaft.
  • This ensures that the Umschaltrad is firmly connected to the drive shaft, but is displaceable along the longitudinal extent of the drive shaft.
  • a correspondingly configured beam shaping device has a small diameter, so that it has a small space requirement on an antenna front side of a mobile radio antenna. Furthermore, by means of the multi-beam shaping device according to the invention, a plurality of output shafts and thus a plurality of phase shifters can be actuated simultaneously if the reversing wheel has a corresponding thickness, so that the reversing wheel can be brought into operative connection with a plurality of driven wheels simultaneously.
  • the output shafts are arranged in frontal projection on a circular section around the drive shaft as a circular center.
  • the output shafts and the driven wheels are thus spirally around the drive shaft arranged.
  • At least two of the power take-offs further each comprise at least one second wheel, which is non-rotatably connected to the respective output shaft so that at least two of the second wheels are arranged in one or more planes, so that the switching wheel is simultaneously brought into operative connection with at least two of the second wheels can be.
  • a corresponding embodiment of the mobile radio antenna is particularly compact, since the output shafts and driven wheels are arranged spirally around the drive shaft. Furthermore, a corresponding configuration of the mobile radio antenna enables a so-called "central locking" of the output shafts, since the reversing wheel can assume a position in which the reversing wheel is in operative connection with all output wheels. Due to the operative connection of the switching wheel with all the output wheels, the respective driven wheels can also be brought into operative connection with one another, which leads to a mutual stabilization of the individual output shafts.
  • the second wheels can also be arranged in several levels. This means that at least two second wheels define a plane oriented perpendicular to the output shafts.
  • the drive member can be brought into operative connection with the arranged in a common plane second wheels, so that any combination of phase shifters are adjustable simultaneously.
  • the drive members described above and / or the Umschaltrad and the driven wheels are designed as gears, wherein the individual teeth of the drive member and / or the Umschaltrads and the driven wheels have chamfers on both sides.
  • the gears By a corresponding design of the gears, a simple meshing of the gears is ensured, whereby a hooking of the individual wheels is avoided with each other.
  • the individual tooth faces of the teeth of the Umschaltrads and the driven wheels further chamfers on both sides.
  • the individual toothed end faces it is ensured that, when the switching wheel is displaced, the reversing gear and the respective output gear align themselves with one another in such a way that the reversing gear and the output gear mesh reliably with one another.
  • the switching device comprises a switching wheel, which is in operative connection with the drive member and which can be moved by means of the switching device.
  • the drive member can be brought into operative connection with one of the at least two output wheels via the reversing gear.
  • the drive member may for example comprise only the drive shaft.
  • the reversing is then rotatably connected to the drive shaft.
  • the reversing can be linearly moved, for example, in a linear arrangement of the individual outputs, so be moved, so that the Umschaltrad be brought into operative connection with one of the arranged on a straight line driven wheels can.
  • the switching wheel can also be pivoted radially about a pivoting center if the individual output shafts and the output shafts arranged on the output shafts are arranged on a circular section, wherein the pivot center about which the switching wheel pivots is the circular center of the circular section on which the respective Output shafts are arranged.
  • the switching wheel is a planetary gear.
  • a corresponding embodiment of the mobile radio antenna according to the invention is particularly flat and, moreover, is particularly suitable for a translatory power transmission, that is to say when, for example, push rods or Bowden cables are used for the drive connections.
  • the multi-beam shaping device may further comprise an electric motor, which is designed to drive the drive member and / or a Verstellantriebsglied.
  • the multi-beam shaping device preferably comprises a clutch which is designed such that the motor is in operative connection with the drive member or with the adjustment drive member.
  • the multi-beam shaping device can, while saving the coupling, comprise two actuators, namely one for moving the drive interface and one for moving the switching interface.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a mobile radio antenna according to the invention
  • Figure 2 is a perspective view of a
  • FIG. 3 shows a side view of the part of the multi-beam shaping device shown in FIG. 2 without a housing
  • Figures 2 and 3 shown multi-beam forming device without housing
  • Figure 5 a perspective view
  • 6a shows a perspective view of one to 6b: Umschaltrads
  • Figure 7 a perspective view of a
  • Figure 8 is a perspective view of the drive train and the Umschaltstrangs the multi-beam shaping device
  • FIG. 9 a perspective view of a Part of a multi-jet forming device according to the first embodiment with two drives;
  • FIG. 10 a perspective view of a
  • FIGS. 11a, 11b, 11c and 11b show a perspective view of a
  • FIG. 12 shows a modification of a part of the multi-stage
  • Beam shaping device with a so-called "central locking arrangement"
  • 14a is a perspective view of one to 14d: part of a multi-beam forming device according to another embodiment of the present invention with activated locking and deactivated locking device;
  • FIG. 15 a perspective view of a
  • FIG. 16 a perspective view of the in
  • FIG. 17 is an illustration of a modified embodiment with respect to the variant of the invention shown in FIGS. 14a to 14d and 15 and 16, wherein the pivoting device is directly driven.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a mobile radio antenna 1 according to the invention, which is equipped with a multi-beam shaping device 100, 200.
  • a housing 30 is arranged, which comprises a drive member 110, 210 and an adjustment drive member 134 or a locking bolt 250.
  • the drive member 110, 210 and the Verstellantriebsglied 134 and the locking pin 250 can be actuated from outside the mobile radio antenna 1.
  • the interior life of the housing 30 will be described in detail below.
  • the drive member 110, 210 and the Verstell- drive member 134 and the locking bolt 250 may alternatively be provided on the housing 30, a drive interface and a switching interface when the mobile radio antenna 1 is equipped with an electric motor, which is used for operating or for driving the At- drive member 110, 210 and / or the Verstellantriebsglieds 134 and the locking pin 250 is formed.
  • the six drive connections 10 are operatively connected in the example of a mobile radio antenna 1 shown in FIG.
  • the six drive connections 10 are connected at their respective opposite ends with six phase shifters 20.
  • the respective phase shifter 20 can - as shown - each comprise an actuator or an actuator, for example in the form of a worm.
  • the respective phase shifters 20 may comprise transmission and / or adjustment means in the form of a gear.
  • the respective drive connections 10 preferably consist of a flexible axle or of a flexible shaft, but may also be designed and designed such that the respective flexible axle 10 or flexible shaft 10 consists of rigid shaft and axle sections and in each case with elastic or flexible axle. or shaft intermediate sections, universal joints etc. are added in order to ensure a connection from the output interface 124 to connection interfaces of the phase shifter 20.
  • a realization of the drive connection consisting only of rigid shaft sections is also possible if gear steps, for example bevel gear drives, are provided for necessary changes in direction of the force or torque transmission.
  • the drive connections 10 may also be a type of Bowden cable arrangement 10, in which a cable pull is housed in a tubular casing For example, is guided longitudinally displaceable against the force of a spring device.
  • the housing 30 may also be provided in the mobile radio antenna 1 as shown above in the embodiment, in the middle or even in the upper region of the antenna 1. If one adds at the same time between the housing 30 and the drive member 110, 210 and the Verstellantriebsglied 134, 250 correspondingly long shaft sections, these interfaces remain accessible from the bottom of the antenna 1 ago. In this case, it is possible that some or all of the drive connections 10 differ from FIG. 1 on other sides of the housing 30, e.g. at the bottom, are arranged.
  • the mobile radio antenna 1 shown in Figure 1 comprises only a drive member 110, 210 and a Verstellantriebsglied 134 or a locking pin 250, by means of which in the example shown in Figure 1 six phase shifter 20 can be actuated.
  • the inner life of the housing 30 shown in FIG. 1 is shown below with reference to FIGS. 2 to 11.
  • this inner life which will be described below, need not necessarily be arranged in the housing 30, but alternatively may also be arranged directly in the antenna housing, i. be arranged in the radome.
  • like reference numerals designate like components and like features, respectively, so that a repetitive description of descriptions already made is avoided.
  • Ben of the housing 30 of the multi-beam forming device 100 includes a drive member 110 which is operable, for example, from outside the mobile radio antenna 1.
  • This drive member 110 is configured in the form of a drive wheel 110, which may preferably have the shape of a drive gear 110.
  • This drive member 110 may for example be operated manually or may alternatively be driven by means of an electric motor, not shown. In this case, the electric motor could be arranged either in or outside the antenna housing.
  • the drive member 110 is rotatably connected to a drive shaft 111.
  • the housing 30 comprises five power take-offs, each of which comprises an output shaft 121 substantially parallel to the drive shaft 111 and one driven wheel 122 connected in each case to the output shaft 121 in a rotationally fixed manner.
  • the driven wheels 122 are provided with the reference numerals 122a to 122e and the output shafts 121 with the reference numerals 121a to 121e, so that a correct assignment between the projection view of Figure 4 and the side view of Figure 3 is possible.
  • the respective output shafts 121a to 121e terminate in respective output interfaces 124a to 124e, which are operatively connected to respective phase shifters 20 by means of drive connections 10 shown schematically in FIG.
  • the interior of the housing 30 of the multi-jet shaping device 100 comprises tion form a switching device which comprises a Verstellantriebsglied 134 and a cooperating with Verstellantriebsglied 134, designed as a threaded spindle 135 Versteil sexual 135.
  • the switching device comprises a slide 136 designed as a slide 136, at one end of a Umschaltrad 131 against the slider 136 is rotatably arranged.
  • the slider 136 shown in FIG. 7 has a through-hole 137 with an internal thread which is designed to cooperate with the thread of the threaded spindle 135.
  • the slider 136 is connected to the threaded spindle 135 via the internal thread of the through hole 137.
  • the reversing gear 131 in turn is rotatably connected to the drive member 110 and the drive shaft 111 and is displaceable on the drive shaft 111.
  • the slider 136 has at the ends of the jaws 136a and 136b, two cylindrical anti-rotation 138, comprising the drive shaft III. As a result, rotation of the slider 136 with respect to the threaded spindle 135 is prevented, as a result of which the slider 136 performs a translational movement during a rotational movement of the threaded spindle 135.
  • a telescopic arrangement could also be provided as an adjusting device 135, at the end of which a slide 136 or a slide 136 is arranged.
  • a corresponding telescope arrangement could also be operated by a motor.
  • the adjustment drive member 134 can be driven by a motor.
  • an indicator 139 is attached to the slider 136. Trained as a pin or shaft indicator 139 protrudes through an opening of the housing 30 to the outside and is supported by this opening, whereby a rotation of the slider 136 is counteracted. Based on the position of the indicator device 139 with respect to the housing 30 or with respect to the antenna housing, the position of the switching wheel 131 can be determined. Thus, it can be determined with which of the driven wheels 122a to 122e the switching wheel 131 is in operative connection.
  • the indicator device 139 can also be designed electronically, so that the information about the position of the slider 136 and thus of the switching wheel 131 can be output to an electronic processing unit. From FIG.
  • the present invention is not limited to a corresponding arrangement of the driven wheels 122 and the driven shafts 121.
  • the respective separate output shafts could be arranged along a common axis line, and the reversing wheel would be displaced on a drive shaft arranged parallel to the output shafts so that the reversing wheel could be selectively brought into operative connection with at least one of the driven wheels.
  • the respective output shafts can be operatively connected to the individual phase shifters, for example via elastic drive connections or via drive connections with deflection devices.
