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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kraftfahrzeuge, die mit einer elektrisch unterstützten Lenkung (Servolenkung) ausgerüstet sind. Sie bezieht sich insbesondere auf eine elektrische Verbindungsvorrichtung für ein elektrisch unterstütztes Lenksystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die verschiedenen Bauteile des elektrisch unterstützten Lenksystems müssen untereinander elektrisch verbunden werden. Für gewöhnlich wird diese Verbindung durch die Verwendung von Steckverbindern und Kabelsträngen bzw. Kabelbäumen durchgeführt, wobei diese Kabel bei den Arbeitsschritten des Zusammenbaus, des Transports, der Montage im Fahrzeug oder dergleichen beschädigt werden können. Des weiteren erfordert diese Technik die Verwendung von kostspieligen und platzraubenden Steckverbindern.
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Diese Nachteile sind insbesondere störend bei der Verbindung von Bauteilen, die nur einige Zentimeter auseinanderliegen, wie beispielsweise bei einem elektronischen Rechner für die Ansteuerung der elektrisch unterstützten Lenkung und einem Winkel- oder Momentgeber.
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Aus der
DE 195 44 755 C2 ist eine elektrische Servolenkeinrichtung bekannt, wobei eine Steuereinrichtung mit einer Steuerschaltung und einer Treiberschaltung versehen ist, die auf einem verformbaren flexiblen Schaltkreissubstrat angeordnet sind. Das Schaltkreissubstrat befindet sich in einem Gehäuse, das integral mit dem Getriebegehäuse für das Reduktionsgetriebe vorgesehen ist. Das Gehäuse, welches das Schaltkreissubstrat enthält, hat eine Bodenplatte, die in einer gewinkelten Querschnittsform ausgebildet ist, Dabei ist die Anordnung so getroffen, dass die hintere Oberfläche des dachfirstartigen Teils der Bodenplatte einen Teil der äußeren Oberfläche des Getriebegehäuses an seiner Außenseite bedeckt.
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Bei der herkömmlichen Servolenkeinrichtung hat das flexible Schaltkreissubstrat einen gebogenen zentralen Bereich sowie eine Querschnittsform, die im wesentlichen wie die Bodenplatte ausgebildet ist, wobei sie parallel zur Bodenplatte durch ein Stützteil gehalten ist. Damit ist das flexible Schaltkreissubstrat dort so angeordnet, dass es einen Teil der äußeren Oberfläche des Getriebegehäuses entlang dessen äußerer Oberfläche bedeckt. Das obere geöffnete Teil des umgrenzten Raumes ist so ausgebildet, dass es durch einen Deckel in einer öffenbaren Weise geschlossen ist. Auch der Deckel hat eine Querschnittsform, die im wesentlichen der Form der Bodenplatte gleicht, und ist an seinem Rand beispielsweise mit Schrauben mit einer Seitenwand des Gehäuses verbunden.
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Bei dieser herkömmlichen Servolenkeinrichtung ist zwar ein flexibles Schaltkreissubstrat vorgesehen, jedoch kommen dessen Vorteile nur bedingt zur Geltung, weil es in einem kastenförmigen Gehäuse untergebracht ist, das seinerseits einen beträchtlichen Raum einnimmt, wie sich aus der Darstellung in den Zeichnungen der
DE 195 44 755 C2 entnehmen läßt.
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In der
DE 100 21 064 A1 ist eine Abdeckvorrichtung für den Innenraum in einem Fahrzeug angegeben, wobei Versorgungsleitungen und elektrische Schaltungen abdeckbar sind. Die Abdeckvorrichtung weist dabei eine erste Schicht und eine zweite Schicht auf, wobei Folienleiterbahnen zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet sind. Die erste Schicht besitzt dabei eine Ausnehmung für eine Leiterplatte, die mit Rasthacken in der Ausnehmung befestigt ist. Die Leiterplatte selbst trägt verschiedene elektrische Bauelemente, die in geeigneter Weise montiert sind. Bei dieser herkömmlichen Abdeckvorrichtung sind Leiterbahnen auf Folienbahnen vorgesehen, die aus der eigentlichen Abdeckvorrichtung nach außen geführt sind und sich dann mit nicht näher beschriebenen Mitteln in geeigneter Weise extern anschließen lassen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu verringern, indem sie eine Lösung mit sehr geringen Kosten und sehr geringem Raumbedarf zur Verfügung stellt und dabei Lagetoleranzen sowie in unterschiedlicher Weise die Verbindung von Bauteilen ermöglicht und die Montage erleichtert.
