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Die Erfindung betrifft ein Lenksäulenmodul für ein Kraftfahrzeug, mit elektrischen oder elektronischen Funktionskomponenten, die zu einem Funktionsmodul verbunden sind, das wenigstens eine Funktionskomponente mit einem Lenkstockschalthebel aufweist, mit einem am Mantelrohr einer Lenksäule befestigten Halterahmen, wobei der Halterahmen mehrere Hülsen aufweist, deren Längsachsen sich jeweils parallel zur Lenksäule erstrecken, wobei das Funktionsmodul auf die Hülsen des Halterahmens aufgesteckt ist, und mit mehreren Gehäuseteilen, welche das Funktionsmodul und den Halterahmen umgeben.
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Lenksäulenmodule in modernen Kraftfahrzeugen vereinigen eine Vielzahl elektrischer und elektronischer Funktionskomponenten, die im Bereich des Lenkrads angeordnet sind. Hierzu gehören im allgemeinen ein oder mehrere Lenkstockschaltermodule, welche Lenkstockschalter beweglich lagern und ein Lenkwinkelmodul, welches eine elektronische Lenkwinkelerfassung ermöglicht. Die Anbindung beweglicher elektrischer Komponenten erfolgt im allgemeinen über eine flexible Leiterbahn, die in einem geeigneten Gehäuse, der sogenannten Wickelfederkassette als eine weitere Funktionskomponente untergebracht ist. Darüber hinaus sind im allgemeinen zur Sensorik gehörende elektronische Schaltungskomponenten ebenfalls in das Lenksäulenmodul integriert.
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Diese verschiedenen Funktionskomponenten sind oftmals zu einem Funktionsmodul verbunden, die zusammen mit mechanischen Komponenten, und zwar insbesondere Gehäuseteilen, das Lenksäulenmodul ausbilden, welches an die Lenksäule eines Kraftfahrzeug angefügt ist.
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In diesem Dokument ist ein Lenksäulenmodul dargestellt, bei welchem mehrere Funktionskomponenten zu einem Funktionsmodul zusammengefügt werden. Bei der Montage werden zwei Abdeckkappen, die zusammen das Gehäuse des Lenksäulenmoduls bilden, seitlich an die Lenksäule angefügt und von oben in Richtung parallel zur Lenksäule zugleich mit dem Funktionsmodul am Halterahmen verschraubt. Das Montieren von mehreren Gehäuseteilen gleichzeitig mit dem Funktionsmodul ist recht aufwendig, da dabei mehrere Teile gleichzeitig zu händeln sind. Erschwerend kommt hinzu, dass die Fügerichtung der Gehäuseteile praktisch senkrecht zur Fügerichtung der Schrauben ist und überdies die Lenksäule eines Kraftfahrzeugs generell ein ergonomisch ungünstiger Ort für Montagearbeiten ist.
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Aus der
DE 197 11 561 C2 ist eine an einer Lenksäule befestigbare Haltevorrichtung bekannt, an die in Richtungen senkrecht zur Lenksäule zwei Lenkstockhebel angefügt werden können, wodurch die Haltevorrichtung zugleich ein als Lenkstockhebelmodul ausgebildetes Funktionsmodul bildet. Ein weiteres Funktionsmodul ist an einer, zur Lenksäule koaxial angeordneten Hülse befestigt, indem es in senkrechter Richtung zur Längsachse der Lenksäule in eine Schlitzaufnahme an der Hülse eingesetzt ist.
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Weitere Lenksäulenmodule, mit zumindest einem an der Lenksäule angeordneten Lenkstockschaltermodul sind aus den Druckschriften
EP 1 068 991 A2 und
DE 196 27 767 A1 bekannt.
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Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Lenksäulenmodul zu schaffen, das sich durch einen einfachen und kostengünstigen Aufbau auszeichnet und montagetechnisch besonders einfach an die Lenksäule anfügbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein erstes Gehäuseteil angeformte Verbindungslaschen mit jeweils einem Durchbruch aufweist und dass durch jeden Durchbruch eine der Hülsen des Halterahmens hindurchgeführt ist, und dass wenigstens ein zweites Gehäuseteil mit dem ersten Gehäuseteil verrastet ist.
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Das gesamte Lenksäulenmodul, einschließlich des ersten Gehäuseteils, kann so in aufbauender Montage zusammengefügt werden, indem sowohl das Funktionsmodul als auch das erste Gehäuseteil einfach auf die Hülsen des Halterahmens aufgesteckt werden.
