DE3428545C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuchtigkeitsabdichtung für eine motorbetätigbare Fahrzeugantenne nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Eine derartige Feuchtigkeitsabdichtung ist aus der US-PS 26 77 973 bekannt. Bei dieser bekannten Dichtung wirkt die gesamte zylindrische Innenfläche der Isolierhülse offen­ bar abdichtend gegen das Antennenrohr, so daß hohe Reibungs­ kräfte auftreten, die ein Aus- und Einfahren der Antenne er­ schweren. Gleichzeitig wird durch Verschmutzungen auf der Oberfläche des Antennenrohrs beim Einfahren die zylindrische Innenfläche der Isolierhülse auf Dauer derart geschädigt, daß eine eventuell vorhandene Dichtwirkung nachläßt.

Eine andere Feuchtigkeitsabdichtung für Fahrzeugantennen ist aus dem DE-GM 69 38 791 bekannt. Dabei besitzt eine zwischen Antennenrohr und Karosserie angeordnete Isolierhülse an ihrer Innenseite eine ringförmige Dichtlippe. Diese Dicht­ lippe dichtet gegen die äußere zylindrische Oberfläche des ersten Antennenrohrabschnitts ab. Auch bei dieser Feuchtig­ keitsabdichtung kann die Dichtlippe durch am Antennenrohr be­ findlichen Schmutz beim Einfahren der Antenne zerstört werden, so daß eine vollständige Abdichtung mit zunehmender Lebensdauer nicht mehr gewährleistet ist. Darüber hinaus kann der Kunststoff, aus dem eine derartige Dichtlippe gefer­ tigt ist, mit zunehmender Lebensdauer verspröden, so daß auf­ grund der dann fehlenden Elastizität der Dichtlippe die Dichtwirkung ebenfalls nicht mehr gewährleistet ist.

Aus der US-PS 43 53 075 ist eine Feuchtigkeitsabdichtung für eine Antenne bekannt, bei der der unterste, außen liegende bewegbare Rohrabschnitt eine Hülse aufweist, die einen aus Gummi bestehenden O-Ring abstützt mit einem Außendurchmes­ ser, der kleiner als der Innendurchmesser des stationären Rohres ist. Wenn der unterste, äußere bewegbare Antennen­ rohrabschnitt sich seiner voll ausgefahrenen Stellung nähert, wird der O-Ring gegen einen nach innen gewendeten Flansch am Ende des stationären Rohres angedrückt und bildet so eine Dichtung um den bewegbaren Rohrabschnitt. Dieser aus Gummi oder einem gleichartigen elastischen Material bestehen­ de O-Ring erfährt mit zunehmender Lebensdauer eine Material­ verschlechterung, so daß die Dichtwirkung ständig nachläßt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Feuchtigkeitsabdichtung für eine motorbetätigbare Fahrzeugan­ tenne nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiter­ zubilden, daß das Eindringen von Feuchtigkeit zwischen dem außenliegenden Abschnitt eines Antennenrohrs im ausgefahre­ nen Zustand und einer dieses Antennenrohr gegen die Fahrzeug­ karosserie isolierenden Isolierhülse bei einfachem und wirt­ schaftlichem Aufbau langfristig sicher vermieden ist, ohne daß das Ein- und Ausfahren der Antenne erschwert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Feuchtigkeitsabdichtung für eine motorbetätigbare Fahrzeugantenne ist die Dichtung aus zwei unabhängigen Dichtelementen, der Isolierhülse und der oberen Stirnfläche der Innenhülse, dadurch gebildet, daß diese beiden Dichtelemente durch eine beispielsweise von einer Feder gelieferte Vorspannung im ausgefahrenen Zustand der An­ tenne gegeneinandergedrückt werden. Hierdurch wird die Dicht­ fläche nicht durch eine Gleitbewegung des Antennenrohrs an der Dichtung entlang beansprucht, so daß es weder zu einer übermäßigen Abnutzung der Dichtfläche noch zu einer durch diese Gleitbewegung verursachten erhöhten Reibung beim Ein- und Ausfahren der Antenne kommt.