  • a power transmission or a torque transmission from the drive member 110 to one of the output interfaces 124a to 124e thus takes place by driving the drive member 110, which is non-rotatably connected to the reversing gear 131 via the drive shaft 111.
  • Both the reversing gear 131 and the driven wheels 122a to 122e are configured as gears. If the switching gear 131 meshes with one of the driven wheels 122a to 122e, then acting on the drive member 110 force or acting moment is transmitted to the corresponding output shaft 121a to 121e.
  • the output shafts 121a to 121e are arranged in front-side projection about the drive shaft 111 as a circular center. Due to the spatial offset of the respective driven wheels 122a to 122e from the front side of the housing 30th or from an end face of the housing of the mobile radio antenna, the individual driven wheels 122a to 122e are arranged on a spiral path around the drive shaft III.
  • the reversing wheel 131 has such a width that, due to the spacing of the individual driven wheels 122a to 122e, only one of the driven wheels 122a to 122e is in operative connection with the reversing wheel 131.
  • the switching wheel 131 could have such a width that it would be in operative connection with two or more of the driven wheels 122.
  • FIG. 5 shows an isometric view of the output shaft 111.
  • the output shaft 111 has two grooves 112 on its longitudinal side in the region remote from the drive member 110.
  • the reversing gear 131 in the reversing gear opening 132 has two springs 133 or two pivots 133, which can engage in the grooves 112 of the drive shaft 131. Consequently, there is a tongue and groove connection between the switching wheel 131 and the drive shaft 111.
  • the switching wheel 131 has such a cross-sectional shape of the drive shaft 111 corresponding Umschaltradö réelle 132 that the Umschaltrad 131 rotatably connected to the drive shaft 111 and along the longitudinal extent of the drive shaft 111 is displaceable. Furthermore, cylindrical shoulders 140 are formed on both end faces of the reversing wheel.
  • the drive shaft 111 could have an elliptical shape in the region remote from the drive member 110. Accordingly, the Umschaltradö réelle 132 of the Umschaltrads should also have an elliptical shape.
  • Figure 7 shows a perspective view of the slider 136.
  • the slider 136 has a passage opening
  • the slider 136 has at the end facing the reversing wheel 131 an anti-rotation lock 138 or receptacle 138 which, in cooperation with the cylindrical shoulders 140 on the reversing wheel 131 and the drive shaft, prevents the rotation of the slider 136 relative to the threaded spindle 135.
  • the receptacle 138 is formed on two jaws 136 a and 136 b of the slider 136.
  • the switching wheel 131 is positioned between the two jaws 136a and 136b of the slider 136, so that by a translational movement of the slider 136, the switching gear 131 can be displaced on the drive shaft 111.
  • FIG. 8 shows an assembly example of a switching device in an ultrahigh-beam shaping device 100 according to the invention.
  • the drive shaft 111 is connected in a rotationally fixed manner to the drive member 110.
  • the reversing 131 is rotatably connected to the drive shaft 111.
  • the springs 133 or pins 133 in the switchover Radö réelle 132 engage in the grooves 112 of the drive shaft III, so that the Umschaltrad 131 relative to the drive shaft 111 is displaceable.
  • the switching wheel 131 is disposed between the jaws 136 a and 136 b of the slider 136.
  • the threaded spindle 135 protrudes through the passage opening 137 of the slide 136.
  • the slide 136 can not rotate relative to the threaded spindle 135 due to the anti-rotation devices 138 cooperating with the switching wheel shoulders 140 and the drive shaft 111, rotation of the adjustment drive element 134, which is rotatably connected to the threaded spindle 135, a rotational movement of the threaded spindle 135 in a translational movement of the slider 136 converted.
  • This translational movement of the slider 136 is transmitted to the switching wheel 131.
  • the indicator device 139 is connected in the form of a pin to the slider 136.
  • Figure 10 shows the same arrangement as in Figure 9, wherein added to the two drives two more outputs are, so that a total of four outputs are provided in the arrangement.
  • the Umschaltrad 131 can be brought into operative connection with any of the driven wheels 122.
  • Figures IIa, IIb and 11c show different views of an advantageously designed gear that can be used as a drive member 110, as the output gear 122 and as Umschaltrad 131.
  • Figure IIa shows an end view of the gear
  • Figure IIb shows a side view of the gear
  • Figure 11c shows a perspective view of the gear.
  • the illustrated gear has bevels or bevels F3, F4 with respect to the gear end faces on all teeth.
  • each resulting tooth face is double-sided so provided with a chamfer F, F2, that results in the frontal view IIa for each tooth, an end edge.
  • Figure 12 shows a modification of the first embodiment of the interior of the housing 30 of the first embodiment of the multi-beam forming device 100.
  • Figures 13a to 13c show a side view of the arrangement of Figure 12, a front projection view of the arrangement of Figure 12 and a rear projection view the order from Figure 12, wherein in each case the housing is not shown.
  • each of the drives further comprises a second wheel 123 which is non-rotatably connected to the respective output shaft 121.
  • the second wheels 123 are arranged in a plane perpendicular to the output shafts 121, so that the Umschaltrad 131 can be brought into operative connection with all second wheels 123 simultaneously.
  • a corresponding arrangement or configuration of the outputs with second wheels 123 may be referred to as a "central locking arrangement", since in an operative connection of the Umschaltrads 131 with each of the second wheels 123, the respective second wheels 123 are again in operative connection with each other via the Umschaltrad 131.
  • a mutual stabilization of the output shafts takes place with each other.
  • phase shifters can simultaneously adjust any combination of phase shifters if, in the above-mentioned plane for the second wheels 123, second output wheels 123 are positioned only on the output shafts and interact with the phase shifters to be adjusted. It is even possible to realize further levels for third or even larger number of output wheels per output shaft, whereby further combinations of phase shifters would be adjustable simultaneously.
  • Figure 14a shows a perspective view of a part of the multi-beam forming device 200 according to the second embodiment of the invention.
  • an output is shown, which consists of an output shaft 221 and a driven gear 222 configured as a driven gear 222 rotatably connected to the output shaft 221.
  • the plate-like wall 31 may be part of a housing 30 or part of the antenna housing or of the radome itself.
  • FIG. 15 shows the corresponding housing wall 31 without the drives and drives integrated into the housing wall.
  • the housing wall 31 comprises six bearing bores 32a to 32f, which are arranged on a circular section. In the center of this circle section, a bearing pin 33 is arranged. Between the individual bearing bores 32a to 32f, a respective unwinding device 260 in the form of a pivoting tooth 260 is arranged.
  • Figure 16 shows the housing wall 31 shown in Figure 15, wherein on the bearing pin 33 is a pivoting device
  • the pivoting device 240 is arranged.
  • the pivoting device 240 is shown separately in the upper area of FIG. 16 again.
  • the pivoting device 240 comprises a first fastening device 241 in the form of a bearing bore 241 and a second fastening device in the form of a bearing pin 242.
  • the pivoting device 240 comprises six locking devices 243a to 243f in the form of locking recesses 243a to 243f.
  • the pivoting device 240 is by means of the first fastening device
  • the individual locking devices 243a to 243f are associated with the corresponding bearing bores 32a to 32f.
  • FIG. 14a shows that the output shafts 221 of the six power take-offs are mounted in the six bearing bores 32a to 32f.
  • the driven wheels 222a to 222f rotatably mounted in the bearing bores 32a to 32f.
  • the output gear 222b is in operative connection with the reversing gear 231 designed as a planetary gear.
  • the planetary gear 231 is rotatably supported on the second attachment means of the pivoting device 240.
  • the planetary gear 231 is in operative connection with a drive element 210 designed as a drive gear, which is arranged on the pivoting device 240 and is rotatably mounted on the bearing pin 33 of the housing wall 31.
  • the drive member 210 is rotatably mounted relative to the housing wall 31 and with respect to the pivoting device 240.
  • a locking bolt 250 engages in the locking opening 243b or in the locking recess 243b of the pivoting device 240 so that the pivoting device 240 can no longer be rotated relative to the housing wall 31.
  • the locking pin 250 thus assumes a locking position V.
  • the planet gear 231 is connected to the output gear 222b and to the drive member 210 in operative connection.
  • a drive connection is in operative connection with the output shaft 221, which in turn is in operative connection with a phase shifter, which is likewise not shown in FIG.
  • FIGS. 14a to 14d do not show the axial position securing of the wheels 210, 222, 231 with respect to the housing wall 31 and the guidance of the locking bolt 250. These can be easily realized, for example, by means of form elements in a further housing wall lying parallel to the housing wall 321.
  • the drive member 210 can also be brought into operative connection with the other output wheels 222a, 222c to 222f.
  • the illustrations in FIGS. 14b to 14d show how the drive member 210 can be brought into operative connection, for example, with the output gear 222c.
  • the locking bolt 250 is no longer in engagement with the locking opening 243b. Consequently, the pivoting device 240 is rotatable with respect to the bearing pin 33.
  • the planetary gear 231 operatively connected to the drive member 210 is driven so that the planetary gear 231 rolls over the driven gear 222b and over the unwinding means 260 disposed between the driven gear 222b and the driven gear 222c.
  • the planetary gear 231 can roll over the driven gear 222b because the driven gear 222b is connected to a phase shifter that provides some resistance. This resistance in turn is greater than the rotational resistance of the unlocked pivoting device 240.
  • the arranged between the driven gear 222b and the driven gear 222c unrolling device 260 in the form of a pivot tooth 260 has the function that at a certain position of the planetary gear 231, in this no longer with the driven gear 222b meshes, the planet gear 231 engages the pivot tooth 260 and rolls over it.
  • Individual output gears 222a to 222f arranged pivot teeth thus serve that at a freewheeling position F of the locking bolt 250, the planetary gear can roll over the pivot teeth 260 to be brought into different positions with respect to the driven gears 222a to 222f.
  • the locking bolt 250 may be driven, for example, by a linear actuator or an electric motor with a downstream gear to convert rotational to translational motion.
  • FIG. 14c shows the situation in which the planetary gear 231 meshes with the output gear 222c, and consequently is in operative connection therewith. Furthermore, the locking pin 250 is in the freewheeling position F, in which by driving the drive member 210, the pivoting device 240 and thus the planetary gear 231 would be further rotated or pivoted. In FIG. 14d, the locking pin 250 engages in the locking opening 243c, so that the pivoting device 240 is locked and can no longer rotate about the bearing pin 33. By driving the drive member 210, the output gear 222c is driven accordingly.
  • FIG. 17 shows a modified embodiment with respect to the variant of the invention shown in FIGS. 14a to 14d and 15 and 16, wherein the pivoting device 240 is designed as a worm wheel 240 and is driven directly by a worm 270.
  • the worm gear is self-locking, so that the pivot wheel 240 only rotates when a motor drives the worm 270.
  • the driven wheels 222a to 222f are arranged on a circular section in whose center the drive member 210 is arranged and by means of the planetary gear 231 with one of the driven wheels 222a to 222f combs.
  • the drive member 210 could be pivotally mounted.
  • the Umschaltrad or planetary gear 231 would be the drive member.
  • the pivot center of the pivotal movement of the drive member 210 would coincide with the circle center of the circle on which the output gears 222a to 222f are arranged.