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Besonders vorteilhaft dabei ist, dass das Gehäuseteil und das Funktionsmodul nacheinander mit dem Halterahmen verbunden werden, so dass zu keinem Zeitpunkt mehrere unverbundene Teile gleichzeitig zu händeln sind. Hierdurch wird eine unkomplizierte Montage möglich.
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Vorteilhaft ist weiterhin, dass ein zweites Gehäuseteil durch eine einfache Rastverbindung mit dem ersten Gehäuseteil verbindbar ist, wodurch der Montageaufwand auch für das zweite Gehäuseteil minimal ist.
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Besonders vorteilhaft kann das erste Gehäuseteil als ein kastenförmiges Gehäuseteil mit einer umlaufend geschlossenen Mantelfläche und zwei einander gegenüberliegenden offenen Stirnflächen ausgebildet sein,
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das zweite Gehäuseteil ein Deckelteil für das erste Gehäuseteil ausbildet, welches an die obere offene Seite des ersten Gehäuseteils vorzugsweise durch einfaches Aufrasten anfügbar ist.
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Das Funktionsmodul kann durch einfache Schraubverbindungen am Halterahmen befestigt werden, wobei gleichzeitig das erste Gehäuseteil fixiert wird. Vorteilhaft ist, dass während des Anschraubens, außer jeweils einer Schraube, keine Teile des Lenksäulenmoduls gehandhabt werden müssen, da sowohl das erste Gehäuseteil als auch das Funktionsmodul durch das Aufstecken auf die Hülsen für den Anschraubvorgang ausreichend genau positioniert sind. Besonders vorteilhaft ist auch, dass das Eindrehen der Schrauben in der montagetechnisch günstigsten Richtung, nämlich von oben und parallel zur Lenksäule erfolgen kann. Außerdem ist es vorteilhaft, dass nur wenige Schraubverbindungen erforderlich sind, da die Schrauben nur zur Fixierung der Positionen von Halterahmen, erstem Gehäuseteil und Funktionsmodul zueinander vorgesehen sind. Da der Halterahmen sowohl das erste Gehäuseteil als auch das Funktionsmodul abstützt, brauchen die Schrauben keine großen Haltekräfte aufzubringen.
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Die Montage des Lenksäulenmoduls erfordert somit nur einen sehr geringen Aufwand. Auf ebenso einfache Weise können die Komponenten des Lenksäulenmoduls bedarfsweise in umgekehrter Reihenfolge auch wieder demontiert werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Lenksäulenmoduls ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, welches in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen
- 1 eine Explosionsansicht eines Lenksäulenmoduls,
- 2a bis 2e das Lenksäulenmodul in verschiedenen Montagestadien.
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Die 1 zeigt das Lenksäulenmodul in einer Explosionsdarstellung. Die Lenksäule (1) wird durch eine Lenkwelle (15) und ein die Lenkwelle (15) umgebendes Mantelrohr (14) gebildet. Mit dem Mantelrohr (14) fest verbunden oder als ein Teil des Mantelrohrs (14) ausgeführt ist ein Halterahmen (2). Vorzugsweise ist der Halterahmen (2) bereits vor dem Einbau der Lenksäule (1) in das Kraftfahrzeug am Mantelrohr (14) montiert. Die Befestigung des Halterahmens (2) am Mantelrohr (14) gehört damit nicht unmittelbar zur Montage des Lenksäulenmoduls.
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Der Halterahmen (2) weist mehrere stift- oder hülsenförmige Anformungen, im folgenden kurz als Hülsen (3) bezeichnet, auf, die sich vom Halterahmen (2) parallel zur Lenksäule (1) in Richtung auf das hier nicht dargestellte Lenkrad erstrecken. Die Hülsen (3) dienen zur Befestigung eines ersten Gehäuseteils (4) und eines Funktionsmoduls (5) am Mantelrohr (14) der Lenksäule (1). Das Funktionsmodul (5) besteht aus mehreren miteinander verbundenen elektrischen oder elektronischen Funktionskomponenten (16, 17, 18). Zu den Funktionskomponenten gehören insbesondere mehrere Lenkstockschaltermodule (16) sowie eine Wickelfederkassette (18), die über ein auf- und abwickelbares, hier nicht dargestelltes, Flachbandkabel elektrische Komponenten am Lenkrad mit den drehfest angeordneten Funktionskomponenten (16, 17) am Funktionsmodul (5) elektrisch verbindet. Mit dem Bezugszeichen 17 ist ein weiteres Funktionsmodul gekennzeichnet, welches beispielsweise ein Zündschlossmodul oder ein Funktionsmodul mit einer sonstigen, nicht näher definierten Funktion, oder sogar ein Blindmodul sein kann, welches montagetechnisch günstig ausgestaltet ist, aber keine elektrischen Funktionen aufweist.