Die Liniendichtung zwischen der Isolierhülse und der oberen Stirnfläche der Innenhülse gewährleistet somit eine sichere und langlebige Abdichtung der Antenne im ausgefahrenen Zu­ stand gegen das Eindringen von Feuchtigkeit. Durch das Ver­ meiden der hohen Reibung wird eine einfache und wirtschaftli­ che Auslegung des Antriebs der motorbetätigbaren Fahrzeugan­ tenne ermöglicht.

In den Ansprüchen 3 und 4 werden vorteilhafte Weiterbil­ dungen der Erfindung beschrieben, bei denen eine besonders sichere Liniendichtung auch über eine lange Betriebszeit er­ reicht wird, da selbst bei einem Verschleiß der kreisförmi­ gen Dichtlippe eine einwandfreie Abdichtung dadurch zustande kommt, daß die Dichtlippe die kegelstumpfförmige Dichtfläche an einer anderen Stelle berührt und durch die Vorspannung an­ gedrückt wird.

Bei der Ausbildung der Erfindung nach Anspruch 6 wird in be­ sonders vorteilhafter Weise vermieden, daß beim Abstützen der in Ausfahrrichtung der Antenne gerichteten Dichtkraft die Isolierhülse aus der Karosserie nach oben ausweicht. Diese Art der Befestigung der Isolierhülse ermöglicht nicht nur einen sicheren Halt gegen axiales Verschieben, sondern auch eine einfache und schnelle Montage sowie eine wirt­ schaftliche Fertigung, da die Isolierhülse nur in die an der Karosserie befestigte Montagehülse eingedrückt zu werden braucht. Darüber hinaus wird durch die jederzeit leichte Entfernbarkeit der Isolierhülse ein eventuell notwendiges Auswechseln des Antennenrohrs ohne Ausbau der Antenne ermög­ licht.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung werden durch die verbleibenden Unteransprüche gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Teilansicht einer an einer Fahrzeugkarosserie montierten mo­ torbetätigbaren Antenne mit einer erfindungsge­ mäßen Feuchtigkeitsabdichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Fig. 1 mit insbesondere der Feuchtigkeitsabdichtung er­ findungsgemäßer Art,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung allgemein nach der durch Linie 4-4 in Fig. 2 angezeigten Ebene, in Pfeilrichtung gesehen, und

Fig. 4 eine Darstellung eines Teils der Fig. 2 bei vollständig eingefahrener Antenne.

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist eine Kraftfahrzeug­ karosserie 10 gezeigt, mit einer hier dargestellten Seiten­ tafel 14 und einer oberen Tafel 16, die beispielsweise Seiten- und Oberteil eines hinteren Kotflügels eines Kraftfahrzeugs bilden können, der einen Teil des Kofferraumfaches des Fahr­ zeugkörpers bestimmt. Die obere Tafel 16 enthält eine Öffnung 18, durch die ein teleskopartig ausfahrbarer und einziehbarer Mast 20 eines motorbetriebenen Antennensystems 22 hervorsteht. Das Antennensystem 22 enthält eine erfindungsgemäße Feuchtigkeits­ abdichtung 24, die das Eindringen von Feuchtigkeit durch die Öffnung 18 in das Innere des teilweise durch die Tafeln 14 und 16 bestimmten Abteils verhindert.

In Fig. 1 der Zeichnung ist gezeigt, daß das Antennen­ system 22 einen rohrförmigen Mastmantel 26 und eine reversierbare Elektromotor-Betätigeranordnung 28 besitzt, die an dem Mastmantel mit zwei in vertikaler Richtung mit Abstand versehenen Verbin­ dungen 30 angebracht ist. Die Betätigeranordnung 28 enthält ein Gehäuse 31, das einen Motor 32 abstützt, und ein Trommel- Speicherelement 34. Der Motor 32 enthält einen üblichen Elektro­ motoranker 38, der drehbar an dem Gehäuse 31 abgestützt ist, und eine damit einstückig ausgeführte oder fest verbundene Schnecken­ welle 40 aufweist, die allgemein tangential an dem Trommel- Speicherelement 34 anliegt und dort in entsprechende, nicht dargestellte Radzähne an dem Umfang des Elementes eingreift. Der Anker 38 ist in beiden Richtungen drehbar, um reversierbar das Drehelement des Trommel-Speicherelements 34 anzutreiben, wobei die Drehrichtung des Ankers teilweise durch einen Schalter 42 bestimmt wird, der um den Anker an dem Gehäuse 31 angebracht ist.

