-
Die Erfindung betrifft ein Kunststoffbauteil eines Fahrzeuglenkrads oder eines in einem Fahrzeuglenkrad anordbaren Gassackmoduls sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kunststoffbauteils.
-
Die Realisierung einer Hupenfunktion in einem Fahrzeuglenkrad erfolgt allgemein derart, dass durch Relativbewegung zweier Teile zwei elektrische Kontakte miteinander in Kontakt gebracht werden, was einen Stromfluss und damit eine Hupenauslösung bewirkt. Hierzu ist es zum Beispiel bekannt, einen beweglichen Kontakt an einer Unterseite eines Gassackmoduls und den zugehörigen feststehenden Kontakt im Bereich des Lenkradskeletts des Fahrzeuglenkrads auszubilden. Bei Bewegen des Gassackmoduls in Richtung des Lenkradskeletts entgegen einer Federkraft treten der bewegliche Kontakt und der feststehende Kontakt miteinander in Kontakt. Andere bekannte Lösungen sehen vor, dass der bewegliche Kontakt mit einer Abdeckkappe des Gassackmoduls verbunden ist, wobei durch Niederdrücken der Abdeckkappe die Hupe betätigt wird.
-
Zur Realisierung einer Hupenfunktion ist es erforderlich, eine elektrische Leiterbahn bereitzustellen, welche eine Hupenschaltung oder Teile davon realisiert. Es stellt sich die Aufgabe, eine solche elektrische Leiterbahn in ein Kunststoffbauteil einzubringen, welches einen Bestandteil des Fahrzeuglenkrads oder eines im Fahrzeuglenkrad angeordneten Gassackmoduls darstellt.
-
Zur Einbringung elektrischer Leiterbahnen in ein Kunststoffbauteil sind spritzgegossene Schaltungsträger (MID – „Moulded Interconnect Device“) bekannt, bei denen metallische Leiterbahnen auf spritzgegossene Kunststoffträger aufgetragen werden. Dies erfolgt in mehreren Schritten, wobei in einem ersten Schritt im zweikomponentigen Kunststoff-Spritzguss ein Grundkörper und ein metallisierbarer Körper bereitgestellt werden und in einem zweiten Schritt der metallisierbare Körper durch z.B. Galvanisieren metallisiert wird. Das Verfahren ist daher mit hohen Prozesskosten und einem hohen Werkzeugaufwand verbunden. Ein solches Verfahren ist z.B. in der
DE 20 2004 012 964 U1 beschrieben.
-
Auch ist es bekannt, vorgefertigte Blech-Stanzteile durch Umspritzen oder in einem nachträglichen Montageschritt mit einem Kunststoffbauteil zu verbinden, um elektrische Funktionen zu realisieren. Nachteilig in einem solchen Verfahren ist neben einem hohen Prozess- und Werkzeugaufwand ein nicht unerheblicher Blechverschnitt, der zu zusätzlichen Kosten führt.
-
Aus der die
DE 10 2011 101 956 A1 ist allgemein ein Verfahren zum zweikomponentigen Spritzgießen bekannt, bei dem eine Kunststoff-Komponente mittels einer Spritzgussform hergestellt und auf die Kunststoff-Komponente eine Metall-Komponente aufgespritzt wird. Hierzu wird eine spezielle Düse zum Spritzen von Metall verwendet, die unter anderem ein beheiztes Düsenrohr aufweist.
-
Die
DE 12 99 801 A beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines mit elektrischen Leitern versehenen Kunststoffträgers, wobei die elektrischen Leiter durch Druck- oder Spritzgießen an den Kunststoffträger ein- und/oder angegossen werden.
-
Die
DE 196 49 116 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit einer leitenden Struktur, wobei in einem Formteilautomaten ein Körper aus Kunststoff hergestellt wird und ein leitendes Material in fließfähigem Zustand auf den Kunststoffkörper aufgewalzt wird, um die vorgesehene leitende Struktur auszubilden.