  • the drive member 210 would have to be stored accordingly and the position of the drive member 210 in the corresponding storage would have to be fixable by means of a locking device. With a fixed locking device, the drive member 210 would be in operative connection with one of the driven wheels 222a to 222f, without a Umschaltrad or planetary gear should be disposed between the drive member 210 and the corresponding driven gear 222a to 222f. If the locking device was not activated, -at
  • the individual output gears 222a-222f could be arranged in a straight line so that the output shafts 221 span a common plane, and the drive member could be reciprocated in a corresponding guide means along the drive wheels so that the drive member 210 could be brought into operative connection with any of the driven wheels.
  • an indicator device which could be connected, for example, to the pivoting device 240.
  • the position of the indicator device connected to the pivoting device 240 would also vary, so that it could be deduced from the position or the position of the indicator device with which of the driven wheels 222a to 222f the drive element 210 is in active connection.
  • the position of the locking device would also be detected electronically.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Mobilfunkantenne (1) mit einer Multi-Strahlformeinrichtung (100, 200), die ein antreibbares Antriebsglied (110, 210) mit einer Antriebswelle (111), zumindest zwei Abtriebe, die jeweils eine zur Antriebswelle im Wesentlichen parallele Abtriebswelle (121, 221) und jeweils mindestens ein mit der Abtriebswelle (121, 221) drehfest verbundenes Abtriebsrad (122, 222) umfassen, zumindest zwei Phasenschieber (20), von denen jeder mit jeweils einem der Abtriebe über jeweils eine Antriebseinrichtung (10) in Wirkverbindung steht, und eine Umschalteinrichtung umfasst, mittels der das Antriebsglied (110, 210) selektiv mit wenigstens einem der Abtriebsräder (122, 222) in Wirkverbindung bringbar ist.

Description

Mobilfunkantenne mit Multi-Strahlformeinrichtun
Die Erfindung betrifft eine Mobilfunkantenne mit einer Multi-Strahlformeinrichtung mittels der zumindest zwei in der Mobilfunkantenne angeordnete Phasenschieber betätigt werden können.
Strahlformeinrichtungen werden insbesondere in der Mobil- funktechnik eingesetzt, d.h. bei Mobilfunkbasisstationen, um die Hauptquelle einer Mobilfunkantenne bezüglich ihres Abstrahlwinkels unterschiedlich einzustellen. In Abhängigkeit des Absenkwinkels (der üblicherweise auch "down tilt" genannt wird) kann eine betreffende Mobilfunkzelle unter- schiedlich groß ausgeleuchtet und damit eingestellt werden .
Derartige Strahlformeinrichtungen werden üblicherweise als RET-Einheit bezeichnet, d.h. diese werden als eine so- genannte "remote electrical tilt "-Einrichtung bezeichnet, wie sie beispielsweise aus der WO 02/061877 A2 bekannt ist. Mittels einer Strahlformeinrichtung kann aber nicht nur beispielweise durch unterschiedliche Einstellungen von Phasenschiebern ein unterschiedlicher down-tilt-Winkel in Elevationsrichtung eingestellt werden, sondern es kann auch insbesondere bei einem Antennenarray mit mehreren Spalten beispielsweise unter Verwendung von Phasenschiebern die Hauptstrahlrichtung und damit die Hauptquelle einer Antennenanlage in Horizontalrichtung, also mit un- terschiedlichem .Azimutwinkel eingestellt werden. Schließlich kann mittels einer Strahlformeinrichtung nicht nur eine unterschiedliche Ausrichtung der Hauptstrahlrichtung einer Antennenanlage in Elevationsrichtung und/oder in Azimutrichtung eingestellt werden, sondern es kann auch die Strahlbreite sowohl in Azimut- wie in Elevationsrichtung unterschiedlich eingestellt werden, um also hier die Halbwertsbreite einer Hauptstrahlkeule unterschiedlich einstellen zu können (half power beam width) . Ebenso ist es auch möglich, Einstellungen für die mechanischen Winkel einer Antenne, nämlich Roll, Nick und Gier ("roll", "pitch", "yaw"), vorzunehmen.
Mit anderen Worten sind die vorbekannten Antennen in der Regel so ausgeführt, dass an einer dafür vorgesehenen me- chanischen Schnittstelle (beispielsweise am unteren Montageflansch des Antennengehäuses) die sogenannte RET-Einheit installiert werden kann, die neben einer Elektronik auch einen Motor umfasst, welcher über eine mechanische Umsetzung die in der Antenne integrierten Phasenschieber ans- teuert. Die somit erreichte Phasenänderung wirkt sich direkt auf die Strahlcharakteristik, d.h. auf den Down-Tilt- Winkel der Antenne aus.
Mittels derartiger RET-Einheiten kann grundsätzlich die Strahlcharakteristik von Multi-Antennenanlagen unterschiedlich eingestellt werden, wobei die erwähnten RET- Motoren zur Einstellung der Hauptstrahlrichtung der Antenne nicht nur in Vertikalrichtung (also in Elevationsrich- tung zur Einstellung eines unterschiedlichen Down-Tilt- Winkels) , sondern auch in Horizontalrichtung (also in Azi¬ mutrichtung) wie aber auch zur Einstellung der Halbwertsbreite einer Haupt keule verwendet werden können.
Bedingt durch Site-Sharing-Szenarien (bei welcher sich Netzbetreiber einen Standort teilen) sowie bei sogenannten Co-Siting-Szenarien (bei denen ein Netzbetreiber an einem Standort mehrere Basisstationen gegebenenfalls unter- schiedlicher Mobilfunkgenerationen bzw. Mobilfunktechnologien betreibt) wird zunehmend eine höhere Anzahl von Antennen je Standort installiert. Spätestens seit Einführung von UMTS wird eine Großzahl der installierten Antennen durch ein System ergänzt, welche es letztendlich ermög- licht, die Strahlcharakteristik der Antennen elektrisch zu steuern. Dabei handelt es sich um die vorstehend beschriebene RET-Konfiguration, mit der ein Absenkwinkel ferngesteuert unterschiedlich einstellbar ist. Aus der WO 2009/102775 A2 ist beispielsweise eine Multi- Strahlformeinrichtung in Form einer Multi-RET-Einrichtung bekannt, die über drei manuell betätigbare Einstellachsen verfügt, um darüber beispielsweise drei getrennte Anten- nenarrays ansteuern zu können. Zur Vereinfachung des ge- samten Aufbaus wird vorgeschlagen, eine gemeinsame Steuerungseinrichtung für alle drei Strahlformeinrichtungen zu verwenden .
Ferner ist aus der WO 2009/102774 A2 ebenfalls eine Multi- Strahlformeinrichtung bekannt geworden, die entsprechende Eingangs- und Ausgangsachsen zur Ansteuerung der Antenneneinrichtung aufweist. Hier ist eine Möglichkeit vorgeschlagen worden, den Gleichstrommotor der Antriebseinrich- tung von dem Phasenschieber-Einstellschaft abzukoppeln, um auf leichtere Weise die Phasenschieber-Steuerungsknöpfe manuell bedienen zu können.
Dem Stand der Technik ist gemein, dass bei den Multi-Band- Antennen jedes Band mit einem "Single-RET-Aktuator" bestückt ist. Somit ist zur Ansteuerung einer Antenne in einem Antennenarray für jede Antenne eine Eingangs- bzw. Antriebsachse notwendig.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Lösung für eine Mobilfunkanten- ne mit einer Multi-Strahlformeinrichtung zu schaffen, bei der die Strahlcharakteristiken bei einer in zumindest zwei Bändern strahlenden Antenne bzw. bei mehreren Antennen je Standort gegenüber herkömmlichen Lösungen auf verbesserte und insbesondere vereinfachte Weise unterschiedlich einstellt werden können. Dabei soll möglichst wenig Platz an der Antennenstirnseite verwendet werden, da die Antennenstirnseite bereits mit einer Vielzahl von beispielsweise Koaxialsteckern bestückt ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben .
Im Rahmen der Erfindung wird eine gegenüber dem Stand der Technik sehr viel vorteilhaftere Lösung einer Mobilfunkantenne mit einer Multi-Strahlformeinrichtung vorgeschlagen, bei der beispielsweise an der Stirnseite der Mobilfunkantenne lediglich ein Antriebsglied und eventuell ein Ver- stellantriebsglied vorgesehen sind. Bei Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mobilfunkantenne mit einer Multi-Strahl- formeinrichtung, die einen Elektromotor umfasst, kann an der Antennenstirnseite lediglich eine Antriebsschnittstelle und eine Umschaltschnittstelle vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Mobilfunkantenne eine Multi-Strahlformeinrichtung umfasst, wobei die Multi- Strahlformeinrichtung ein antreibbares Antriebsglied mit einer Antriebswelle umfasst. Darüber hinaus umfasst die Multi-Strahlformeinrichtung zumindest zwei Abtriebe, die jeweils eine zur Antriebswelle im wesentlichen parallele Abtriebswelle und jeweils ein mit der Abtriebswelle drehfest verbundenes Abtriebsrad umfassen. Zumindest zwei Phasenschieber, die in der Mobilfunkantenne angeordnet sind, stehen jeweils mit einem der Abtriebe über jeweils eine Antriebsverbindung in Wirkverbindung. Die Multi-Strahl- formeinrichtung umfasst ferner eine Umschalteinrichtung, mittels der das Antriebsglied selektiv mit einem der Abtriebsräder in Wirkverbindung bringbar ist.
Eine entsprechende Multi-Strahlformeinrichtung baut sehr kompakt, da lediglich nur noch ein Antrieb notwendig ist, um die zumindest zwei Abtriebe zu betätigen. Aufgrund der kompakten Ausmaße der Multi-Strahlformeinrichtung kann diese gut an einer Antennenstirnseite der Mobilfunkantenne eingebaut werden. Weiterhin ist die Multi-Strahlformeinrichtung von außen auch manuell bzw. mechanisch betätigbar, wodurch die Multi-Strahlformeinrichtung eine geringere Fehler- und Ausfallanfälligkeit aufweist.
Bevorzugt weist dabei die Umschalteinrichtung ein Umschaltrad auf, das mit dem Antriebsrad und der Antriebswelle drehfest verbunden und auf der Antriebswelle ver- schiebbar ist. Das Umschaltrad ist dabei mittels der Umschalteinrichtung auf der Antriebswelle translatorisch verschiebbar, so dass das Antriebsglied mit zumindest einem der beiden Abtriebsräder in Wirkverbindung bringbar ist.
Dabei wird die drehfeste, aber verschiebbare Verbindung zwischen dem Umschaltrad und der Antriebswelle dadurch erreicht, dass die Antriebswelle in dem dem Antriebsglied entfernten Bereich eine nicht kreissymmetrische Querschnittsform aufweist, und das Umschaltrad mittig eine Umschaltradöffnung aufweist, die der Querschnittsform der Antriebswelle entspricht. Dadurch wird gewährleistet, dass das Umschaltrad mit der Antriebswelle fest verbunden ist, aber entlang der Längsausdehnung der Antriebswelle verschiebbar ist.