Der Schalter 42 und der Elektromotor 32 sind in der US-PS 41 53 825 vollständig beschrieben.

Das drehbare Element des Trommel-Speicherelements 34 bewirkt das Ausfahren und Einziehen eines Linearbetätigers 44, der normalerweise innerhalb des Trommel-Speicherelementes 34 aufgespult ist. Der Linearbetätiger 44 steht durch eine Tülle 46 am unteren Ende des Mastmantels 26 vor. Das Trommel-Speicher­ element 34 ist vollständig in der US-PS 41 81 268 beschrieben.

In üblicher Weise wird, sobald der Anker sich dreht, der Linearbetätiger 44 von dem Trommel-Speicherelement 34 abge­ spult, oder, entsprechend der Drehrichtung, in dieses Element eingezogen.

Wie am besten in Fig. 1 der Zeichnung gezeigt, besitzt der Mast 20 einen untersten, ersten bewegbaren, außenliegenden Antennenrohrabschnitt 48, einen in diesem teleskopartig eingesetzten zweiten bewegbaren Rohrabschnitt 50 und einen bewegbaren Stab 52, der im zweiten Rohrabschnitt 50 teleskopartig untergebracht ist und mit einem Abschlußdeckel 54 an seiner Oberseite versehen ist. Zu­ sätzlich zu der Teleskopbeziehung sind die jeweiligen Rohr­ abschnitte und der Stab elektrisch leitend zur Aufnahme von Radiosignalen miteinander verbunden. Das nicht gezeigte fern­ liegende Ende des Linearbetätigers 44 steht durch den ersten und den zweiten Rohrabschnitt 48 und 50 hindurch vor und ist am unteren Ende des Stabes 52 so befestigt, daß beim Freigeben des Linearbetätigers von dem Trommel-Speicherelement 34 der Stab 52 so angehoben wird, daß er den Mast 20 ausfährt, und beim Ein­ ziehen des Linearbetätigers 44 in das Trommel-Speicherelement der Stab 52 zum Einziehen des Mastes nach unten gezogen wird.

Der erste Rohrabschnitt 48 besitzt ein vergrößertes unteres Ende 56, welches ein Gleitlager an einem elektrisch leitfähigen stationären Rohr 58 bildet, das, wiederum elektrisch isoliert gegenüber dem Mastmantel 26, von diesem starr abgestützt wird.

Ein üblicher Radioantennen-Anschlußverbinder (nicht dargestellt) zwischen dem stationären Rohr 58 und dem Empfänger im Fahrzeug trägt die durch den Mast 20 aufgenommenen Rundfunksignale zu dem Empfänger. Zur Vervollständigung der Antennenschaltung zwi­ schen dem Empfänger und dem Mast 20 ist eine aus Metall be­ stehende Hülse 60 um den ersten Rohrabschnitt 48 in Nähe des vergrößerten Endes 56 angebracht, die eine Vielzahl von inte­ gralen Federfingern (nicht dargestellt) enthält, welche sich nach außen gegen den Innendurchmesser des stationären Rohrs 58 anlegen.

