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Die
Erfindung betrifft eine Hupenaktivierungseinrichtung zur Verwendung
in einem Lenkrad eines Kraftfahrzeuges mit einer Abdeckung, mit
zwei Hupenkontakten und einem beweglichen Element, das auf Druck
der Abdeckung zwischen einer Anfangsposition und einer Aktivierungsposition
verlagerbar ist, wobei das bewegliche Element in Richtung auf die
Anfangsposition vorgespannt ist und die Hupenkontakte in einem Anfangszustand
elektrisch voneinander getrennt und im Aktivierungszustand in elektrischen
Kontakt miteinander bringbar sind, um ein akustisches Hupensignal
auszulösen. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Sicherheitseinrichtung
mit einer solchen Hupenaktivierungseinrichtung.
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Moderne
Kraftfahrzeuge sind mit einer Vielzahl von Sicherheitseinrichtungen
ausgestattet, z. B. Airbags, die an verschiedenen Orten innerhalb
eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein können. Zum Schutz
bei einem Frontalaufprall ist im Lenkrad, insbesondere im Lenkradtopf,
ein Airbagmodul angeordnet, das aus einem Gasgenerator und einem
sich ausdehnenden Gassack besteht, der bei Vorliegen entsprechender
Sensordaten von dem Gasgenerator mit Entfaltungsgas befüllt
wird. Das Airbagmodul ist in der Regel in einem Gehäuse
angeordnet, das von einer Abdeckung in Richtung auf den Fahrer abgedeckt
ist. Die Abdeckung weist Sollrisslinien oder Sollrissstellen auf,
so dass nach dem Zünden des Gasgenerators der Airbag durch
die Abdeckung hindurchtreten und sich entfalten kann. Die Abdeckung dient
einerseits zur Bereitstellung einer ansprechenden Optik und andererseits
zum Schutz vor Verunreinigungen oder Veränderungen an der
Einbausituation des Airbagmoduls.
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Zum
Auslösen eines Hupensignals werden Hupenschalter oder Hupenaktivierungseinrichtungen innerhalb
des Lenkrades angeordnet. Diese Hupenschalter oder Hupenaktivierungseinrichtungen
sind in der Regel mit der Abdeckung gekoppelt und lassen sich entgegen
einer Federkraft in Richtung auf die Lenkradnabe drücken,
um die Hupenkontakte elektrisch miteinander zu verbinden, um ein
Hupensignal auszulösen.
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Die
WO2007/145549 A1 beschreibt
eine Sicherheitsanordnung mit einem Airbag und einer Abdeckung,
an der ein beweglich gelagertes, zylindrisches Element angeordnet
ist. Dieses bewegliche gelagerte, zylindrische Element wird beim
Herunterdrücken der Abdeckung in Kontakt mit einem ersten Hupenkontakt
gebracht, der als federnde Lasche ausgebildet ist. Die federnde
Lasche ist an einer Trägerplatte gelagert, an der ebenfalls
ein zweiter Hupenkontakt befestigt ist. Im Anfangszustand sind die elektrischen
Kontakte zueinander beabstandet, also voneinander getrennt. Wird
die Abdeckung nach unten gedrückt, tritt das bewegliche
Element in Kontakt mit der federnden Lasche und drückt
diese nach unten in Richtung auf den zweiten Hupenkontakt. Sobald
sich beide Kontakte berühren, ist der Stromkreis geschlossen
und das Hupensignal wird ausgelöst. Hierbei ist es notwendig,
dass zwei separate Kontakte montiert und durch elastische Verformung
zueinander in Kontakt gebracht werden. Dies ist hinsichtlich der
Anzahl der benötigten Bauteile und der Montage sehr aufwendig.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Hupenaktivierungseinrichtung bereitzustellen, die eine gleichmäßige Kontaktierung
bewirkt, ohne dass eine Verformung der Kontakte bewirkt werden muss.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch eine Hupenaktivierungseinrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
ausgeführt.
