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Die
Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug
mit einem Lenkrad, das mit einer Lenkwelle verbunden ist, wobei
die Lenkwelle als Hohlwelle ausgebildet ist, durch die eine elektrische Leitung
hindurchgeführt ist, wobei ein erstes Teilstück
der Leitung eine Ummantelung aufweist und mit einem Arretierstück
verbunden ist, welches an einem karosserieseitigen Abschnitt der
Lenkwelle fixierbar ist, und wobei ein zweites Teilstück
der Leitung mehrere freiliegende Leitungsadern aufweist, welche
mit mindestens einem Steckverbinder verbunden sind.
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Bei
Fahrzeugen, bei denen durch besondere technische Ausprägung
der Lenkung das obere Ende der Lenksäule als durchgängige,
beidseitig offene Hohlwelle ausgebildet werden kann, ist es sinnvoll, die
elektrischen Verbraucher im Bereich des Lenkrades nicht, wie vielfach üblich, über
eine Wickelfederkassette, sondern durch eine in der Lenkwelle verlegte
Leitung elektrisch anzubinden. Eine derartige Lenkeinrichtung ist
in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 199 00 083 A1 beschrieben.
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Das
Durchfädeln einer Leitung durch eine Lenkwelle und die
elektrische Anbindung am Lenkrad ist montagetechnisch relativ aufwendig.
Dies gilt besonders für vieladrige Leitung, die durch die
zunehmende Integration elektrischer und elektronischer Komponenten
am Lenkrad erforderlich werden.
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Es
stellte sich die Aufgabe, eine Lenkeinrichtung und eine an die Lenkeinrichtung
zu montierende elektrische Leitung so auszubilden, dass eine durch die
Lenkwelle zu führende Leitung besonders einfach montierbar
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass Abschnitte der freiliegenden Leitungsadern im Montagezustand
gegeneinander gefaltet und aneinander fixiert sind und dass die
Fixierung durch eine Krafteinwirkung in Längsrichtung der Leitung
aufgehoben werden kann.
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Die
zur Erfindung führende Idee beruht insbesondere darauf,
die elektrische Leitung möglichst wenig flexibel auszuführen,
so dass sie möglichst einfach durch die Lenkwelle durchführbar
ist. Bekanntermaßen ist eine vollständig ummantelte
elektrische Leitung relativ einfach durch eine röhrenartige Öffnung
hindurchfädelbar, sofern die Leitung insgesamt ausreichend
starr und die Öffnung nicht zu lang ist. In diesem Fall
würde es aber erforderlich, die einzelnen Leitungsadern
der Leitung nach dem Durchfädeln freizulegen, abzuisolieren
und mit elektrischen Steckverbindern zu versehen. Der damit verbundene Montageaufwand
wäre untragbar groß.
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Die
erfindungsgemäß gegeneinander gefalteten und aneinander
fixierten Abschnitte der freiliegenden Leitungsadern verkürzen
und stabilisieren das zweite Teilstück der Leitung, welches
die Verbindung zwischen dem ummantelten ersten Teilstück der
Leitung zu mindestens einem Steckverbinder herstellt, wodurch die
in dem zweiten Teilstück freiliegenden, also nicht mit
einer Ummantelung versehenen Leitungsadern relativ starr erscheinen.
Dadurch wird die Handhabung der Leitung, und insbesondere das Einschieben
der Steckverbinder und des zweiten Teilstücks der Leitung
in den Hohlraum der Lenkwelle, wesentlich vereinfacht.
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Eine
weitere Montagevereinfachung ergibt sich daraus, dass aufgrund der
gegeneinander gefalteten und aneinander fixierten Abschnitte der
freiliegenden Leitungsadern die Leitung an bzw. innerhalb der Lenkwelle
vormontiert werden kann, ohne dass dadurch eine nachfolgende Montage
des Lenkrads an der Lenkwelle behindert wird. Insbesondere ist es nicht
erforderlich die Leitung und/oder die Steckverbinder vor dem Anfügen
des Lenkrads an die Lenkwelle durch Ausnehmungen des Lenkrads hindurchzufädeln.
Das zweite Teilstück der Leitung verbleibt, zusammen mit
den daran angebundenen Steckverbindern, während der Montage
des Lenkrads innerhalb des Hohlraums der Lenkwelle und wird erst
nach Abschluss der Lenkradmontage aus der Lenkwelle hervorgezogen.