Wie am besten in Fig. 1 und 2 der Zeichnung zu sehen, ist das obere entfernt liegende Ende des Mastmantels 26 mit der Öffnung 18 in der oberen Tafel 16 ausgerichtet. Eine Montagehülse 62 ist in den Mastmantel 26 eingesetzt und starr über zwei Schrauben 64 mit ihm verbunden. Die Montagehülse 62 hat ein durch die Öffnung 18 nach außen vorstehendes Gewindeende 66, eine Stufenbohrung 67 mit einer darin befindlichen Ringschulter 68, und eine ringförmige Endfläche 69. Eine Abdeckung 70 außerhalb der oberen Tafel 16 ist um das Gewindeende 66 der Montagehülse über eine Ringdich­ tung 72 zwischen der Abdeckung und der Tafel 16 gelegt. Eine Schmuckmutter 73 mit einer Durchgangsbohrung 74 hält die Ab­ deckung und die Dichtung 72, so daß eine feuchtigkeitsdichte Abdeckung zwischen dem Gewindeende 66 der Montagehülse 62 und der Tafel 16 entsteht.

Die Feuchtigkeitsabdichtung 24 entsprechend der vorliegenden Erfindung ist zwischen dem ersten Rohrabschnitt 48 des Mastes 20 und der Einheit eingesetzt, die durch die Montagehülse 62, die Abdeckung 70 und die Schmuckmutter 73 gebildet ist.

Wie insbesondere in Fig. 2 und 3 der Zeichnung zu sehen, ent­ hält die Feuchtigkeitsabdichtung 24 eine im wesentlichen unelasti­ sche, polymere Isolierhülse 75 mit einem Kopfabschnitt 76 in der Durchgangsbohrung 74 und eine Vielzahl von Krallen bildenden integralen Schenkeln 78, die zylindrisch um die Isolierhülse angeordnet sind. Jeder Schenkel 78 besitzt ein verstärktes Ende 80, durch das ein Haken 82 gebildet wird, der in Anlage mit der Ringschulter 68 der die Montagehülse 62 durchstoßenden Stufenbohrung 67 kommt. Eine Bohrung 84 erstreckt sich durch den Kopfabschnitt 76 und durchschneidet eine Innenfläche 85 des Kopfabschnitts 76, die senkrecht zur Bohrung 84 steht, und bildet so eine kreis­ ringförmige Dichtlippe 86. Eine weitere Ringschulter 87, die an dem Kopf­ abschnitt um die integralen Schenkel 78 bestimmt ist, legt sich an die ringförmige Endfläche 69 der Hülse an. Die Länge der Isolierhülse zwischen den Haken 82 und der weiteren Ringschulter 87 entspricht dem Abstand zwischen der Ringschulter 68 in der Stufen­ bohrung 67 und der ringförmigen Endfläche 69 der Montagehülse 62, so daß die Haken den Isolator eng an der Hülse halten. Zusätz­ lich ist der Kopfabschnitt in der Durchgangsbohrung 74 der Schmuckmutter 73 so eng aufgenommen, daß eine äußere Feuchtigkeitsabdichtung zwischen der Isolierhülse 75 und der oberen Tafel 16 bestimmt ist.

Die Feuchtigkeitsabdichtung 24 enthält weiter eine im wesent­ lichen unelastische polymere Innenhülse 92, die eng an dem ersten Rohrabschnitt 48 des Mastes 20 oberhalb der Metallhülse 60 sitzt. Am oberen Ende der Innenhülse 92 ist eine innere Ringschulter 94 unter einem nach innen gerichteten Ringflansch 95 der Innenhülse bestimmt. Wenn die Innenhülse über den ersten Rohrabschnitt 48 ge­ setzt ist, legt sich die innere Ringschulter 94 an eine entsprechende Schulter 96 des ersten Rohrabschnitts (Fig. 3) an, so daß die nach unten gerichteten, auf die Hülse einwirkenden Kräfte diese und die Metallhülse 60 nicht weiter am ersten Rohrabschnitt nach unten drücken. Eine als ringförmige Dichtschulter 98 ausgebildete obere Stirnfläche des Ringflansches 95 der Hülse 92 bildet eine kegelstumpfförmige Ringfläche um den ersten Rohrabschnitt 48, die als eine Einheit mit ihm bewegbar ist. Die Dichtlippe 86 an der Überschneidung der Bohrung 84 mit der Innenfläche 85 der Isolierhülse 75 (Fig. 3 und 4) greift an der Dichtschulter 98 an, wenn der erste Rohrabschnitt 48 eine ausgefahrene Lage (Fig. 1, 2 und 3) entsprechend der vollen Ausdehnung des Mastes 20 erreicht.