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Die
erfindungsgemäße Hupenaktivierungseinrichtung
zur Verwendung in einem Lenkrad eines Kraftfahrzeuges mit einer
Abdeckung, mit zwei Hupenkontakten und einem beweglichen Element,
das auf Druck der Abdeckung zwischen einer Anfangsposition und einer
Aktivierungsposition verlagerbar ist, wobei das bewegliche Element
in Richtung auf die Anfangsposition vorgespannt ist und die Hupenkontakte
in dem Anfangszustand elektrisch voneinander getrennt und im Aktivierungszustand
in elektrischen Kontakt miteinander bringbar sind, um ein akustisches
Signal auszulösen, sieht vor, dass das bewegliche Element
als Kontakt ausgebildet ist, an dem ständig Spannung anliegt
und das im Aktivierungszustand unter Schließen eines Stromkreises
den zweiten Kontakt berührt. Während es gemäß dem
Stand der Technik notwendig ist, eine elastische Kontaktlasche einmal
nach unten in Richtung auf den zweiten Kontakt zu bewegen und dann
zur Erzeugung eines vollflächigen Kontaktes die Lasche
in Z-Form zu verformen, ist es bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung lediglich notwendig, das bewegliche Element mit dem
zweiten Kontakt in Verbindung zu bringen, um den Stromkreis zu schließen.
Durch die Ausbildung des elektrischen Kontaktes in Gestalt des beweglichen
Elementes ist es möglich, durch die in der Regel geradlinige
Verschiebebewegung des elastischen Elementes einen großflächigen,
vollständigen Kontakt herzustellen, während es
im Stand der Technik zunächst zu einem linienförmigen
Kontakt der Lasche an dem zweiten Kontakt kommt.
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Das
bewegliche Element ist bevorzugt längsverschieblich gelagert,
so dass es zusammen mit der Abdeckung in Richtung auf den zweiten
Hupenkontakt verlagert werden kann. Ebenfalls ist es möglich, dass
das bewegliche Element an der Abdeckung verschieblich gelagert ist,
um nach Erreichen eines elektrischen Kontaktes einen weiteren Verlagerungsweg entgegen
einer Federkraft bereitzustellen.
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Das
bewegliche Element besteht bevorzugt aus einem elektrisch leitenden
Material oder ist auf der Außenseite zumindest teilweise
damit beschichtet, um unmittelbar einen Kontakt und das Schließen des
Schaltkreises bewirken zu können. Das bewegliche Element
ist somit Teil des Stromkreises und es ist vorgesehen, dass ständig
Spannung an diesem Element anliegt. Alternativ zu der Ausbildung
des beweglichen Elementes aus einem elektrischen Material oder einer
Beschichtung kann auch eine elektrisch leitende Komponente an der
Außenseite des beweglichen Elementes angeordnet sein, das
dann Teil des beweglichen Elementes wird, um einen elektrischen Kontakt
mit dem zweiten Hupenkontakt zu bewirken.
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Das
bewegliche Element ist über zumindest eine Feder in Richtung
auf den Anfangszustand vorgespannt und wird dadurch stabil in der
gewünschten Position gehalten. Dabei kann das bewegliche
Element relativ zu der Abdeckung beweglich gelagert sein, um noch
einen Leerweg der Abdeckung bereitzustellen, wenn der Hupenkontakt
bereits geschlossen ist und das Hupensignal aktiviert wurde.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das bewegliche Element über
mehrere Federn mit unterschiedlichen Federraten in Richtung auf
den Anfangszustand vorgespannt ist und die Feder mit der höheren
Federrate nach dem Schließen des Stromkreises noch einen
Federweg aufweist. Dadurch wird ein definierter Widerstand nach
Erreichen des zweiten Hupenkontaktes erreicht und ein Nutzer der
Hupenaktivierungsseinrichtung spürt nach Schließen
des Stromkreises und Erreichen der Feder mit der höheren
Federrate einen Anstieg der Andruckkraft, so dass neben einer akustischen
Rückmeldung über das Schließen des Stromkreises
auch eine fühlbare Veränderung der Druckkraft
eine Rückmeldung bietet.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest eine der Federn
als elektrischer Leiter ausgebildet ist, der das bewegliche Element
mit dem übrigen Stromkreis verbindet, so dass durch die Integration
eine der Hupenfedern ein dauerhafter Kontakt des beweglichen Elementes
mit der übrigen elektrischen Leitung des ersten Hupenkontaktes
bereitgestellt wird. Dazu kann die Feder an einem Ende an einer
elektrischen Zuleitung anliegen, während das andere Ende
der Feder an dem beweglichen Element elektrisch kontaktierend anliegt.