-
In der
DE 10 2010 064 351 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffkomponente zur Kontaktierung einer elektrischen oder elektronischen Komponente beschrieben. Das Verfahren beinhaltet ein Spritzen eines isolierenden Kunststoffelementes und ein Spritzen eines leitenden Kunststoffelementes, das zumindest teilweise mit dem isolierenden Kunststoffelement in Kontakt ist.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kunststoffbauteil eines Fahrzeuglenkrads oder eines in einem Fahrzeuglenkrad anordbaren Gassackmoduls bereitzustellen, in das mit geringem Aufwand mindestens eine elektrische Leiterbahn integriert ist. Des Weiteren soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kunststoffbauteils bereitgestellt werden.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kunststoffbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Danach sieht die erfindungsgemäße Lösung vor, dass ein Kunststoffbauteil eines Fahrzeuglenkrads oder eines in einem Fahrzeuglenkrad anordbaren Gassackmoduls mittels eines kombinierten Spritzguss- und Metallgussverfahren hergestellt ist. Das Kunststoffbauteil weist einen Kunststoffkörper und mindestens eine elektrische Leiterbahn auf, die dazu ausgebildet ist, bei der Realisierung einer Hupenfunktion und/oder der Realisierung einer Erdungsfunktion mitzuwirken, wobei die elektrische Leiterbahn mindestens eine elektrische Kontaktstelle ausbildet, die dazu vorgesehen ist, mit einem weiteren Kontakt eines anderen Bauteils zur Realisierung einer Hupenfunktion und/oder einer Erdungsfunktion in Kontakt zu treten. Mittels des kombinierten Spritzguss- und Metallgussverfahren ist der Kunststoffkörper mittels eines Spritzgussverfahrens und mindestens eine elektrische Leiterbahn, die der Realisierung einer Hupenfunktion und/oder der Realisierung einer Erdungsfunktion dient, mittels eines Metallgussverfahrens hintereinander hergestellt worden, wobei die zuletzt geformte Komponente an die zuvor geformte Komponente angespritzt worden ist. Der Kunststoffkörper bildet mindestens ein Federelement aus und die Kontaktstelle ist auf dem Federelement angeordnet, wobei das Federelement länglich ausgebildet und an drei Seiten von Aussparungen im Kunststoffkörper umgeben ist.
-
Die Herstellung der beiden Komponenten unmittelbar hintereinander erfolgt beispielsweise in einer Anlage, die ein Spritzgussaggregat und ein Metallgussaggregat zusammenfasst. Bei dem Metallgussverfahren handelt es sich insbesondere um ein Metall-Druckgussverfahren oder ein Metall-Spritzgussverfahren.
-
Die Erfindung sieht somit die Herstellung eines Kunststoffbauteils mit einem Kunststoffkörper und mindestens einer elektrischen Leiterbahn in verketteten Prozessen hintereinander vor. Am Ende der Prozesse sind die beiden Komponenten zumindest teilweise miteinander verbunden. Dabei kann je nach Bauteilgeometrie die Kunststoffkomponente oder die Metallkomponente als erste gefertigt werden. Die fehlende Komponente wird in dem darauffolgenden Schritt angespritzt.
-
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung bildet der Kunststoffkörper mindestens einen Graben aus, wobei die mindestens eine elektrische Leiterbahn in dem Graben ausgebildet ist. Im Metallgussverfahren wird das Metall, das die mindestens eine elektrische Leiterbahn bildet, dabei direkt in den im Kunststoffkörper ausgebildeten Graben appliziert. Dies kann in einem Metallgussaggregat erfolgen, in dem der Kunststoffkörper angeordnet ist. Beispielsweise appliziert eine Düse zum Spritzen von Metall das Metall direkt in den mindestens einen Graben.
-
Gemäß einer Ausgestaltung ist der mindestens eine Graben im Bereich einer sich längs erstreckenden lokalen Verdickung des Kunststoffkörpers ausgebildet. Insbesondere bildet der Kunststoffkörper beispielsweise Wälle aus, in denen die Gräben ausgebildet sind. So besitzt der Kunststoffkörper, der beispielsweise als Platte ausgebildet ist, eine bestimmte Mindestdicke oder Mindestwandstärke, um eine ausreichende mechanische Festigkeit zu besitzen. Über diese Mindestdicke hinaus ist im Bereich der lokalen, sich längs erstreckenden Verdeckung mindestens ein Graben ausgebildet.