Die Betätigung des Antennensystems 22 wird nun beschrieben, wo­ bei mit vollständig eingefahrenem Mast 20 (Fig. 4) begonnen wird, so, daß der Abschlußdeckel 54 des obersten Gliedes an der Isolierhülse 75 anliegt. Eine Beaufschlagung des Motors 32 leitet die Drehung in der richtigen Richtung der Schneckenwelle 40 ein und da­ durch das Ausfahren des Linearbetätigers 44 aus dem Trommel- Speicherelement 34. Der Linearbetätiger, der entweder auf Zug oder Druck arbeitet, stößt den Stab 52 nach oben, so daß ein aufeinanderfolgendes teleskopisches Ausfahren des Stabes, des zweiten Rohrabschnitts 50 und dann des ersten Rohrab­ schnitts 48 bewirkt wird. Der erste Rohrabschnitt erhebt sich zu seiner voll ausgefahrenen Lage (Fig. 1) hin, bis die Dicht­ schulter 98 an der polymeren Innenhülse 92 an der um die Bohrung 84 im Isolierhülsen-Kopfabschnitt bestimmten Lippe 86 anliegt. Die Lippe und die Dichtschulter wirken so zusammen, daß eine wei­ tere Bewegung des ersten Rohrabschnitts nach oben gehindert wird, so daß der Linearbetätiger 44 angehalten wird. Der Anker 38 fährt jedoch mit seiner Drehung in der Richtung fort, die dem Ausfahren des Mastes entspricht, so daß die Schneckenwelle 40 eine Vorbelastung oder Vorspannung auf den Linearbetätiger über­ trägt, so daß die Dichtschulter 98 eng an die Dichtlippe 86 gedrängt wird.

Wegen der Gangrelationen der zwischen dem an der Schneckenwelle 40 gebildeten Gewinde und den an dem drehenden Element des Trom­ mel-Speicherelements 34 ausgebildeten Zähnen wird eine Vorspannung an dem Linearbetätiger nach dem Abschalten des Motors aufrecht­ erhalten, ohne daß eine Tendenz der Vorbelastung besteht, ein Rücktreiben des Ankers zur Erleichterung der Vorbelastung herbeizuführen. Dementsprechend wird bei voll ausgefahrenem Antennenmast 20 die Dichtschulter 98 eng gegen die Dichtlippe 86 angelegt, so daß dadurch eine Feuchtigkeitsabdichtung zwischen dem ersten Rohrabschnitt 48 und der Isolierhülse 75 bewirkt und damit zwischen dem ersten Rohrabschnitt 48 und der oberen Tafel 16 der Fahrzeugkarosserie herbeigeführt wird.

Um den Mast 20 wieder einzuziehen, wird der Motor 32 in ent­ gegengesetzter Richtung beaufschlagt, die Schneckenwelle 40 wird zur Drehung des sich drehenden Elementes des Trommel-Speicher­ elements 34 in der Richtung angetrieben, die ein Einziehen des Linearbetätigers 44 bewirkt, und dementsprechend zieht der Linearbetätiger den Stab 52 so lange nach unten, bis der Ab­ schlußdeckel 54 auf dem oberen Ende des zweiten Rohrabschnitts 50 aufliegt, woraufhin der Stab und der zweite Rohrabschnitt ab­ sinken, bis der Abschlußdeckel 54 auch das obere Ende des ersten Rohrabschnitts 48 erreicht, woraufhin alle drei weiter nach unten gehen bis zu der Stellung, bei der der Mast vollständig einge­ zogen ist, und bei der der Abschlußdeckel 54 auf der Oberseite der Isolierhülse 75 aufliegt (Fig. 4). Mit an der Isolierhülse anliegen­ dem Abschlußdeckel 54 wird der Linearbetätiger 44 in entgegenge­ setzter Richtung angehalten. Der Anker 38 dreht sich jedoch weiter, so daß wiederum die Schneckenwelle 40 an dem sich vorher drehenden Element des Trommel-Speicherelements 34 eine Windebewegung durchführt, und so den Anker nun in die entgegengesetzte Richtung, das heißt nach oben bewegt.