Somit kann im Zusammenhang mit dem Zusammenbau der Hupenaktivierungseinrichtung
und des Lenkrades durch einfaches Aufsetzen der Hupenfeder auf einen
Kontaktbereich einer elektrischen Zuleitung, die Verbindung zu dem
beweglichen Element hergestellt werden, ohne dass aufwendige Montage
oder Lötarbeiten notwendig wären.
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Die
Feder oder die Federn sind bevorzugt als Schraubenfedern ausgebildet,
wobei das bewegliche Element bevorzugt von der Schraubenfeder oder
den Schraubenfedern umgeben ist. Dadurch wird Bauraum gespart und
gleichzeitig eine stabile Federführung bereitgestellt,
bei der das bewegliche Element den Kern der Schraubenfedern ausbildet.
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Die
erfindungsgemäße Sicherheitsanordnung sieht vor,
dass eine wie oben beschriebene Hupenaktivierungseinrichtung mit
einem Airbagmodul gekoppelt ist, das an dem Gehäuse einem
Lenkrad angeordnet ist. Die Hupenaktivierungseinrichtung ist dabei
lösbar an einer Abdeckung des Gehäuses befestigt,
wobei die Abdeckung relativ zu dem Gehäuse zur Aktivierung
der Hupe verlagerbar ist. Auf diese Weise wird ein komplettes Sicherheitsmodul
bereitgestellt, das lediglich elektrisch kontaktiert in dem Lenkrad
eingebaut werden kann.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten
Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 – eine
vergrößerte Detaildarstellung einer Aktivierungseinrichtung;
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2 – eine
schematische Darstellung der Hupenaktivierungseinrichtung in Anfangsposition;
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3 – eine
schematische Darstellung in Aktivierungszustand; sowie
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4 – eine
schematische Darstellung in einem Aktivierungszustand bei zusätzlicher
Kraftbeauschlagung.
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In
der 1 ist in einer Schnittdarstellung eine Hupenaktivierungseinrichtung 10 dargestellt,
die an einem Modulträger 1 angeordnet ist, an
dem mehrere Komponenten eines Lenkrades befestigt sein können,
beispielsweise ein Airbagmodul 2, das schematisch in einer
Teildarstellung gezeigt ist. Der Modulträger 1 wird
mit dem übrigen Lenkrad, das eine Aufnahme zur Befestigung
an einer Lenksäule oder dergleichen und in der Regel einen
ringförmigen Lenkkranz aufweist, verbunden. In der Mitte
des Lenkrades ist in der Regel ein Fahrerairbag als Teil eines Airbagmoduls 2 angeordnet.
In Richtung auf den Fahrer ist das Airbagmodul 2 und der
Modulträger 1 über eine Abdeckung 3 abgedeckt,
die die technischen Einrichtungen innerhalb des Lenkrades abdeckt.
Die Abdeckung 3 kann in Richtung auf den Modulträger 1 bewegt
werden, um eine nicht dargestellte Hupe zu aktivieren. Nach dem
Zurücklegen eines bestimmten Betätigungsweges
wird die Hupe aktiviert, nach Loslassen der Abdeckung 3 wird
das Hupensignal wieder unterbrochen.