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Das erste Gehäuseteil (4) bildet einen Gehäusekörper mit einer umlaufenden, im wesentlichen geschlossenen Mantelfläche und zwei offenen Stirnflächen aus. Das erste Gehäuseteil (4) wird durch ein aufrastbares zweites Gehäuseteil (8) abgeschlossen, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil (4, 8) Ausnehmungen (9) frei bleiben, durch die sich zu den Lenkstockschaltermodulen (16) gehörende Lenkstockschalthebel (6) nach außen erstrecken.
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Die 2a bis 2e verdeutlichen die einzelnen Montageschritte beim Zusammenfügen des Lenksäulenmoduls.
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In der 2a ist der Halterahmen (2) erkennbar, der drehfest und unverschieblich am Mantelrohr (14) der Lenksäule (1) befestigt ist. Der Halterahmen (2) besteht aus gitterartigen Stegen, die aus stabilem Blech oder Kunststoff geformt sind. Auf dem Halterahmen (2) sind mehrere zylinderförmige Hülsen (3) angeordnet, deren Längsachsen sich jeweils parallel zur Lenksäule (1) erstrecken.
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Die 2b zeigt das am Halterahmen (2) angeordnete erste Gehäuseteil (4). Das erste Gehäuseteil (4) weist an inneren Flächen angeformte Verbindungslaschen (19) auf, in die jeweils ein Durchbruch (13) eingebracht ist. Nach dem Anfügen des Gehäuseteils (4) an den Halterahmen (2) ist durch jeden Durchbruch (13) eine der Hülsen (3) hindurchgeführt, wodurch die Verbindungslaschen (19) nun auf dem Halterahmen (2) aufliegen.
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Nach dem nächsten Montageschritt ist das Funktionsmodul (5) von oben in die Öffnung des ersten Gehäuseteils (4) eingesetzt, wodurch das Funktionsmodul (5) an dem Halterahmen bzw. an den Verbindungslaschen des ersten Gehäuseteils (4) zur Anlage kommt. Hierdurch ergibt sich der in der 2c dargestellte Aufbau. Hierbei verbindet sich die Lenkwelle (15) mit der Wickelfederkassette (18), wobei ein gerändelter Endabschnitt (22) der Lenkwelle (15) zur Anbindung des Lenkrads zugänglich bleibt.
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Das Funktionsmodul (5) weist Aufnahmen (20) auf, die sich beim Anfügen des Funktionsmoduls (5) passgenau über die Hülsen (3) des Halterahmens (2) schieben. Die Aufnahmen (20) besitzen an ihrer Oberseite jeweils eine Schrauböffnung (21), durch die hindurch in jede Hülse (3) eine Schraube (7) eingedreht werden kann. Nach dem Eindrehen der Schrauben (7) ist das Funktionsmodul (5) an den Hülsen (3) und damit am Halterahmens (2) fixiert. Gleichzeitig sind die am ersten Gehäuseteil (4) angeformten Verbindungslaschen (19) zwischen dem Halterahmen (2) und dem Funktionsmodul (5) festgelegt, so dass auch das erste Gehäuseteil (4) nun spielfrei an der Lenksäule (1) befestigt ist. Das damit erreichte Montagestadium ist in der 2d dargestellt.
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Die Montage des Lenksäulenmoduls wird durch das Aufrasten des zweiten Gehäuseteils (8) auf das erste Gehäuseteil (4) abgeschlossen, wodurch sich der in der 2e dargestellte Aufbau ergibt. Wie aus der 1 ersichtlich ist, weist dazu das erste Gehäuseteil (4) an den Innenflächen angeformte Rastzapfen (10) auf, die von paarweise angeordneten Rastklammern (11) am zweiten Gehäuseteil (8) umfasst werden.
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Der Montage des Lenksäulenmoduls an der Lenksäule (1) besteht somit, abgesehen vom Anbringen von vier Schrauben (7), ausschließlich aus dem Zusammenstecken von nur wenigen Bauteilen, wobei, wie die 1 besonders deutlich zeigt, die Montage aufbauend und damit ohne komplizierte Montageschritte erfolgt.