Eine entsprechend ausgestaltete Strahlformeinrichtung weist einen kleinen Durchmesser auf, so dass diese einen geringen Platzverbrauch an einer Antennenstirnseite einer Mobilfunkantenne aufweist. Weiterhin können mittels der erfindungsgemäßen Multi-Strahlformeinrichtung auch mehrere Abtriebswellen und somit mehrere Phasenschieber gleichzeitig angesteuert werden, wenn das Umschaltrad eine entspre- chende Dicke aufweist, so dass das Umschaltrad mit mehreren Abtriebsrädern gleichzeitig in Wirkverbindung gebracht werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin- dung sind die Abtriebswellen in stirnseitiger Projektion auf einem Kreisabschnitt um die Antriebswelle als Kreiszentrum angeordnet. Die Abtriebswellen und die Abtriebsräder sind somit spiralartig um die Antriebswelle herum angeordnet. Zumindest zwei der Abtriebe umfassen ferner jeweils mindestens ein zweites Rad, das drehfest mit der jeweiligen Abtriebswelle so verbunden ist, dass zumindest zwei der zweiten Räder in einer oder mehreren Ebenen angeordnet sind, so dass das Umschaltrad mit zumindest zwei der zweiten Räder simultan in Wirkverbindung gebracht werden kann.
Eine entsprechende Ausgestaltung der Mobilfunkantenne baut besonders kompakt, da die Abtriebswellen und Abtriebsräder spiralartig um die Antriebswelle herum angeordnet sind. Weiterhin ermöglicht eine entsprechende Ausgestaltung der Mobilfunkantenne eine sogenannte "Zentralverriegelung" der Abtriebswellen, da das Umschaltrad eine Stellung einnehmen kann, bei der das Umschaltrad mit allen Abtriebsrädern in Wirkverbindung steht. Aufgrund der Wirkverbindung des Umschaltrads mit allen Abtriebsrädern sind die jeweiligen Abtriebsräder auch miteinander in Wirkverbindung bringbar, was zu einer gegenseitigen Stabilisierung der einzelnen Abtriebswellen führt. Wenn andererseits beispielsweise ein Elektromotor zum Antreiben des Antriebsglieds verwendet wird, kann durch eine Wirkverbindung des Umschaltrads mit allen Abtriebsrädern zur gleichen Zeit aufgrund des Haltemoments des Elektromotors ein Verdrehen der jeweiligen Abtriebswellen vermieden werden. Die zweiten Räder können auch in mehreren Ebenen angeordnet sein. D.h. dass zumindest zwei zweite Räder eine senkrecht zu den Abtriebswellen orientierte Ebene definieren. Das Antriebsglied kann mit den in einer gemeinsamen Ebene angeordneten zweiten Rädern in Wirkverbindung gebracht werden, so dass beliebige Kombinationen von Phasenschiebern gleichzeitig verstellbar sind. Bevorzugt sind die oben beschriebenen Antriebsglieder und/ oder das Umschaltrad und die Abtriebsräder als Zahnräder ausgestaltet, wobei die einzelnen Zähne des Antriebsglieds und/oder des Umschaltrads und der Abtriebsräder beidseitig Fasen aufweisen. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Zahnräder wird ein einfaches ineinandergreifen der Zahnräder gewährleistet, wodurch ein Verhaken der einzelnen Räder untereinander vermieden wird. Vorzugsweise weisen die einzelnen Zahnstirnseiten der Zähne des Umschaltrads und der Abtriebsräder ferner beidseitig Fasen auf. Durch einen entsprechende Ausgestaltung der einzelnen Zahnstirnseiten wird gewährleistet, dass bei Verschieben des Umschaltrads das Umschaltrad und das be- treffende Abtriebsrad sich so zueinander ausrichten, dass das Umschaltrad und das Abtriebsrad miteinander zuverlässig kämmen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Umschalteinrichtung ein Umschaltrad, das mit dem Antriebsglied in Wirkverbindung ist und das mittels der Umschalteinrichtung bewegt werden kann. Durch die Bewegung des Umschaltrades kann das Antriebsglied über das Umschaltrad mit einem der zumindest zwei Abtriebsräder in Wirkverbin- dung gebracht werden.
Dabei kann das Antriebsglied beispielsweise lediglich die Antriebswelle umfassen. Das Umschaltrad ist dann mit der Antriebswelle drehfest verbunden. Das Umschaltrad kann beispielsweise bei einer linearen Anordnung der einzelnen Abtriebe linear bewegt, also verschoben werden, so dass das Umschaltrad mit einem der auf einer geraden Linie angeordneten Abtriebsräder in Wirkverbindung gebracht werden kann. Das Umschaltrad kann aber andererseits auch radial um ein Schwenkzentrum verschwenkt werden, wenn die einzelnen Abtriebswellen und die auf den Abtriebswellen angeordneten Abtriebsräder auf einem Kreisabschnitt angeordnet sind, wobei das Schwenkzentrum, um das das Umschaltrad schwenkt, das Kreiszentrum des Kreisabschnitts ist, auf dem die jeweiligen Abtriebswellen angeordnet sind. In diesem Fall ist das Umschaltrad ein Planetenrad. Eine entsprechende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mobilfunkantenne baut besonders flach und ist darüber hinaus besonders geeignet für eine translatorische Kraftübertragung, wenn also für die Antriebsverbindungen beispielsweise Schubstangen bzw. Bowdenzüge verwendet werden.
Bevorzugt kann die Multi-Strahlformeinrichtung ferner einen Elektromotor umfassen, der dazu ausgebildet ist, das Antriebsglied und/oder ein Verstellantriebsglied anzutreiben. Ferner umfasst die Multi-Strahlformeinrichtung vor- zugsweise eine Kupplung, die dazu ausgebildet ist, dass der Motor mit dem Antriebsglied oder mit dem Verstellantriebsglied in Wirkverbindung steht.
Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Mobilfunkanten- ne ist für den Antrieb bzw. für die Umschaltung der Multi- Strahlformeinrichtung lediglich ein Elektromotor notwendig .
Ebenso kann die Multi-Strahlformeinrichtung unter Ein- sparen der Kupplung zwei Aktuatoren umfassen, nämlich einen zum Bewegen der Antriebsschnittstelle und einen zum Bewegen der Umschaltschnittstelle. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:
Figur 1 schematische QuerschnittsdarStellung erfindungsgemäßen Mobilfunkantenne ;
Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines
Teils einer Multi-Strahlformeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 3 eine Seitenansicht des in Figur 2 dargestellten Teils der Multi-Strahlformeinrichtung ohne Gehäuse;
Figur : eine Stirnansicht des Teils der in den
Figuren 2 und 3 dargestellten Multi- Strahlformeinrichtung ohne Gehäuse;
Figur 5: eine perspektivische Darstellung
Antriebswelle;
Figuren 6a eine perspektivische Darstellungen eines bis 6b : Umschaltrads;
Figur 7 : eine perspektivische Darstellung eines
Schiebers;
Figur 8 eine perspektivische Darstellung des Antriebsstrangs und des Umschaltstrangs der Multi-Strahlformeinrichtung;
Figur 9: eine perspektivische Darstellung eines Teils einer Multi-Strahlformeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform mit zwei Abtrieben; Figur 10: eine perspektivische Darstellung eines
Teils einer Multi-Strahlformeinrichtung mit vier Abtrieben;
Figuren IIa, eine Stirnansicht, eine Seitenansicht und IIb, 11c: eine perspektivische Darstellung eines
Zahnrads ;
Figur 12: eine Abwandlung eines Teils der Multi-
Strahlformeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform mit einer sogenannten " ZentralVerriegelungsanordnung" ;
Figuren 13a, eine Seitenansicht, eine frontseitige 13b, 13c: Stirnansicht und eine rückseitige Stirnansicht ohne Gehäuse des in Figur 12 dargestellten Teils der Multi-Strahlformeinrichtung mit der sogenannten Zentralverriegelungsanordnung;
Figuren 14a eine perspektivische Darstellung eines bis 14d: Teils einer Multi-Strahlformeinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit aktivierter Arretiereinrichtung und deaktivierter Arretiereinrichtung ;
Figur 15: eine perspektivische Darstellung eines
Teils des Antennengehäuses bzw. eines Teils eines Gehäuses, in dem ein Teil der Mult i-Strahlformeinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einbringbar ist;
Figur 16: eine perspektivische Darstellung des in
Figur 15 gezeigten Gehäuseteils mit einer Schwenkeinrichtung; und Figur 17: eine Darstellung einer abgewandelten Ausführung gegenüber der in den Figuren 14a bis 14d sowie 15 und 16 gezeigten Variante der Erfindung, wobei die Schwenkeinrichtung direkt angetrieben wird.
Figur 1 ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Mobilfunkantenne 1, die mit einer Multi-Strahlformeinrichtung 100, 200 ausgestattet ist. Im unteren Randbereich der Mobilfunkantenne 1 ist eine Gehäu- se 30 angeordnet, das ein Antriebsglied 110, 210 und ein Verstellantriebsglied 134 bzw. einen Verriegelungsbolzen 250 umfasst. Das Antriebsglied 110, 210 und das Verstellantriebsglied 134 bzw. der Verriegelungsbolzen 250 sind von außerhalb der Mobilfunkantenne 1 betätigbar. Das In- nenleben des Gehäuses 30 wird weiter unten detailliert beschrieben .
Anstelle des Antriebsglieds 110, 210 und des Verstell- antriebsglieds 134 bzw. des Verriegelungsbolzens 250 kann alternativ auch eine Antriebsschnittstelle und eine Umschaltschnittstelle an dem Gehäuse 30 vorgesehen sein, wenn die Mobilfunkantenne 1 mit einem Elektromotor ausgestattet ist, der zum Betätigen bzw. zum Antreiben des An- triebsglieds 110, 210 und/oder des Verstellantriebsglieds 134 bzw. des Verriegelungsbolzens 250 ausgebildet ist.
Aus dem Gehäuse 30 ragen Abtriebsschnittstellen 124 he- raus, die in Figur 1 nicht dargestellt sind. Mit diesen Abtriebsschnittstellen 124 sind in dem in Figur 1 dargestellten Beispiel einer Mobilfunkantenne 1 sechs Antriebsverbindungen 10 wirkverbunden. Die sechs Antriebsverbindungen 10 sind an deren jeweiligen gegenüberliegen- den Enden mit sechs Phasenschiebern 20 verbunden. Die jeweiligen Phasenschieber 20 können dabei - wie dargestellt - jeweils ein Stellglied bzw. ein Betätigungselement beispielsweise in Form eines Schnecke umfassen. Darüber hinaus können die jeweiligen Phasenschieber 20, wie dargestellt, Übertragungs- und/oder Einsteileinrichtungen in Form eines Zahnrads umfassen.
Die jeweiligen Antriebsverbindungen 10 bestehen bevorzugt aus einer flexiblen Achse oder aus einer flexiblen Welle, können aber auch so konzipiert und gestaltet sein, dass die jeweilige flexible Achse 10 oder flexible Welle 10 aus starren Wellen- und Achsabschnitten besteht und jeweils mit elastischen oder flexiblen Achs- oder Wellenzwischen- abschnitten, Kreuzgelenken etc. ergänzt sind, um eine Ver- bindung von der Abtriebsschnittstelle 124 bis zu Anschlussschnittstellen der Phasenschieber 20 zu gewährleisten. Auch eine nur aus starren Wellenabschnitten bestehende Realisierung der Antriebsverbindung ist möglich, wenn für notwendige Richtungsänderungen der Kraft- bzw. Momentübertragung Getriebestufen, z.B. Kegelradgetriebe, Zwischengetriebe vorgesehen sind. Die Antriebsverbindungen 10 können aber auch eine Art Bowdenzug-Anordnung 10 sein, bei der in einer schlauchförmigen Ummantelung ein Seilzug beispielsweise gegen die Kraft einer Federeinrichtung längsverschieblich geführt ist.