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An
der Abdeckung 3 ist über ein Kopplungselement 8,
das beispielsweise über eine Steckverbindung mit der Abdeckung 3 gekoppelt
sein kann, über eine Druckfeder 9 mit einem beweglichen
Element 4 verbunden. Das bewegliche Element 4 ist
in der 1 in einem Anfangszustand gezeigt, bei dem es entfernt
von einem elektrischen Kontakt 6 gehalten ist. Dieser Anfangszustand
wird durch eine Druckfeder 7 aufrecht erhalten, die an
dem der Abdeckung 3 zugewandten Ende an einem Absatz 41 des beweglichen
Elementes 4 anliegt, während das der Abdeckung 3 abgewandte
Ende der Feder 7 an einem Kontaktbereich 5 anliegt,
der vorliegend ringförmig ausgebildet ist. Die zylindrische
Schraubenfeder 7 ist als eine vorgespannte Druckfeder ausgebildet
und besteht aus einem leitfähigen Material, insbesondere Metall
oder einem leitfähigen Kunststoff oder ist mit einer leitfähigen
Beschichtung versehen. Über die Feder 7 wird ein
elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktbereich 5 und
dem beweglichen Element 4 hergestellt.
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Das
bewegliche Element 4, das eine im Wesentlichen zylindrische
Form aufweist, besteht aus einem elektrisch leitfähigem
Material, beispielsweise Metall oder einem elektrisch leitfähigen
Kunststoff, oder ist auf der Außenseite, die in Kontakt
mit der Feder 7 steht, zumindest bereichsweise mit einer
elektrisch leitenden Beschichtung versehen. Das bewegliche Element 4 ist über
eine zweite Feder 9 gegenüber dem Kopplungselement 8 vorgespannt,
wobei die zweite Feder 9 eine größere
Federsteifigkeit als die erste Feder 7, die als Kontaktfeder
dient, aufweist. In dem dargestellten Anfangszustand ist der zentral
innerhalb des Kontaktbereiches 5 angeordnete elektrische
Kontakt 6 von dem beweglichen Element 4 und übrigen
elektrisch leitenden Komponenten getrennt, so dass der Stromkreis
zur Aktivierung der nicht dargestellten Hupe nicht geschlossen ist.
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Zur
Montage der Hupenaktivierungseinrichtung 10 wird zunächst
die Kontaktfeder 7 in eine entsprechende Ausnehmung in
Hülsenform innerhalb des Modulträgers 1 eingesetzt,
so dass sie im Wesentlichen vollflächig auf dem Kontaktbereich 5 aufliegt.
Durch die hülsenartige Gestalt des Modulträgers 1 kann
die Kontaktfeder 7 nicht seitlich ausweichen. Im Inneren
der Kontaktfeder 7 ist das bewegliche Element 4 angeordnet,
das den inneren Durchmesser der Kontaktfeder 7 im Wesentlichen
ausfüllt. Das bewegliche Element 4 ist im Wesentlichen
zylindrisch ausgeführt und weist an dem einen Ende den Absatz 41 und
an dem gegenüberliegenden Ende eine im Wesentlichen ebene
Kontaktfläche 42 auf. Diese Kontaktfläche 42 tritt
großflächig mit dem zentralen Kontakt 6 in
Eingriff, wenn das bewegliche Element 4 nach unten gedrückt
wird.
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Innerhalb
des beweglichen Elementes 4 ist eine Ausnehmung 43 mit
einem Absatz 44 ausgebildet, auf dem die Druckfeder 9 liegt.
Die Druckfeder 9 erstreckt sich in Richtung auf die Abdeckung 3 und liegt
mit dem äußeren Umfang an der Ausnehmung 43 an.
Innerhalb der Druckfeder 9 ist ein zylindrischer Vorsprung
des Kopplungselementes 8 angeordnet, so dass die Druckfeder 9 ebenso
wie die Kontaktfeder 7 innen und außen geführt
sind.
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Die
Funktionsweise wird anhand der 2 bis 4 näher
erläutert werden.