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Das Eindrehen der Schrauben (7) erfolgt von oben in Richtung der Lenksäule (1), also auch auf die einfachst mögliche Weise. Insgesamt kann so ein komplettes Lenksäulenmodul mit einer vollständigen Gehäuseverkleidung mit wenigen und unkomplizierten Handgriffen mit einer Lenksäule verbunden werden.
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Dabei ist es sogar auf einfache Weise möglich, unterschiedliche Modellvarianten vorzusehen. Hierzu ist es besonders vorteilhaft, wenn unterschiedliche Funktionskomponenten durch einfaches Zusammenstecken zu unterschiedlichen Funktionsmodulen zusammenfügbar sind, wobei die unterschiedlichen Funktionsmodule hinsichtlich der Anfügbarkeit an den Halterahmen mechanisch gleichartig ausgestaltet sind. Elektrische Verbindungen der Funktionskomponenten können beispielsweise über einheitlich gestaltete, hier nicht dargestellte Steckverbinder hergestellt sein.
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Da aus unterschiedlichen Funktionskomponenten zusammengesetzte Funktionsmodule unterschiedlich ausgestaltete Gehäuse erfordern können, ist es vorteilhaft, auch die Ausbildung des Gehäuses anpassbar zu gestalten.
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Dies betrifft insbesondere die Ausnehmungen (9) in den Gehäuseteilen (4, 8), die etwa zur Durchführung von Lenkstockschalthebeln (6) vorgesehen sind.
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Gemäß der 2c weist das hier dargestellte Lenkstockschaltermodul beispielhaft drei Lenkstockschalthebel (6) auf; dem entsprechend sind in der 2b im ersten Gehäuseteil (4) drei Ausnehmungen (9) zur Durchführung der Lenkstockschalthebel vorgesehen.
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Eine vierte Ausnehmung ist durch eine Blende (12) verschlossen. Dies ist zweckmäßig, wenn die Funktionskomponente 17 beispielsweise ein funktionsloses Blindmodul ausbildet und daher von außen nicht zugänglich sein muss.
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Soll die Funktionskomponente 17 dagegen ein Zündschlossmodul aus oder soll an der entsprechenden Stelle ebenfalls ein Lenkstockmodul angebaut werden, so ist die entsprechende Stelle des Gehäuse ebenfalls mit einem Durchbruch zu versehen. Hierzu ist die Blende (12) als eine von der Innenseite des ersten Gehäuseteils eingeprägte Fläche ausgebildet sein, die durch leichten Druck aus dem ersten Gehäuseteil (4) herausgebrochen werden kann und so eine Ausnehmung im Gehäuseteil (4) freigibt.
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Die Blende (12) kann alternativ auch als ein rundes Blendenplättchen ausgebildet sein, welches in eine Nut einer im ersten Gehäuseteil (4) vorhandenen Ausnehmung eingesetzt werden kann und so die entsprechende Ausnehmung verschließt.
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Beide Ausführungen der Blende (12) erlauben, an genau den Stellen eines Gehäuses Ausnehmungen zu schaffen, an denen eine Funktionskomponente einen Lenkstockschalthebel aufweist oder von außen zugänglich sein muss, und anderen Stellen keine Ausnehmungen einzubringen oder vorhandene Ausnehmungen mit einer Blende zu verschließen. Damit ist eine einzige Ausführung von Gehäuseteilen auf einfache Weise leicht an unterschiedlich ausgestaltete Funktionsmodule anpassbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenksäule
- 2
- Halterahmen
- 3
- Hülse(n)
- 4
- erstes Gehäuseteil
- 5
- Funktionsmodul
- 6
- Lenkstockschalthebel
- 7
- Schrauben
- 8
- zweites Gehäuseteil (Deckel)
- 9
- Ausnehmungen (für Lenkstockschalthebel)
- 10
- Rastzapfen
- 11
- Rastklammern
- 12
- Blende
- 13
- Durchbruch
- 14
- Mantelrohr
- 15
- Lenkwelle
- 16 bis 18
- Funktionskomponenten
- 16
- Lenkstockschaltermodul(e)
- 17
- Zündschlossmodul oder Blindmodul
- 18
- Wickelfederkassette
- 19
- Verbindungslasche
- 20
- Aufnahmen
- 21
- Schrauböffnung
- 22
- gerändelter Endabschnitt