Dadurch wird der Schalter 42 betätigt, so daß der in Masteinziehrichtung beaufschlagte Motor abgeschaltet wird. Wiederum wird infolge der Gangrelationen zwischen dem Gewinde an der Schneckenwelle 40 und dem Zahnrad an dem sich drehenden Element des Trommel-Speicherelements 34 die Vorbelastung auf dem Abschlußdeckel 54 aufrechterhalten, die diesen nach unten gegen die Oberseite des Isolators andrückt, und so wird eine Feuchtigkeitsabdichtung zwischen dem Stab 52 und der Isolierhülse 75 aufrechterhalten.

Claims (6)

1. Feuchtigkeitsabdichtung für eine motorbetätigbare Fahr­ zeugantenne, bestehend aus einem an der Karosserie in Aus­ richtung mit einer Öffnung in der Karosserie angebrachten stationären Rohr, einem im stationären Rohr angeordneten, mittels eines Elektromotors teleskopartig ein- und aus­ fahrbaren, aus Rohrabschnitten bestehenden Antennenrohr und einer Isolierhülse zwischen Antennenrohr und Karosse­ rie im Austrittsbereich des Antennenrohrs aus der Karosse­ rie, dadurch gekennzeichnet, daß eine Innenhülse (92) mit dem außenliegenden Antennen­ rohrabschnitt (48) fest verbunden ist, daß eine Vorspann­ einrichtung (106) vorgesehen ist, die im ausgefahrenen Zu­ stand des außenliegenden Antennenrohrabschnitts die obere Stirnfläche der Innenhülse (92) gegen die Isolierhülse (75) drückt, und daß dabei zwischen der Isolierhülse (75) und der oberen Stirnfläche (98) der Innenhülse (92) eine Liniendichtung gebildet ist.

2. Feuchtigkeitsabdichtung für eine motorbetätigbare Fahr­ zeugantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülse (75) und die Innenhülse (92) aus einem Polymer bestehen und daß sie im wesentlichen unelastisch sind.

3. Feuchtigkeitsabdichtung für eine motorbetätigbare Fahr­ zeugantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Stirnfläche (98) der Innenhülse (92) kegelstumpfförmig ausgebildet ist und daß die Isolierhülse (75) an einer Kontaktfläche mit der oberen Stirnfläche der Innenhülse eine kreisförmi­ ge Dichtlippe (86) aufweist.

4. Feuchtigkeitsabdichtung für eine motorbetätigbare Fahr­ zeugantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Stirnfläche (98) der Innenhülse (92) eine kreisringförmige Dichtlippe aufweist und daß die Isolierhülse (75) eine kegelstumpf­ förmige Ring-Dichtungsschulter im Berührungsbereich mit der Stirnfläche der Innenhülse aufweist.

5. Feuchtigkeitsabdichtung für eine motorbetätigbare Fahr­ zeugantenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülse (75) in ihrem oberen Abschnitt eine Bohrung (84) zur Durchfüh­ rung des Antennenrohres aufweist, die sich nach unten stu­ fenartig erweitert, und daß die Kante am stufenartigen Übergang die kreisförmige Dichtlippe (86) bildet.

6. Feuchtigkeitsabdichtung für eine motorbetätigbare Fahr­ zeugantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Isolierhülse (75) einen Kopfabschnitt (76) aufweist, der auf eine durch die Karosserieöffnung (18) durchgeführte und mit der Karosserie verbundene Montagehülse (62) aufgesetzt ist und daß die Isolierhülse (75) in ihrem unteren Be­ reich eine Vielzahl von federnden Krallen (78) besitzt, die sich mit einer inneren Ringschulter (68) der Montage­ hülse (62) verhaken.