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Das
Hervorziehen kann beispielsweise durch ein Werkzeug geschehen, welches
einen Steckverbinder innerhalb der Lenkwelle erfasst. Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Steckverbinder ein angeformtes Griffstück
aufweist, etwa in Form eines stabförmigen Abschnitts, der
ein Stück weit aus der Lenkwelle herausragt und der zum
Herausziehen des Steckverbinders manuell erfasst werden kann. Wie
nachfolgend anhand des Ausführungsbeispiels ersichtlich
wird, behindert ein derartiges Griffstück die Montage des
Lenkrads an der Lenkwelle nicht.
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Um
eine größere Anzahl von Leitungsadern kontaktierbar
zu machen, kann die elektrische Leitung vorteilhaft auch mit mehreren
Steckverbindern verbunden sein. Die Steckverbinder sind dazu in
der Montagephase, vorzugsweise in Längsrichtung aufeinander
folgend, innerhalb des Hohlraums der Lenksäule angeordnet.
Vorteilhaft ist es, wenn die Steckverbinder im Montagezustand miteinander
verbunden sind, etwa durch ein gemeinsam an alle Steckverbinder
angeformtes Verbindungsstück. Die Steckverbinder können
so auf einfache Weise, etwa unter Verwendung des bereits erwähnten,
an einem Steckerbinder angeformten Griffstücks, aus der
Lenkwelle hervorgezogen werden.
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Vorteilhaft
dabei ist, wenn das Griffstück und/oder das Verbindungsstück
Sollbruchstellen aufweisen und so durch Abbrechen leicht von dem/den Steckverbinder(n)
abtrennbar sind, und dadurch bei der weiteren Montage der Steckverbinder
im Bereich des Lenkrads nicht störend wirken.
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Durch
das Herausziehen des mindestens einen mit der Leitung verbundenen
Steckverbinders wird zugleich die Fixierung der gegeneinander aufgefalteten
Abschnitte der Leitungsadern aufgehoben, so dass diese im Gegenzug
die zum Hervorziehen der Steckverbinder erforderliche Leitungslänge
zur Verfügung stellen. Die Aufhebung der Fixierung unter einer
Zugbelastung der Leitung ist auf einfache Weise beispielsweise dann
erreichbar, wenn die Fixierung durch einen Haftkleber oder alternativ
durch einen Faden mit einer Sollbruchstelle hergestellt wurde.
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Durch
die beschriebene Ausgestaltung der elektrischen Leitung ist diese
mit einem besonders geringen Aufwand an der Lenksäule eines
Kraftfahrzeug montier- und anschließbar. Dadurch ist auch
die Lenkeinrichtung insgesamt besonders einfach und kostengünstig
herstellbar.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der
nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand
der Zeichnung. Die 1 und 2 zeigen verschiedene
Montagephasen einer vorkonfektionierten elektrischen Leitung an
einer Lenkeinrichtung. Die 3 stellt
verschiedene Befestigungsmöglichkeiten von Steckverbindern
an einem Lenkrad dar.
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Die 1 zeigt
eine Lenkeinrichtung mit einer teilweise montierten elektrischen
Leitung 3. Die Lenkeinrichtung besteht aus einem an einer
nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie drehfest montierbaren Mantelrohr 1.
Innerhalb eines Endabschnitt des Mantelrohrs 1 ist eine
Lenkwelle 2, die als Hohlwelle ausgebildet ist, drehbar
gelagert. Der Hohlraum 10 der Lenkwelle 2 liegt
dabei fluchtend zum Innenraum 9 des Mantelrohrs 1.
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Durch
das Mantelrohr 1 ist die Leitung 3 hindurchgeführt,
welche auf einem ersten Teilstück 3a eine Ummantelung 11 aufweist.
Die Ummantelung 11 reicht bis zu einem hülsenförmigen
Arretierstück 4, das einen Endbereich des ummantelten
ersten Teilstücks 3a umgibt und das eine drehfeste
Verbindung zum karosserieseitigen Endabschnitt der Lenkwelle 2 herstellt.
Hierzu ist ein zylinderförmiger Abschnitt 20 des
Arretierstücks 4 in den Hohlraum 10 der
Lenkwelle 2 eingepresst, wobei ein kragenartiger Abschnitt 19 des
Arretierstücks 4 die Einpresstiefe begrenzt.
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Jenseits
des Arretierstücks 4 sind innerhalb des Hohlraums 10 freiliegende
Leitungsadern 5 erkennbar, welche zwar eine Isolierung
aber keine Ummantelung aufweisen. In dem hier dargestellten Montagezustand
bilden die Leitungsadern 5 mehrere Abschnitte 17 aus,
die ziehharmonikaartig gegeneinander gefaltet und durch mechanische
oder adhäsiv wirkende Mittel aneinander fixiert sind. Die
Leitungsadern 5 bilden so zusammen mit den Steckverbindern
(6, 7) eine relative kompakte Anordnung aus.