-
Durch Ausbildung der Federelemente im Kunststoffkörper wird sichergestellt, dass die mechanische Beanspruchung der Kontaktstelle zum Großteil durch den Kunststoffkörper getragen wird, so dass der elektrisch leitende Werkstoff, der die elektrische Kontaktstelle bildet, möglichst entlastet wird. Hierdurch werden eine hohe Dauergebrauchsfähigkeit und damit eine hohe Zahl von Kontaktzyklen der Kontaktstelle erreicht. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Flächenpressung der metallischen Komponente durch die Federkraft des Kunststofffederelementes begrenzt wird.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in den Kunststoffkörper mindestens eine Kontaktniete integriert, die mit der Leiterbahn elektrisch verbunden ist und eine elektrische Kontaktstelle bereitstellt, die aus einem härteren Material besteht als das Material der Leiterbahn. Die integrierte Kontaktniete besitzt somit eine höhere mechanische Festigkeit als die Leiterbahn und stellt dadurch eine erhöhte Festigkeit auch bei einer hohen Anzahl von Kontaktzyklen bereit. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Kunststoff im Kontaktbereich der Kontaktniete so angeordnet ist, dass die Deformation des metallischen Kontaktes im zulässigen Bereich bleibt.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Kunststoffbauteil mindestens eine Schnittstelle zum Anschluss eines Kabelbaumkontaktes aufweist.
-
Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Kunststoffteil zur Realisierung der Schnittstelle einen mit dem Material der Leiterbahn versehenen Vorsprung aufweist, auf den der Kabelbaumkontakt aufschiebbar ist. Allgemein stellt das Kunststoffbauteil dabei geeignete Geometrien der Schnittstelle zur Kontaktierung eines oder mehrerer Kabelbaumkontakte bereit. Dabei ist es erstrebenswert, Kabelbaumkontakte in Standardgeometrien auszuführen. Beispielsweise sind die Kabelbaumkontakte als Kabelschuhe oder als runde Steckkontakte ausgeführt, die an der Schnittstelle des Kunststoffbauteils befestigbar sind.
-
Um ein Sichlösen der Kontakte im Fahrzeugbetrieb zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass die Kabelbaumkontakte und/oder die Schnittstelle Verriegelungselemente und/oder Rastfedern ausbilden.
-
Weiter kann vorgesehen sein, dass das Kunststoffbauteil im Bereich einer Schnittstelle zum Anschluss eines Kabelbaumkontaktes eine erhöhte Elastizität aufweist, beispielsweise durch Ausbildung von Gräben angrenzend an die Schnittstelle, so dass die mechanische Last des Steckbereiches über die Schnittstelle aufgenommen wird, während die im Bereich der Schnittstelle vorhandene Leiterbahn nur für die elektrische Kontaktierung zuständig ist.
-
Wie bereits erwähnt, ist der Kunststoffkörper beispielsweise als Platte ausgebildet. Jedoch sind auch andere Geometrien möglich, beispielsweise eine Ausbildung als Gehäuse oder Gehäuseteil. Der Kunststoffkörper besteht beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff wie PA6 oder aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff.
-
Das Kunststoffbauteil ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung dazu geeignet und vorgesehen, am Lenkradskelett eines Fahrzeuglenkrades angeordnet zu werden. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist das Kunststoffbauteil dagegen Teil eines Gassackmoduls oder mit einem Gassackmodul verbunden, das am Lenkradskelett befestigt wird.
-
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeuglenkrad mit einem Kunststoffbauteil gemäß Anspruch 1 und ein Gassackmodul mit einem Kunststoffbauteil gemäß Anspruch 1.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils eines Fahrzeuglenkrads oder eines an einem Fahrzeuglenkrad anordbaren Gassackmoduls. Das Kunststoffbauteil weist einen Kunststoffkörper und mindestens eine elektrische Leiterbahn auf, die dazu ausgebildet ist, bei der Realisierung einer Hupenfunktion und/oder der Realisierung einer Erdungsfunktion mitzuwirken, wobei die elektrische Leiterbahn mindestens eine elektrische Kontaktstelle ausbildet, die dazu vorgesehen ist, mit einem weiteren Kontakt eines anderen Bauteils zur Realisierung einer Hupenfunktion und/oder einer Erdungsfunktion in Kontakt zu treten. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Kunststoffbauteil mittels eines kombinierten Spritzguss- und Metallgussverfahrens hergestellt wird, bei dem ein Kunststoffkörper mittels eines Spritzgussverfahrens und mindestens eine elektrische Leiterbahn mittels eines Metallgussverfahrens hintereinander hergestellt werden, wobei die zuletzt geformte Komponente an die zuvor geformte Komponente angespritzt wird. Der Kunststoffkörper bildet mindestens ein Federelement aus und die Kontaktstelle ist auf dem Federelement angeordnet, wobei das Federelement länglich ausgebildet und an drei Seiten von Aussparungen im Kunststoffkörper umgeben ist.