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Diese Aufgabe wird mit einer Verbindungsvorrichtung für ein elektrisch unterstütztes Lenksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Hierzu hat die Erfindung eine Verbindungsvorrichtung für ein elektrisch unterstütztes Lenksystem zum Gegenstand, welches eine flexible gedruckte Schaltung aufweist, welche mindestens einen Sensor oder ein Lenkungmeßselement mit einem in das Lenksystem integrierten Rechner verbindet. Die flexible gedruckte Schaltung ist an ihren Enden jeweils direkt mit den Ausgängen der Sensoren und des Rechners verbunden und an diese angelötet. Die Dichtigkeit der flexiblen gedruckten Schaltung ist mit einer flexiblen Hülle hergestellt, welche die flexible gedruckte Schaltung umgibt. Die Enden der flexiblen Hülle sind mit einer dichten Haube bedeckt.
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Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich mit Hilfe der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung zur Erläuterung der Verbindungsvorrichtung. Es zeigen:
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1 eine stark schematisierte perspektivische Darstellung einer elektrisch unterstützten Lenkung, die mit der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung versehen ist;
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2 eine Längsschnittansicht in vergrößerten Maßstab, die eine Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung ohne Hülle darstellt;
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3 eine Längsschnittansicht einer von den 1 und 2 verschiedenen Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung mit einer flexiblen Hülle; und
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4 die gleiche Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung wie in 3 in einer auseinandergezogenen perspektivischen Ansicht.
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In den 1 bis 4 tragen gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen.
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1 zeigt übliche mechanische Elemente einer Lenkung eines Kraftfahrzeugs, nämlich ein Lenkrad 2, das drehfest mit einer Lenksäule 3 gekoppelt ist, deren vom Lenkrad 2 wegweisendes Ende ein Lenkungsritzel trägt, das mit einer gleitverschieblich in einem Lenkungsgehäuse 5 gelagerten Zahnstange 4 in Eingriff steht. Die beiden gegenüberliegenden Enden der Zahnstange 4 sind über Lenk- bzw. Spurhebel 5 und 7 mit dem rechten bzw. linken gelenkten Rad der Vorderachse des Fahrzeugs verbunden.
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Da es sich vorliegend um eine elektrisch unterstützte Lenkung (Servolenkung) handelt, weist sie zudem einen elektrischen Servomotor 8 mit zwei Drehrichtungen auf, dessen Abtriebswelle über ein Untersetzungsgetriebe 9, beispielsweise mit Schnecke und Schneckenrad, mit der Lenksäule 3 gekoppelt ist, so dass sie ein Antriebsmoment (gegebenenfalls auch ein Widerstandsmoment) auf die Lenksäule 3 überträgt.
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Der elektrische Servomotor 8 wird von einem elektronischen Rechner 10 angesteuert, der unter anderem ein von einem Sensor 11 für den Winkel des Lenkrades 2 stammendes elektrisches Signal A oder auch jegliche andere entsprechende Größe empfängt, d. h. eine solche, die den momentanen Einschlagwinkel des betreffenden Kraftfahrzeugs repräsentiert. Der elektronische Rechner 10 empfängt auch ein Signal C von einem Sensor 12 für das Moment, das vom Fahrer des Fahrzeugs auf das Lenkrad 2 ausgeübt wird. Des weiteren ist hierbei ein Sensor 13 für die Position der Abtriebswelle des elektrischen Servomotors 8 vorgesehen.
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2 zeigt eine Schnittansicht eines Teilbereichs einer Servolenkung mit einem Rechner 10, der über eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung mit einem Momentsensor 12 und einem Winkelsensor 11 verbunden ist. Diese Vorrichtung besteht aus einer flexiblen gedruckten Schaltung 14, die an die Ausgänge 16 des Winkelsensors 11 und die Ausgänge 17 des Momentsensors 12 angelötet ist und mit einer Klemmleiste 15 am Rechner 10 befestigt ist. Diese Figur veranschaulicht die Flexibilität der gedruckten Schaltung 14.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 14 bei einer Anwendung zum Verbinden der Ausgänge 20 eines Rechners 10 mit den Ausgängen 17 des Momentsensors 12. Bei dieser Ausführungsform ist die Dichtigkeit durch eine flexible Hülle 18 hergestellt, welche die flexible gedruckte Schaltung 14 umgibt. Diese flexible Hülle 18 ist an ihren beiden Enden von dichten Hauben 19 abgedeckt, deren Dichtigkeit mit Abdichtelementen 22 gewährleistet ist. Die Hauben 19 sind am Körper des Rechners 10 und des Momentsensors 12 befestigt.
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4 stellt den Aufbau einer flexiblen gedruckten Schaltung 14 gemäß einer Ausführungsform dar, welche ein flexibles isolierendes Substrat 23 aufweist, auf den Leiterbahnen 24 aufgebracht sind. Sie veranschaulicht auch die verschiedenen Elemente, welche die Dichtigkeit herstellen: die flexible Hülle 18, die dichten Hauben 19, sowie die Abdichtelemente 22.