Das Gehäuse 30 kann in der Mobilfunkantenne 1 auch weiter oben als im Ausführungsbeispiel dargestellt, im mittleren oder sogar im oberen Bereich der Antenne 1 vorgesehen sein. Fügt man gleichzeitig zwischen dem Gehäuse 30 sowie dem Antriebsglied 110, 210 und dem Verstellantriebsglied 134, 250 entsprechend lange Wellenabschnitte ein, bleiben diese Schnittstellen von der Unterseite der Antenne 1 her zugänglich. Dabei ist es möglich, dass einige oder alle Antriebsverbindungen 10 abweichend zu Figur 1 an anderen Seiten des Gehäuses 30, z.B. an der Unterseite, angeordnet sind .
Die in Figur 1 dargestellte Mobilfunkantenne 1 umfasst lediglich ein Antriebsglied 110, 210 und ein Verstellantriebsglied 134 bzw. einen Verriegelungsbolzen 250, mittels denen in dem in Figur 1 dargestellten Beispiel sechs Phasenschieber 20 betätigt werden können.
Im Folgenden wird mit Bezug auf die Figuren 2 bis 11 das Innenleben des in Figur 1 dargestellten Gehäuses 30 dargestellt. Dabei muss dieses im Folgenden dargestellte In- nenleben nicht notwendigerweise im Gehäuse 30 angeordnet sein, sondern kann alternativ auch direkt in dem Antennengehäuse, d.h. in dem Radom angeordnet sein. In den dargestellten Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauelemente bzw. gleiche Merkmale, so dass eine wiederholende Beschreibung von bereits durchgeführten Beschreibungen vermieden wird.
Aus den Figuren 2 bis 4 ist ersichtlich, dass das Innenle- -lo¬
ben des Gehäuses 30 der Multi-Strahlformeinrichtung 100 ein Antriebsglied 110 umfasst, das beispielsweise von außerhalb der Mobilfunkantenne 1 betätigbar ist. Dieses Antriebsglied 110 ist in Form eines Antriebsrads 110 ausgestaltet, das vorzugsweise die Form ein Antriebzahnrads 110 haben kann. Dieses Antriebsglied 110 kann beispielsweise manuell betätigt werden oder kann alternativ mittels einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben werden. Dabei könnte der Elektromotor entweder in dem oder außerhalb des Antennengehäuses angeordnet sein. Das Antriebsglied 110 ist mit einer Antriebswelle 111 drehfest verbunden .
Darüber hinaus umfasst das Gehäuse 30 in dem in den Figu- ren 2 bis 4 dargestellten Beispiel fünf Abtriebe, die jeweils eine zur Antriebswelle 111 im wesentlichen parallele Abtriebswelle 121 und jeweils ein mit der Abtriebswelle 121 drehfest verbundenes Abtriebsrad 122 umfassen. Um eine Zuordnung der Abtriebswellen 121 und der Abtriebsräder 122 in den Figuren 3 und 4 zu erleichtern, sind in den Figuren 3 und 4 die Abtriebsräder 122 mit den Bezugszeichen 122a bis 122e und die Abtriebswellen 121 mit den Bezugszeichen 121a bis 121e versehen, so dass eine korrekte Zuordnung zwischen der Projektionsansicht von Figur 4 und der Sei- tenansicht von Figur 3 möglich ist.
Die jeweiligen Abtriebswellen 121a bis 121e enden in jeweiligen Abtriebsschnittstellen 124a bis 124e, die mittels in Figur 1 schematisch dargestellten Antriebsverbindungen 10 mit jeweiligen Phasenschiebern 20 wirkverbunden sind.
Darüber hinaus umfasst das Innenleben des Gehäuses 30 der Multi-Strahlformeinrichtung 100 gemäß der ersten Ausfüh- rungsform eine Umschalteinrichtung, die ein Verstellantriebsglied 134 und eine mit dem Verstellantriebsglied 134 zusammenwirkende, als Gewindespindel 135 ausgestaltete Versteileinrichtung 135 umfasst. Weiterhin umfasst die Um- schalteinrichtung einen als Schieber 136 ausgebildeten Schlitten 136, an dessen einem Ende ein Umschaltrad 131 gegenüber dem Schieber 136 drehbar angeordnet ist. Der in Figur 7 dargestellte Schieber 136 weist eine Durchgangsbohrung 137 mit innenliegendem Gewinde auf, das dazu aus- gebildet ist, mit dem Gewinde der Gewindespindel 135 zusammenzuwirken. Der Schieber 136 ist mit der Gewindespindel 135 über das innenliegende Gewinde der Durchgangsbohrung 137 verbunden. Das Umschaltrad 131 wiederum ist mit den Antriebsglied 110 und der Antriebswelle 111 dreh- fest verbunden und ist auf der Antriebswelle 111 verschiebbar .
Der Schieber 136 weist an den Enden der Backen 136a und 136b zwei zylindrische Verdrehsicherungen 138 auf, die die Antriebswelle III umfassen. Dadurch wird ein Verdrehen des Schiebers 136 gegenüber der Gewindespindel 135 verhindert, wodurch der Schieber 136 bei einer Rotationsbewegung der Gewindespindel 135 eine Translationsbewegung ausführt. Durch Betätigen bzw. Drehen des als Verstellantriebsrad
134 ausgestalteten Verstellantriebsglieds 134 wird die mit dem Verstellantriebsglied 134 drehfest verbundene Gewindespindel 135 gedreht. Diese Drehbewegung der Gewindespindel
135 wird in eine translatorische Bewegung des Schiebers 136 umgewandelt. Daher wird eine Drehbewegung der Gewindespindel 135 in eine translatorische Bewegung des Umschaltrads 131 umgewandelt. Anstelle der Gewindespindel 135 könnte auch eine Teleskopanordnung als VerStelleinrichtung 135 vorgesehen sein, an deren Ende ein Schieber 136 bzw. ein Schlitten 136 angeordnet ist. Auch könnte eine entsprechende Teleskopanord- nung motorisch betrieben sein. Gleichfalls kann das Ver- stellantriebsglied 134 motorisch angetrieben werden.
An dem dem Umschaltrad 131 gegenüberliegenden Ende des Schiebers 136 ist eine Indikatoreinrichtung 139 an dem Schieber 136 befestigt. Die als Stift bzw. Schaft ausgebildete Indikatoreinrichtung 139 ragt durch eine Öffnung des Gehäuses 30 zur Außenseite hinaus und ist durch diese Öffnung gelagert, wodurch einem Drehen des Schiebers 136 entgegenwirkt wird. Anhand der Position der Indikatorein- richtung 139 gegenüber dem Gehäuse 30 oder gegenüber dem Antennengehäuse kann die Position des Umschaltrads 131 bestimmt werden. Somit kann bestimmt werden, mit welchem der Abtriebsräder 122a bis 122e das Umschaltrad 131 in Wirkverbindung steht. Die Indikatoreinrichtung 139 kann aber auch elektronisch ausgestaltet sein, so dass die Information über die Position des Schiebers 136 und somit des Umschaltrads 131 an eine elektronische Verarbeitungseinheit ausgegeben werden kann. Aus Figur 4, die eine frontseitige Projektionsdarstellung des Innenlebens des Gehäuses 30 der Multi-Strahlformein- richtung 110 gemäß der ersten Ausführungsform ist, ist ersichtlich, dass die jeweiligen Abtriebsräder 122a bis 122e sich in Projektion überschneiden. Aus Figur 3 ist aber ersichtlich, dass die jeweiligen Abtriebsräder 122a bis 122e unterschiedliche Abstände von der Stirnseite des Gehäuses aufweisen, so dass die jeweiligen Abtriebsräder 122a bis 122e miteinander nicht in Kontakt stehen. Eine entsprechende Anordnung ist besonders platzsparend, da sich die Abtriebsräder in Projektion einander überlappen.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung auf eine entsprechen- de Anordnung der Abtriebsräder 122 und der Abtriebswellen 121 nicht beschränkt. Alternativ könnten die jeweils voneinander getrennten Abtriebswellen entlang einer gemeinsamen Achslinie angeordnet sein, und das Umschaltrad würde auf einer parallel zu den Abtriebswellen angeordneten An- triebswelle verschoben werden, so dass das Umschaltrad selektiv mit zumindest einem der Abtriebsräder in Wirkverbindung bringbar wäre. Die jeweiligen Abtriebswellen können mit den einzelnen Phasenschiebern beispielsweise über elastische Antriebsverbindungen oder über Antriebsverbin- düngen mit Umlenkungseinrichtungen wirkverbunden sein.
Eine Kraftübertragung bzw. eine Momentenübertragung von dem Antriebsglied 110 auf eine der Abtriebsschnittstellen 124a bis 124e erfolgt somit durch ein Antreiben des An- triebsglieds 110, das über die Antriebswelle 111 drehfest mit dem Umschaltrad 131 verbunden ist. Sowohl das Umschaltrad 131 als auch die Abtriebsräder 122a bis 122e sind als Zahnräder ausgestaltet. Wenn das Umschalt zahnrad 131 mit einem der Abtriebsräder 122a bis 122e kämmt, dann wird eine auf das Antriebsglied 110 wirkende Kraft bzw. wirkendes Moment auf die entsprechende Abtriebswelle 121a bis 121e übertragen.
Aus den Figuren 2 und 4 ist ersichtlich, dass die Ab- triebswellen 121a bis 121e in stirnseitiger Projektion um die Antriebswelle 111 als Kreiszentrum angeordnet sind. Aufgrund des räumlichen Versatzes der jeweiligen Abtriebsräder 122a bis 122e von der Stirnseite des Gehäuses 30 bzw. von einer Stirnseite des Gehäuses der Mobilfunkantenne sind die einzelnen Abtriebsräder 122a bis 122e auf einer Spiralbahn um die Antriebswelle III angeordnet. In den Figuren 2 bis 4 weist das Umschaltrad 131 solch eine Breite auf, dass aufgrund des Abstandes der einzelnen Abtriebsräder 122a bis 122e jeweils nur eines der Abtriebsräder 122a bis 122e mit dem Umschaltrad 131 in Wirkverbindung steht. Alternativ könnte jedoch das Umschaltrad 131 solch eine Breite aufweisen, dass diese mit zwei oder mit mehreren der Abtriebsräder 122 in Wirkverbindung stehen würde .
Figur 5 zeigt eine isometrische Darstellung der Abtriebswelle 111. Die Abtriebswelle 111 weist an ihrer Längsseite in dem dem Antriebsglied 110 entfernten Bereich zwei Nuten 112 auf. In dem in den Figuren 6 dargestellten Ausführungsbeispiel des Umschaltrads 131 weist das Umschaltrad 131 in der Umschaltradöffnung 132 zwei Federn 133 bzw. zwei Zapfen 133 auf, die in die Nuten 112 der Antriebs- welle 131 eingreifen können. Folglich besteht eine Nut- Feder-Verbindung zwischen dem Umschaltrad 131 und der Antriebswelle 111. Somit weist das Umschaltrad 131 solch eine der Querschnittsform der Antriebswelle 111 entsprechende Umschaltradöffnung 132 auf, dass das Umschaltrad 131 mit der Antriebswelle 111 drehfest verbunden und entlang der Längsausdehnung der Antriebswelle 111 verschiebbar ist. Weiterhin sind an beiden Stirnflächen des Umschaltrades zylindrische Absätze 140 ausgebildet. Prinzipiell reicht es für eine drehfeste Verbindung zwischen dem Umschaltrad 131 und der Antriebswelle 111, wobei das Umschaltrad 131 gegenüber der Antriebswelle 111 verschiebbar sein soll, aus, dass die Antriebswelle 111 in dem dem Antriebsglied 110 entfernten Bereich eine nicht kreissymmetrisch Querschnittsform aufweist, und dass das Umschaltrad mittig eine der Querschnittsform der Antriebswelle 111 entsprechende Umschaltradöffnung 132 aufweist. Folglich könnte beispielsweise die Antriebswelle 111 in dem dem Antriebsglied 110 entfernten Bereich eine elliptische Form aufweisen. Entsprechend müsste die Umschaltradöffnung 132 des Umschaltrads auch eine elliptische Form aufweisen .