-
Dabei kann sowohl vorgesehen sein, dass die Kunststoffkomponente als erstes gefertigt und die elektrische Leiterbahn daran angespritzt wird, als auch, dass die elektrische Leiterbahn als erstes gefertigt und die Kunststoffkomponente daran angespritzt wird.
-
Die Materialeigenschaften und Applikationstemperaturen der Komponenten sind gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung dabei derart gewählt, dass bei Anspritzen der zuletzt geformten Komponente an die zuvor geformte Komponente es nur zu einem leichten Anschmelzen der Grenzschicht der zuvor geformten Komponente kommt. Insbesondere sind Schmelztemperatur und Schmelzenthalpie der Komponenten in entsprechender Weise zu wählen.
-
Beim Metallgussverfahren wird ein Metall appliziert, das vorzugsweise Materialeigenschaften derart besitzt, dass eine Fließfähigkeit bereits ab Temperaturen von ca. 500 °C vorliegt. Bei dem Metall handelt es sich beispielsweise um Lötzinn oder eine Zamak-Legierung.
-
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme der Figuren der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Ausführungsbeispiel eines Kunststoffbauteils, das mittels eines kombinierten Spritzguss- und Metallgussverfahrens hergestellt ist;
-
2 eine Detailansicht einer Schnittstelle des Kunststoffbauteils der 1 zum Anschluss eines Kabelbaumkontaktes;
-
3 die Schnittstelle der 2 mit darauf befestigtem Kabelschuh;
-
4 eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs des Kunststoffbauteils der 1, in dem ein Federelement ausgebildet ist; und
-
5 eine Anordnung entsprechend der 4, wobei zusätzlich eine Kontaktniete bereitgestellt ist.
-
Die 1 zeigt ein Kunststoffbauteil, das einen Kunststoffkörper 1 und elektrische Leiterbahnen 2 umfasst. Das Kunststoffbauteil ist im dargestellten Ausführungsbeispiel, jedoch nicht notwendigerweise plattenförmig ausgebildet und erstreckt sich somit im Wesentlichen in einer Ebene. Das Kunststoffbauteil ist dazu vorgesehen und ausgebildet, in einem Fahrzeuglenkrad oder in einem Gassackmodul angeordnet oder ausgebildet zu sein.
-
Die elektrische Leiterbahn 2 stellt einen Bestandteil einer elektrischen Schaltung dar, die der Realisierung einer Hupen-Funktion in einem Kraftfahrzeug dient. Auch kann sie dazu dienen, eine Erdungsfunktion zu realisieren.
-
Das Kunststoffbauteil 1 ist mittels eines kombinierten Spritzguss- und Metallgussverfahrens hergestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kunststoffkörper 1 dabei mittels eines Spritzgussverfahrens zuerst geformt und anschließend die elektrische Leiterbahnen 2 mittels eines Metallgussverfahrens an das Kunststoffbauteil 1 angespritzt worden. Grundsätzlich kann die Reihenfolge der Herstellung von Kunststoffbauteil 1 und elektrischen Leiterbahnen 2 in Abhängigkeit von der Bauteilgeometrie und den Schmelztemperaturen der beiden Komponenten 1, 2 auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen.