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In
der 2 ist die Aktivierungseinrichtung 10 in
einem Anfangszustand gezeigt, bei der die Kontaktfläche 42 des
beweglichen Elementes 4 zu dem elektrischen Kontakt 6 beabstandet
ist. Ein Stromkreis ist somit nicht geschlossen. Der Kontaktbereich 5 ist
mit einer nicht dargestellten Zuleitung verbunden, so dass über
die Feder 7, die elektrisch kontaktierend an dem Kontaktbereich 5 anliegt,
ein elektrischer Kontakt zu dem beweglichen Element 4 hergestellt
wird. Dies ist durch die Pfeile angedeutet. Somit liegt über
die Feder 7 ständig eine Spannung an dem beweglichen
Element 4 an. Um den Stromkreis zu schließen,
damit Strom zu der nicht dargestellten Hupe fließen kann,
muss das bewegliche Element 4 in Richtung auf den elektrischen
Kontakt 6 bewegt werden. Dies geschieht, indem auf die
nicht dargestellte Abdeckung 3 gedrückt wird,
so dass das Kopplungselement 8 über die Druckfeder 9 auf
das bewegliche Element 4 einwirkt. Die Federkonstante der Druckfeder 9 ist
dabei größer als die Federkonstante der Kontaktfeder 7,
so dass sich bei Aufbringen einer Druckkraft die Kontaktfeder 7 stärker
zusammendrückt als die Druckfeder 9.
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In
der 3 ist die Hupenaktivierungseinrichtung 10 in
dem Aktivierungszustand gezeigt, bei dem der Strom durch den Kontaktbereich 5,
die Kontaktfeder 7, das bewegliche Element 4 hindurch über die
Kontaktfläche 7 und den Kontakt 6 fließt,
was durch die verschiedenen Pfeile angedeutet wird. An der Kontaktfeder 7 liegt
ständig Spannung an, da sie die elektrische Verbindung
zwischen dem Kontaktbereich 5 und dem beweglichen Element 4 darstellt.
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In
der 4 ist ein Zustand gezeigt, bei dem das Kopplungselement 8 weiter
in Richtung auf den elektrischen Kontakt 6 gedrückt
wird. Aufgrund der beweglichen Lagerung des Koppelelementes 8 relativ
zu dem beweglichen Element 4 ist es möglich, bei einem
weiteren Drücken der Abdeckung 3 in Richtung auf
den Kontakt 6 einen weiteren Verlagerungsweg bereitzustellen,
so dass nach dem Bewirken eines Erstkontaktes nach der Überwindung
der Vorspannkraft der Kontaktfeder 7 ein weiterer Verlagerungsweg
bereitgestellt wird. Durch die signifikante Erhöhung der
Betätigungskraft aufgrund der höheren Federkonstante
nach dem Inkontakttreten des beweglichen Elementes 4 mit
dem elektrischen Kontakt 6 erfolgt eine taktile Rückmeldung,
dass ein Hupenstromkreis geschlossen ist und eine Aktivierung der Hupe
erfolgt. Der zusätzliche Betätigungsweg schont das
Material und stellt eine Kraftbegrenzung dar, so dass der elektrische
Kontakt 6 und das bewegliche Element 4 auch bei
kraftvoller Betätigung der Hupe durch starkes Drücken
der Abdeckung 3 nicht beschädigt werden.
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Durch
die dargestellte Erfindung ist es möglich, durch Betätigung
nur eines Elementes einen großflächigen Kontakt
bereitzustellen, so dass die Hupe schnell und sicher aktiviert werden
kann. Es ist nur noch ein bewegliches Teil vorhanden, das längsverschieblich
gelagert ist. Die Montage erfolgt durch einfaches Ineinandersetzen
in einer gemeinsamen Montagerichtung, ohne dass eine Vielzahl von
aufwendigen Löttätigkeiten durchgeführt
werden müsste. Stets werden großflächige
Kontakte hergestellt, so dass der notwendige Stromfluss sichergestellt
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2007/145549
A1 [0004]