Figur 7 zeigt eine perspektivische Darstellung des Schiebers 136. Der Schieber 136 weist eine Durchgangsöffnung
137 mit einem Innengewinde auf. Ferner weist der Schieber 136 an dem dem Umschaltrad 131 zugewandten Ende eine Ver- drehsicherung 138 oder Aufnahme 138 auf, die im Zusammenwirken mit den zylindrischen Absätzen 140 am Umschaltrad 131 und der Antriebswelle das Verdrehen des Schiebers 136 gegenüber der Gewindespindel 135 verhindert. Die Aufnahme
138 liegt an den Absätzen 140 des Umschaltrades so auf, dass die Antriebswelle 111 und das Umschaltrad in ihrer
Drehung durch die Aufnahme 138 nicht behindert werden. Die Aufnahme 138 ist an zwei Backen 136a und 136b des Schiebers 136 gebildet. Das Umschaltrad 131 ist zwischen den zwei Backen 136a und 136b des Schiebes 136 positioniert, so dass durch eine translatorische Bewegung des Schiebers 136 das Umschaltrad 131 auf der Antriebswelle 111 verschoben werden kann.
Figur 8 zeigt ein Zusammenbaubeispiel einer Umschaltein- richtung in einer erfindungsgemäßen ulti-Strahlformein- richtung 100. Die Antriebswelle 111 ist drehfest mit dem Antriebsglied 110 verbunden. Auf der Antriebswelle 111 ist das Umschaltrad 131 drehfest mit der Antriebswelle 111 verbunden. Die Federn 133 bzw. Zapfen 133 in der Umschalt- radöffnung 132 greifen in die Nuten 112 der Antriebswelle III ein, so dass das Umschaltrad 131 gegenüber der Antriebswelle 111 verschiebbar ist. Das Umschaltrad 131 ist zwischen den Backen 136a und 136b des Schiebers 136 angeordnet. Durch die Durchgangsöffnung 137 des Schiebers 136 ragt die Gewindespindel 135. Da der Schieber 136 sich wegen den mit den Umschaltradabsätzen 140 und der Antriebswelle 111 zusammenwirkenden Verdrehsi- cherungen 138 gegenüber der Gewindespindel 135 nicht verdrehen kann, wird durch ein Drehen des Verstellantriebs- glieds 134, das drehfest mit der Gewindespindel 135 verbunden ist, eine Drehbewegung der Gewindespindel 135 in eine translatorische Bewegung des Schiebers 136 umgewan- delt. Diese translatorische Bewegung des Schiebers 136 wird auf das Umschaltrad 131 übertragen. An der der Aufnahme 138 gegenüberliegenden Seite des Schiebers 136 ist die Indikatoreinrichtung 139 in Form eines Stiftes mit dem Schieber 136 verbunden.
In Figur 9 ist die gleiche Anordnung wie in Figur 8 dargestellt, wobei zwei Abtriebe der Anordnung zugefügt sind. Parallel zur Antriebswelle 111 und zu der Gewindespindel 135 sind zwei Abtriebswellen 121 angeordnet. Auf den Ab- triebswellen 121 ist jeweils ein Abtriebsrad 122 drehfest mit den Abtriebswellen 121 verbunden. Durch Verschieben des Umschaltrads 131 mittels der oben beschriebenen Umschalteinrichtung lässt sich das Umschaltrad 131 mit einem beliebigen der Abtriebsräder 122 in Wirkverbindung brin- gen.
Figur 10 zeigt die gleiche Anordnung wie in Figur 9, wobei zu den zwei Abtrieben zwei weitere Abtriebe hinzugefügt sind, so dass insgesamt vier Abtriebe in der Anordnung vorgesehen sind. Durch ein Betätigen des Verstellantriebs- glieds 134 kann das Umschaltrad 131 mit einem beliebigen der Abtriebsräder 122 in Wirkverbindung gebracht werden.
Figuren IIa, IIb und 11c zeigen unterschiedliche Ansichten eines vorteilhaft ausgestalteten Zahnrads, das als Antriebsglied 110, als Abtriebsrad 122 und als Umschaltrad 131 verwendet werden kann. Dabei zeigt Figur IIa eine stirnseitige Ansicht des Zahnrads, Figur IIb zeigt eine Seitenansicht des Zahnrads und Figur 11c zeigt eine perspektivische Darstellung des Zahnrads.
Das dargestellte Zahnrad weist an allen Zähnen Fasen bzw. Abschrägungen F3, F4 gegenüber den Zahnradstirnseiten auf.
Zusätzlich ist jede daraus resultierende Zahnstirnfläche doppelseitig so mit einer Fase Fl, F2 versehen, dass sich in der stirnseitigen Ansicht IIa bei jedem Zahn eine stirnseitige Kante ergibt. Hierdurch wird gewährleistet, dass beim Verschieben des Umschaltrads 131 bei Aufeinanderstoßen von Zähnen des Umschaltrads 131 mit Zähnen des Abtriebsrads 121 die beiden Zahnräder einander so verschieben, dass ein zuverlässiges Ineinandergreifen der Zähne gewährleistet wird, so dass ein zuverlässiges Kämmen des Umschaltrads 131 mit dem Abtriebsrad 122 erreicht wird.
Figur 12 zeigt eine Abwandlung der ersten Ausführungsform des Innenlebens des Gehäuses 30 der ersten Ausführungsform der Multi-Strahlformeinrichtung 100. Die Figuren 13a bis 13c zeigen eine Seitenansicht der Anordnung aus Figur 12, eine frontseitige Proj ektionsansicht der Anordnung aus Figur 12 bzw. eine rückseitige Projektionsansicht der An- ordnung aus Figur 12, wobei jeweils das Gehäuse nicht dargestellt ist.
Die Anordnung in den Figuren 12 und 13 unterscheidet sich durch die bisher beschriebene Anordnung dadurch, dass jeder der Abtriebe ferner jeweils ein zweites Rad 123 um- fasst, das drehfest mit der jeweiligen Abtriebswelle 121 verbunden ist. Die zweiten Räder 123 sind in einer Ebene senkrecht zu den Abtriebswellen 121 angeordnet, so dass das Umschaltrad 131 mit allen zweiten Rädern 123 simultan in Wirkverbindung bringbar ist. Eine entsprechende Anordnung bzw. Ausgestaltung der Abtriebe mit zweiten Rädern 123 kann als eine "Zentralverriegelungsanordnung" bezeichnet werden, da bei einer Wirkverbindung des Umschaltrads 131 mit jedem der zweiten Räder 123 die jeweiligen zweiten Räder 123 miteinander über das Umschaltrad 131 wiederum in Wirkverbindung stehen. Somit erfolgt eine gegenseitige Stabilisierung des Abtriebswellen untereinander. Wird hingegen zum Antreiben des Antriebsglieds und/oder des Verstellantriebsglieds ein Elektromotor verwendet und ist das Umschaltrad 131 dermaßen positioniert, dass das Umschaltrad 131 mit allen zweiten Rädern 123 in Eingriff steht, dann verhindert das Haltemoment des Elektromotors ferner eine Verdrehen der Abtriebswellen 121. Folglich wird eine Zentralverriegelung durch die gegenseitige Stabilisierung der Abtriebswellen 121 und darüber hinaus durch das Haltemoment des Elektromotors bewirkt. Aus den Figuren 13b und 13c ist ersichtlich, dass in frontseitiger Projektion die jeweiligen Abtriebsräder 122 miteinander nicht überlappen. Das Gleiche gilt für die jeweiligen zweiten Räder 123. Dies ist aus der rückwärtigen Proj ektionsansicht von Figur 13c ersichtlich. Dass sich die jeweiligen zweiten Räder 123 proj ektionsseitig nicht überlappen, d.h. dass diese nicht ineinander greifen, ist unbedingt notwendig, weil sonst die zweiten Räder 123 kollidieren würden.
Mit einem entsprechend groß dimensionierten Motor ist es bei dieser Ausführungsvariante auch möglich, alle Phasenschieber gleichzeitig zu verstellen.
Andererseits kann man eine beliebige Kombination von Phasenschiebern gleichzeitig verstellen, wenn man in der weiter oben erwähnten Ebene für die zweiten Räder 123 nur auf den Abtriebswellen zweite Abtriebsräder 123 positio- niert, die mit den zu verstellenden Phasenschiebern zusammenwirken. Es ist sogar möglich, weitere Ebenen für dritte oder eine noch größere Anzahl von Abtriebsrädern pro Abtriebswelle zu realisieren, wodurch weitere Kombinationen von Phasenschiebern gleichzeitig verstellbar wären.
Im Folgenden wird mit Bezug auf die Figuren 14a bis 16 ein Teil einer Multi-Strahlformeinrichtung 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben .
Figur 14a zeigt eine perspektivische Darstellung eines Teils der Multi-Strahlformeinrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Im oberen Bereich der Figur 14a ist ein Abtrieb dargestellt, der aus einer Ab- triebswelle 221 und einem mit der Abtriebswelle 221 drehfest verbundenen als Abtriebszahnrad 222 ausgestalteten Abtriebsrad 222 besteht. In dem in Figur 14a dargestellten Teil der Multi-Strahlformeinrichtung 200 sind sechs solche Abtriebe in einem plattenartigen Material gelagert, das in Figur 15 separat dargestellt ist.
Die plattenartige Wand 31 kann Teil eines Gehäuses 30 bzw. Teil des Antennengehäuses bzw. des Radoms selber sein. Figur 15 zeigt die entsprechende Gehäusewand 31 ohne die in die Gehäusewand integrierten bzw. eingelassenen Abtriebe und Antriebe. Die Gehäusewand 31 umfasst sechs Lagerbohrungen 32a bis 32f, die auf einem Kreisabschnitt angeord- net sind. Im Mittelpunkt dieses Kreisabschnitts ist ein Lagerstift 33 angeordnet. Zwischen den einzelnen Lagerbohrungen 32a bis 32f ist jeweils eine Abrolleinrichtung 260 in Form eines Schwenkzahns 260 angeordnet. Figur 16 zeigt die in Figur 15 dargestellte Gehäusewand 31, wobei auf dem Lagerstift 33 eine Schwenkeinrichtung
240 angeordnet ist. Die Schwenkeinrichtung 240 ist separat im oberen Bereich von Figur 16 nochmals dargestellt. Die Schwenkeinrichtung 240 umfasst eine erste Befestigungsein- richtung 241 in Form einer Lagerbohrung 241 und eine zweite Befestigungseinrichtung in Form eines Lagerstifts 242. Darüber hinaus umfasst die Schwenkeinrichtung 240 sechs Arretierungseinrichtungen 243a bis 243f in Form von Arretierungseinbuchtungen 243a bis 243f. Die Schwenkeinrich- tung 240 ist mittels der ersten Befestigungseinrichtung
241 auf dem Lagerstift 33 der Gehäusewand 31 drehbar gelagert. Die einzelnen Arretierungseinrichtungen 243a bis 243f sind den entsprechenden Lagerbohrungen 32a bis 32f zugeordnet .