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Die,
hier nicht im Detail dargestellten Mittel sind dabei so beschaffen,
dass die Fixierung der Abschnitte 17 der Leitungsadern 5 durch
eine auf die Leitung 3 einwirkende Zugkraft aufgehoben
werden kann. Als mechanisches Mittel eignet sich beispielsweise
besonders gut ein Faden, der unter einer Zugbelastung reißt,
und der dazu vorzugsweise mit einer Sollbruchstelle versehen ist.
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Vorteilhaft
ist es, wenn die Leitungsadern 5 zueinander parallel geführt
und mechanisch miteinander verbunden sind und beispielsweise eine
auf geringen Bauraumverbrauch optimierte Flachbandleitung ausbilden.
Mit den Leitungsadern 5 sind zwei Steckverbindern (6, 7)
mechanisch und elektrisch verbunden, welche hintereinander liegend
innerhalb des Hohlraums 10 der Lenkwelle 2 erkennbar
sind.
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Das
bereits erwähnte, in die Lenkwelle 2 eingepresste
Arretierstück 4 stellt eine drehfeste und zugfeste
Verbindung zwischen dem zweiten Teilstück 3b der
Leitung 3 und der Lenkwelle 2 her. Gleichzeitig
stellt es einen Schutz gegen das Verdrehen und Einrutschen der Steckverbinder
(6, 7) in die Lenkwelle 2 dar. Die Leitung 3,
die das Fahrzeugnetz mit dem sich mit der Lenkwelle 2 drehenden
Arretierstück 4 verbindet, ist insbesondere auf
Torsionsbeständigkeit optimiert und wird gegebenenfalls über
ein Zentrier- oder Dämpfungssystem in der Lenkwelle 2 gehalten wird.
Durch das nicht näher beschriebene Zentrier- oder Dämpfungssystem
wird ein Anschlagen der Leitung 3 an die Innenseiten der
Lenkwelle 2 verhindert oder gedämpft und dadurch
eine Geräuschentwicklung vermieden.
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Die
Steckverbinder (6, 7) weisen einen relativ kleinen,
im wesentlichen runden Querschnitt auf, so dass sie durch den Innendurchmesser
der Lenkwelle 2 sowie durch eine auf die Lenkwelle 2 aufgeschraubte
Befestigungsmutter 16 hindurchführbar sind. Die
beiden Steckverbinder (6, 7) sind durch ein Verbindungsstück 18 aneinander
befestigt, und über ein kleines angeformtes Griffstück 13,
das aus dem lenkradseitigen Endabschnitt der Lenkwelle 2 herausragt,
aus der Lenkwelle 2 herausziehbar.
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Dadurch,
dass sich zur Zeit der Montage des Lenkrades 8 die Steckverbinder
(6, 7) noch im Hohlraum 10 der Lenkwelle 2 befinden,
kann das Lenkrad 8 wie gewohnt auf die Lenkwelle 2 montiert
werden, ohne dass die Leitung 3 durch das Lenkrad 8 und
die Befestigungsmutter 16 gefädelt oder ein Einklemmen befürchtet
werden muss.
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Im
Vergleich zu vorbekannten Ausführungen, bei der das obere,
sich mit dem Lenkrad drehende Teil einer Wickelfederkassette einen
angeformten Steckverbinder hat, der mit einer entsprechenden Öffnung
im Lenkradboden in Flucht gebracht werden muss, bevor das Lenkrad
befestigt werden kann, ist die Montage hier wesentlich vereinfacht.
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Nach
erfolgter Montage des Lenkrads 8 an die Lenkwelle 2 werden
die beiden Steckverbinder (6, 7) am angeformten
Griffstück 13 aus der Lenkwelle 2 herausgezogen
und dann durch an den Steckverbindern (6, 7) angeformte
Verbindungselemente, beispielsweise Clipsvorrichtungen, nebeneinander
zusammengesteckt, so dass die beiden Steckverbinder (6, 7)
eine Einheit bilden, die nicht mehr in die Lenkwelle 2 zurückrutschen
kann.