In Figur 14a ist dargestellt, dass die Abtriebswellen 221 der sechs Abtriebe in den sechs Lagerbohrungen 32a bis 32f gelagert sind. Somit sind die Abtriebsräder 222a bis 222f drehbar in den Lagerbohrungen 32a bis 32f gelagert.
Das Abtriebsrad 222b steht mit dem als Planetenrad ausgestalteten Umschaltrad 231 in Wirkverbindung. Das Planeten- rad 231 ist drehbar auf der zweiten Befestigungseinrichtung der Schwenkeinrichtung 240 gelagert. Das Planetenrad 231 wiederum steht mit einem als Antriebszahnrad ausgestalteten Antriebsglied 210 in Wirkverbindung, das auf der Schwenkeinrichtung 240 angeordnet ist und auf dem Lager- stift 33 der Gehäusewand 31 drehbar gelagert ist. Somit ist das Antriebsglied 210 gegenüber der Gehäusewand 31 und gegenüber der Schwenkeinrichtung 240 drehbar gelagert.
In die Verriegelungsöffnung 243b bzw. in die Verriege- lungsvertiefung 243b der Schwenkeinrichtung 240 greift ein Verriegelungsbolzen 250 ein, so dass die Schwenkeinrichtung 240 gegenüber der Gehäusewand 31 nicht mehr gedreht werden kann. Der Verriegelungsbolzen 250 nimmt somit eine Verriegelungsstellung V ein. In der Verriegelungsstellung V, in der der Bolzen 250 in die Verriegelungsöffnung 243b eingreift, steht das Planetenrad 231 mit dem Abtriebsrad 222b und mit dem Antriebsglied 210 in Wirkverbindung. Durch ein Antreiben des Antriegsglieds 210 wird aufgrund dieser Wirkverbindungen das Abtriebsrad 222b und die mit diesem verbundene Abtriebswelle 221 angetrieben. Mit der Abtriebswelle 221 steht wiederum eine in Figur 14a nicht dargestellte Antriebsverbindung in Wirkverbindung, die wiederum mit einem Phasenschieber, der in Figur 14a ebenfalls nicht dargestellt ist, in Wirkverbindung steht. Somit wird in der in Figur 14a dargestellten Stellung der Schwenkeinrichtung 240 durch Antreiben des Antriebsglieds 210 das Abtriebsrad 222b und der mit diesem verbundene Phasenschieber betätigt. In den Figuren 14a bis 14d sind zum besseren Verständnis die axialen Lagesicherungen der Räder 210, 222, 231 bezüglich der Gehäusewand 31 sowie die Führung des Verriegelungsbolzens 250 nicht gezeigt. Diese können beispiels- weise leicht durch Formelemente in einer zur Gehäusewand 321 parallel liegenden weiteren Gehäusewand realisiert werden .
Das Antriebsglied 210 lässt sich aber auch mit den anderen Abtriebsrädern 222a, 222c bis 222f in Wirkverbindung bringen. Anhand der Darstellungen in den Figuren 14b bis 14d wird dargestellt, wie das Antriebsglied 210 beispielsweise mit dem Abtriebsrad 222c in Wirkverbindung gebracht werden kann. In Figur 14b steht der Verriegelungsbolzen 250 nicht mehr in Eingriff mit der Verriegelungsöffnung 243b. Folglich ist die Schwenkeinrichtung 240 bezüglich des Lagerstifts 33 drehbar. Durch ein Antreiben des Antriebsglieds 210 wird das mit dem Antriebsglied 210 in Wirkverbindung stehende Planetenrad 231 angetrieben, so dass das Plane- tenrad 231 über das Abtriebsrad 222b und über die Abrolleinrichtung 260, die zwischen dem Abtriebsrad 222b und dem Abtriebsrad 222c angeordnet ist, abrollt. Das Planetenrad 231 kann über das Abtriebsrad 222b abrollen, da das Abtriebsrad 222b mit einem Phasenschieber verbunden ist, der einen gewissen Widerstand darstellt. Dieser Widerstand wiederum ist größer als der Drehwiderstand der nicht verriegelten Schwenkeinrichtung 240. Die zwischen dem Abtriebsrad 222b und dem Abtriebsrad 222c angeordnete Abrolleinrichtung 260 in Form eines Schwenkzahns 260 hat die Funktion, dass bei einer gewissen Stellung des Planetenrads 231, bei der dieses nicht mehr mit dem Abtriebsrad 222b kämmt, das Planetenrad 231 in den Schwenkzahn 260 eingreift und über diesen abrollt. Die zwischen den ein- -9R-
zelnen Abtriebsrädern 222a bis 222f angeordneten Schwenkzähne dienen also dazu, dass bei einer FreilaufStellung F des Verriegelungsbolzens 250 das Planetenrad über die Schwenkzähne 260 abrollen kann, um in unterschiedliche Positionen bezüglich der Abtriebsräder 222a bis 222f gebracht zu werden.
Der Verriegelungsbolzen 250 kann beispielsweise durch einen Linearaktuator oder einen Elektromotor mit nachge- schalteten^ Getriebe zur Umwandlung der Rotations- in eine Translationsbewegung angetrieben werden.
Figur 14c zeigt die Situation, in der das Planetenrad 231 mit dem Abtriebsrad 222c kämmt, folglich mit diesem in Wirkverbindung steht. Weiterhin befindet sich der Verriegelungsbolzen 250 in der FreilaufStellung F, bei der durch ein Antreiben des Antriebsglieds 210 die Schwenkeinrichtung 240 und somit auch das Planetenrad 231 weiter gedreht bzw. geschwenkt werden würde. In Figur 14d greift der Ver- riegelungsbolzen 250 in die Verriegelungsöffnung 243c ein, so dass die Schwenkeinrichtung 240 verriegelt ist und sich nicht mehr um den Lagerstift 33 drehen kann. Durch ein Antreiben des Antriebsglieds 210 wird dann folglich das Abtriebsrad 222c angetrieben.
Die sechs Arretierungseinrichtungen bzw. Verriegelungsöffnungen 243a bis 243f sind den entsprechenden Lagerbohrungen 32a bis 32f und somit den entsprechenden in den Lagerbohrungen 32a bis 32f gelagerten Abtriebsrädern 222a bis 222f zugeordnet. Durch Eingreifen des Verriegelungsbolzens 250 in eine Verriegelungsöffnungen 243a bis 243f kann somit das Planetenrad 231 mit einem der zugeordneten Abtriebsräder 222a bis 222f in Wirkverbindung gebracht werden . Figur 17 zeigt eine abgewandelte Ausführung gegenüber der in den Figuren 14a bis 14d sowie 15 und 16 gezeigten Variante der Erfindung, wobei die Schwenkeinrichtung 240 als Schneckenrad 240 ausgebildet ist und durch eine Schnecke 270 direkt angetrieben wird. Das Schneckengetriebe ist selbsthemmend ausgeführt, so dass sich das Schwenkrad 240 nur verdreht, wenn ein Motor die Schnecke 270 antreibt. Bei diesem Aufbau sind die Verriegelungsöffnungen 243 in der Schwenkeinrichtung 240, der Verriegelungsbolzen 250 und die Schwenkzähne 260 nicht erforderlich.
In der in den Figuren 14a bis 14d und 15 und 16 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung sind die Abtriebsräder 222a bis 222f auf einem Kreisabschnitt an- geordnet, in dessen Mittelpunkt das Antriebsglied 210 angeordnet ist und mittels dem Planetenrad 231 mit einem der Abtriebsräder 222a bis 222f kämmt. Alternativ zu dieser Ausführungsform könnte das Antriebsglied 210 schwenkbar angeordnet sein. Bei einer entsprechenden Ausgestaltung würde das Umschaltrad bzw. Planetenrad 231 das Antriebsglied sein. Dabei würde das Schwenkzentrum der Schwenkbewegung des Antriebsglieds 210 mit dem Kreismittelpunkt des Kreises zusammenfallen, auf dem die Abtriebsräder 222a bis 222f angeordnet sind. Das Antriebsglied 210 müsste entsprechend gelagert sein und die Position des Antriebsglieds 210 in der entsprechenden Lagerung müsste mittels einer Arretierungseinrichtung fixierbar sein. Mit einer fixierten Arretierungseinrichtung würde das Antriebsglied 210 mit einem der Abtriebsräder 222a bis 222f in Wirk- Verbindung stehen, ohne dass zwischen dem Antriebsglied 210 und dem entsprechenden Abtriebsrad 222a bis 222f ein Umschaltrad bzw. Planetenrad angeordnet sein müsste. Bei nicht aktivierter Arretierungseinrichtung würde durch An- -an
treiben des Antriebsglieds dieses über die einzelnen Abtriebsräder 222a bis 222f und über die einzelnen Abrolleinrichtungen 260 abrollen, so dass das Antriebsglied mit einem beliebigen der Abtriebsräder 222a bis 222f in Wirk- Verbindung gebracht werden könnte.
In einer weiteren Alternative der zweiten Ausführungsform könnten die einzelnen Abtriebsräder 222a bis 222f auf einer geraden Linie angeordnet sein, so dass die Abtriebswellen 221 eine gemeinsame Ebene aufspannen, und das Antriebsglied könnte in einer entsprechenden Führungseinrichtung entlang der Antriebsräder hin- und herbewegt werden, so dass das Antriebsglied 210 mit einem beliebigen der Abtriebsräder in Wirkverbindung gebracht werden könnte.