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Zur
Fixierung des Arretierstückes 4 mit der angeschlagenen
Leitung 3, dem aufgefalteten Leitungsstück und
den beiden Steckverbindern 6 und 7 in der Lenkwelle 2 wird
das Arretierstück 4 zuerst auf einen, hier nicht
dargestellten, Montagedorn gesteckt. Dann wird der Dorn vom unteren
Ende der Lenkwelle 2 aus eingeschoben, bis der Kragen 19 an der
Zielposition in der Lenkwelle 2 einrastet. Ein Abrutschen
des Arretierstückes 4 vom Montagedorn wird dadurch
verhindert, dass die Leitung 3 unter Spannung gehalten
wird und der Dorn in eine Vertiefung am unteren Ende des Arretierstückes 4 eintaucht.
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Wird
zu einem späteren Zeitpunkt ein Austausch der Leitung 3 erforderlich,
so kann der angeschlossene Steckverbinder (6, 7)
und danach das in der Lenkwelle 2 angebrachte Arretierstück 4 von oben
gelöst werden, so dass sich die Leitung 3 nach Einschieben
der beiden Steckverbinder (6, 7) in die Lenkwelle 2 nach
unten herausziehen lässt.
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In
dem Montageschritt, der nach dem Erreichen des in der 1 dargestellten
Montagezustand folgt, werden die Steckverbinder (6, 7)
an dem Griffstück 13 aus dem Hohlraum 10 der
Lenkwelle 2 herausgezogen. Dadurch ergibt sich der in der 2 dargestellte
Montagezustand, bei dem die vorherige Fixierung der Auffaltung der
Leitungsadern 5 durch die Krafteinwirkung beim Herausziehen
aufgehoben ist und die Leitungsadern 5 innerhalb des Hohlraums 10 der
Lenkwelle 2 ausgestreckt sind. Durch die sich dadurch in
der axialen Richtung ergebende Verlängerung der Leitung 3 befinden
sich die beiden Steckverbinder (6, 7) nun außerhalb
der Lenkwelle 2 und können am Endabschnitt der
Lenkwelle 2 oder an einem geeigneten Teil des Lenkrads 8 montiert
werden.
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In
den 3a bis 3c sind
beispielhaft mehrere Möglichkeiten zur Anbringung der Steckverbinder (6, 7)
am Lenkrad 8 dargestellt, die entsprechend der Ausgestaltung
der Steckverbinder (6, 7) und des am Lenkrad 8 zur
Verfügung stehenden Bauraums gewählt werden können.
Dazu sind an den Steckverbinder (6, 7) geeignete
Verbindungselemente angeformt, die es ermöglichen, die
zusammengesetzten Steckverbinder (6, 7) auf der
Lenkwelle 2 oder der Befestigungsmutter 16 bzw.
dem Lenkrad 8 zu fixieren.
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3a zeigt eine Anordnung, bei der die Steckverbinder
(6, 7) parallel zueinander ausgerichtet aneinander
befestigt sind. Die elektrische Kontaktierung der beiden Steckverbinder
(6, 7) kann hier jeweils an ihren Stirnflächen 14 erfolgen.
Eine alternative Anordnung der Steckverbinder (6, 7)
ist in der 3b skizziert, bei der die
Steckverbinder (6, 7) in Längsrichtung
zueinander ausgerichtet sind. Vorteilhaft ist, dass hierbei sowohl
an den Längsflächen 15 als auch an den
Stirnflächen 14 der Steckverbinder (6, 7)
kontaktierbare Kontaktelemente (21, 22) zugänglich
sind.
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Eine
dritte Möglichkeit zur Anbringung der Steckverbinder (6, 7)
deutet die 3c an, bei der die Steckverbinder
(6, 7) an ihren langen Seitenflächen
miteinander verbunden und von ihren Längsflächen 15 her
kontaktierbar sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mantelrohr
- 2
- Lenkwelle
- 3
- Leitung
- 3a
- erstes
Teilstück (der Leitung)
- 3b
- zweites
Teilstück (der Leitung)
- 4
- Arretierstück
- 5
- Leitungsadern
- 6
- (erster)
Steckverbinder
- 7
- (zweiter)
Steckverbinder
- 8
- Lenkrad
- 9
- Innenraum
(des Mantelrohrs)
- 10
- Hohlraum
(der Lenkwelle)
- 11
- Ummantelung
- 12
- Auffaltung
- 13
- Griffstück
- 14
- Stirnflächen
- 15
- Seitenflächen
- 16
- Befestigungsmutter
- 17
- Abschnitte
(der Leitungsadern)
- 18
- Verbindungsstück
- 19
- kragenartiger
Abschnitt
- 20
- zylinderförmiger
Abschnitt
- 21
- Kontaktelemente
- 22
- Kontaktelemente
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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