Auch in der zweiten Ausführungsform ist es möglich, eine Indikatoreinrichtung vorzusehen, die beispielsweise mit der Schwenkeinrichtung 240 verbunden sein könnte. In Abhängigkeit der Stellung bzw. der Winkelstellung der Schwenkeinrichtung 240 würde auch die Stellung der mit der Schwenkeinrichtung 240 verbundenen Indikatoreinrichtung variieren, so dass anhand der Stellung bzw. der Position der Indikatoreinrichtung darauf zurückgeschlossen werden könnte, mit welchem der Abtriebsräder 222a bis 222f das Antriebsglied 210 in Wirkverbindung steht. Natürlich wäre die Position der Arretierungseinrichtung auch elektronisch erfassbar. Darüber hinaus wäre es auch möglich, anstelle dieser mechanischen Indikatoreinrichtung eine elektro- nische Indikatoreinrichtung vorzusehen. Bezugszeichenliste :
1 Mobilfunkantenne
10 Antriebsverbindung
20 Phasenschieber
30 Gehäuse
31 Gehäusewand
32a-32f Lagerbohrung
33 Lagerstift
100 Multi-Strahlformeinrichtung
110 Antriebsglied
111 Antriebswelle
112 Nut (der Antriebswelle)
121 Abtriebswelle
122 und
122a-122f Abtriebsrad
123 zweites Rad (auf der Abtriebswelle)
124 Abtriebsschnittstelle
131 Umschaltrad
132 Umschaltradöffnung (im Umschaltrad)
133 Feder/Zapfen (in Umschaltradöffnung)
134 Verstellantriebsglied (der Umschalteinrichtung)
135 Verstelleinrichtung/Gewindespindel (der Um- schalteinrichtung)
136 Schieber (der Umschalteinrichtung)
136a, 136b Backe (des Schiebers)
137 Durchgangsöffnung/Gewindeaufnahme (des Schiebers)
138 Verdrehsicherung
139 Indikatoreinrichtung (der Umschalreinichtung)
140 zylindrischer Absatz am Umschaltrad
200 Multi-Strahlformeinrichtung 210 Antriebsglied
221 Abtriebswelle
222 und
222a-222f Abtriebsrad
231 Umschaltrad, Planetenrad
240 Schwenkeinrichtung (der Umschalteinrichtung) 241 erste Befestigungseinrichtung (der Schwenkeinrichtung)
242 zweite Befestigungseinrichtung (der Schwenkeinrichtung)
243 und
243a-243f Arretiereinrichtung, Verriegelungsöffnung (der
Schwenkeinrichtung)
250 Verriegelungsbolzen
260 Abrolleinrichtung, Schwenkzahn
270 Schnecke
Fl, F2 Fase der Zahnstirnseite
F3, F4 Fase bzw. Abschrägung des Zahns gegenüber der
Zahnradstirnseite
F FreilaufStellung
V Verriegelungssteilung

Claims

Patentansprüche
1. Mobilfunkantenne (1) mit einer Multi-Strahlformein- richtung (100, 200) mit den folgenden Merkmalen:
ein antreibbares Antriebsglied (110, 210) mit einer Antriebswelle (111);
zumindest zwei Abtriebe, die jeweils eine zur Antriebswelle (111) im Wesentlichen parallele Abtriebswelle (121, 221) und jeweils zumindest ein mit der Abtriebswelle (121, 221) drehfest verbundenes Abtriebsrad (122, 222) umfassen;
zumindest zwei Phasenschieber (20), von denen jeder mit jeweils einem der Abtriebe über jeweils eine Antriebsverbindung (10) in Wirkverbindung steht;
eine Umschalteinrichtung, mittels der das Antriebsglied (110, 210) selektiv mit einem der Abtriebsräder (122, 222) in Wirkverbindung bringbar ist.
2. Mobilfunkantenne (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
die Umschalteinrichtung umfasst ein Umschaltrad (131), das mit dem Antriebsglied (110) und der Antriebswelle (111) drehfest verbunden und auf der Antriebswelle (111) verschiebbar ist; mittels der Umschalteinrichtung ist das Umschaltrad (131) auf der Antriebswelle (111) translatorisch verschiebbar, so dass das Antriebsglied (110) mit zumindest einem der beiden Abtriebsräder (122) in Wirk- Verbindung bringbar ist.
3. Mobilfunkantenne (1) nach Anspruch 2, gekennzeichnet, durch :
die Antriebswelle (111) weist in dem dem Antriebs- glied (110) entfernten Bereich eine nicht kreissymmetrische Querschnittsform auf;
das Umschaltrad (131) weist mittig solch eine der Querschnittsform der Antriebswelle (111) entsprechende Umschaltradöffnung (132) auf, dass das Umschaltrad (131) mit der Antriebswelle (111) drehfest verbunden und entlang der Längsausdehnung der Antriebswelle (111) verschiebbar ist.
4. Mobilfunkantenne (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet:, dass die Umschalteinrichtung
ein Verstellantriebsglied (134),
eine mit dem Verstellantriebsglied (134) in Wirkverbindung stehende VerStelleinrichtung (135), und einen mit der Versteileinrichtung (135) zusammenwirkender Schieber (136), an dessen einem Ende das Umschaltrad (131) gegenüber dem Schieber (136) drehbar angeordnet ist,
umfasst, wobei durch Betätigung des Verstellantriebsglieds (134) die VerStelleinrichtung (135) eine translatorische Verschiebung des Schiebers (136) und somit des Umschaltrads (131) bewirkt.
5. Mobilfunkantenne (1) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch :
- . die Versteileinrichtung (135) ist als eine Gewindespindel (135) ausgestaltet;
der Schieber (136) weist eine Durchgangsöffnung (137) mit einem Innengewinde auf,
die Gewindespindel (135) ist in der Durchgangsbohrung (137) des Schiebers (136) aufgenommen und der Schieber (136) ist so befestigt, dass dieser sich bei einer Drehung der Gewindespindel (135) nicht mitdreht, so dass eine Drehbewegung der Gewindespindel
(135) in eine translatorische Bewegung des Schiebers
(136) umgewandelt wird.
6. Mobilfunkantenne (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch:
die Abtriebswellen (121) sind in stirnseitiger Projektion auf einem Kreisabschnitt um die Antriebswelle (111) als Kreiszentrum angeordnet; und
zumindest zwei der Abtriebe umfassen ferner jeweils mindestens ein zweites Rad (123), das drehfest mit der jeweiligen Abtriebswelle (121) so verbunden ist, dass zumindest zwei der zweiten Räder (123) in einer oder mehreren Ebenen angeordnet sind, so dass das Umschaltrad (131) mit zumindest zwei der zweiten Räder (123) simultan in Wirkverbindung bringbar ist.
7. Mobilfunkantenne (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
die Umschalteinrichtung umfasst ein Umschaltrad (231) , das mit dem Antriebsglied (210) in Wirkverbindung steht; mittels der Umschalteinrichtung ist das Umschaltrad (231) bewegbar, so dass das Antriebsglied (210) über das Umschaltrad (231) mit einem der beiden Abtriebsräder (222) in Wirkverbindung bringbar ist.
8. Mobilfunkantenne (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltrad (231) samt einer Umschaltradachse, auf der das Umschaltrad (231) gelagert ist, radial um die Antriebswelle (221) als Schwenkzentrum schwenkbar sind.
9. Mobilfunkantenne (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswellen (121, 221) in stirnseitiger Projektion auf einem Kreisabschnitt um ein Kreiszentrum angeordnet sind.
10. Mobilfunkantenne (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (111) oder ein Schwenkzentrum des Antriebsglieds (210) im Kreiszentrum ist.
11. Mobilfunkantenne (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung ferner eine Indikatoreinrichtung (139) umfasst, die ausgebildet ist zum Anzeigen, mit welchem der Abtriebsräder (122, 222) das Antriebsglied (110, 210) in Wirkverbindung steht.
12. Mobilfunkantenne (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch:
- die Umschalteinrichtung umfasst eine Schwenkeinrichtung (240);
die Schwenkeinrichtung (240) und das Antriebsglied (210) sind in einem Kreiszentrum eines Kreis- _ > n _
abschnitts, auf dem die Abtriebswellen (221) angeordnet sind, drehbar gelagert;
das Umschaltrad (231) ist an der Schwenkeinrichtung (240) so drehbar gelagert, dass das Umschaltrad (231) mit dem Antriebsglied (210) zusammenwirkt;
die Schwenkeinrichtung (240) umfasst eine Arretiereinrichtung (243), mittels der die Schwenkeinrichtung (240) arretierbar ist, so dass bei arretierter Schwenkeinrichtung (240) durch Antreiben des Antriebsglieds (210) eines der Abtriebsräder (222) über das Antriebsglied (210) angetrieben wird.
13. Mobilfunkantenne (1) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch :
die Arretiereinrichtung (243) ist in Form von zumindest zwei Verriegelungsöffnungen (243) in der Schwenkeinrichtung (240) ausgestaltet, wobei jeder Verriegelungsöffnung (243) eines der Abtriebsräder (222) zugeordnet ist;
die Multi-Strahlformeinrichtung (200) umfasst ferner einen Verriegelungsbolzen (250), der eine Freilaufstellung (F) und eine Verriegelungsstellung (V) einnehmen kann;
in der FreilaufStellung (F) greift der Verriegelungsbolzen (250) in keine der Verriegelungsöffnungen (243) ein, so dass sich durch ein Antreiben des Antriebsglieds (210) die Schwenkeinrichtung (240) um die erste Befestigungseinrichtung (241) dreht und das Umschaltrad (231) um die erste Befestigungseinrichtung (241) als Schwenkzentrum verschenkt wird;
in der Verriegelungsstellung (V) greift der Verriegelungsbolzen (250) in eine der Verriegelungsöffnungen (243) ein, so dass durch Antreiben des Antriebsglieds (210) das der Verriegelungsöffnung (243) zugeordnete Abtriebsrad (222) über das Antriebsglied (210) an¬ getrieben wird.
14. Mobilfunkantenne (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Multi-Strahlformeinrichtung (200) zumindest eine feststehende Abrolleinrichtung (260) um- fasst, die zwischen den Abtriebswellen (221) so angeordnet ist, dass bei einem Antreiben des Antriebsglieds (210) bei nicht arretierter Schwenkeinrichtung (240) das Umlenkrad (210) mit der Abrolleinrichtung (260) so in Kontakt bringbar ist, dass sich das durch das Antriebsglied (210) angetriebene Umlenkrad (210) über die Abrolleinrichtung (260) abrollt, und bei arretierter Schwenkeinrichtung (240) das Umlenkrad (210) nicht mit der Abrolleinrichtung (260) in Kontakt steht.
15. Mobilfunkantenne (1) nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Multi-Strahlformeinrichtung (200) zumindest eine feststehende Abrolleinrichtung (260) um- fasst, die zwischen den Abtriebswellen (221) so angeordnet ist, dass bei einem Antreiben des Antriebsglieds (210) dieses mit der Abrolleinrichtung (260) so in Kontakt bringbar ist, dass sich das Antriebsglied (210) über die Abrolleinrichtung (260) abrollt.
16. Mobilfunkantenne (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsglied (110, 210) und/oder das Umschaltrad (131, 231) und die Ab- triebsräder (122, 222) Zahnräder sind.
17. Mobilfunkantenne (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Zähne des Antriebsglieds (110, 210) und/oder des Umschaltrads (131, 231) und der Abtriebsräder (122, 222) beidseitig Fasen (F3, F4 ) gegenüber Zahnradstirnflächen aufweisen.
18. Mobilfunkantenne (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ferner die einzelnen Zahnstirnseiten der Zähne des Umschaltrads (131) und der Abtriebsräder (122) beidseitig Fasen (Fl, F2 ) aufweisen.
19. Mobilfunkantenne (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Multi-Strahl- formeinrichtung (100, 200) ferner zwei Aktuatoren umfasst, die dazu ausgebildet sind, zum einen das Antriebsglied (110, 210) und zum anderen das Verstellantriebsglied (134) anzutreiben.
20. Mobilfunkantenne (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Multi-Strahlformeinrichtung (100, 200) ferner einen Aktuator und eine Kupp- lung umfasst, die dazu ausgebildet sind, dass der Aktuator mit dem Antriebsglied (110) oder mit dem Verstellantriebsglied (134) in Wirkverbindung steht.
21. Mobilfunkantenne (1) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Multi-Strahlformeinrichtung (100,
200) ferner eine Elektronikeinheit umfasst, die eine Antriebsschnittstelle und eine Umschaltschnittstelle umfasst, wobei die Antriebsschnittstelle dazu ausgebildet ist, Antriebsbefehle an den Motor zu übertragen, und wobei die Umschaltschnittstelle dazu ausgebildet ist, Umschaltbefehle an die Umschalteinrichtung zu übertragen.
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