-
Zur Realisierung der elektrischen Leiterbahn 2 im Kunststoffbauteil 1 ist vorgesehen, dass im Kunststoffbauteil 1 Verdickungen in Form sich längs erstreckender Wälle 6 ausgebildet sind, in denen mittig ein Graben 61 verläuft, der mit dem Material der elektrischen Leiterbahn 2 gefüllt ist, wodurch die elektrische Leiterbahn 2 gebildet ist. Das Metall, das die elektrische Leiterbahn 2 bildet, ist dabei beispielsweise in einem Metallgussaggregat mittels einer Spritzdüse in die Gräben 61 eingespritzt worden. Dies kann im Rahmen eines Metall-Druckgussverfahrens oder im Rahmen eines Metall-Spritzgussverfahrens erfolgen. In beiden Fällen erfolgt das Anformen der elektrischen Leiterbahn 2 an den Kunststoffkörper 1 in einem kombinierten Verfahrensschritt in einer Anlage, die sowohl ein Spritzguss- und ein Metallgussaggregat umfasst, ohne dass eine der Komponenten der Anlage entnommen und vor dem Anformen der weiteren Komponente eine gesonderte Handhabung erfahren würde.
-
Der plattenförmig ausgebildete Kunststoffkörper 1 weist eine Dicke auf, die dem Kunststoffkörper die erforderliche mechanische Stabilität verleiht. Der Kunststoffkörper ist beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff oder aus einem thermoplastischen Kunststoff wie PA6 gebildet. Die Metallkomponente, die die elektrische Leiterbahn 2 bildet, besteht beispielsweise aus einem Lötzinn oder einer Zamak-Legierung.
-
Die Wälle 6, die die mit dem Material der elektrischen Leiterbahnen 2 gefüllten Gräben 61 ausbilden, stellen längliche Verdickungen des plattenförmigen Kunststoffkörpers 1 dar, d. h., im Bereich der Wälle 6 besitzt der Kunststoffkörper eine größere Dicke als in den anderen Bereichen.
-
Der Kunststoffkörper 1 weist des Weiteren vier Befestigungs- und Aufnahmebereiche 7 auf, die beispielsweise der Befestigung von Schrauben und der Aufnahme von Druckfedern dienen. Diese Befestigungs- und Aufnahmebereiche 7 sind jedoch nicht zwingend für die Erfindung und können, sofern vorhanden, beliebig variiert und in anderer Weise ausgebildet sind.
-
Das Kunststoffbauteil implementiert verschiedene Merkmale, die in besonderem Maße eine Eignung zur Verwendung in einem Fahrzeuglenkrad oder in einem Gassackmodul zur Realisierung einer Hupenfunktion bereitstellen. So umfasst das Kunststoffbauteil mindestens ein Federelement 3, das eine elektrische Kontaktstelle der elektrischen Leiterbahn 2 trägt, eine Schnittstelle 4 zur elektrischen Kontaktierung eines Kabelbaums, sowie eine Kontaktniete 5, die eine weitere elektrische Kontaktstelle bereitstellt. Diese Komponenten 3, 4, 5 des Kunststoffbauteils werden im Folgenden anhand der 2 bis 5 näher erläutert.
-
Die 2 zeigt eine Schnittstelle 4 zum Anschluss eines Kabelbaumkontaktes an das Kunststoffbauteil. Im Bereich der Schnittstelle 4 sind die zuvor erwähnten Wälle 6, in denen die elektrischen Leiterbahnen 2 verlaufen, durch eine im Wesentlichen rechteckförmige Erhöhung 41 auf dem Kunststoffkörper 1 ersetzt. In dieser rechteckförmigen Erhöhung 41 ist mittig die elektrische Leiterbahn 2 ausgebildet. Die rechteckförmige Erhöhung 41 erstreckt sich über den Rand des Kunststoffkörpers 1 hinaus und bildet einen Vorsprung 42. Dabei ist vorgesehen, dass der Kunststoffkörper 1 zur Bildung des Vorsprungs 42 Aussparungen 44 umfasst, die zu beiden Seiten des Vorsprungs 42 verlaufen. Zusätzlich ist der Vorsprung 42 durch einen senkrecht dazu auf seiner Unterseite verlaufenden Steg 43 verstärkt, so dass im Bereich des Vorsprungs 42, 43 eine im Querschnitt T-förmige Konfiguration vorliegt.
-
Auf der Oberseite des Vorsprungs 42 ist ein vergrößerter Kontaktbereich 21 ausgebildet, der aus dem Material der Leiterbahn 2 gebildet ist und stetig in diese übergeht. Der Kontaktbereich 21 umfasst des Weiteren eine Erhebung 210, ebenfalls aus dem Material der Leiterbahn, die eine Rastfunktion erfüllen kann, wie in Bezug auf die 3 noch erläutert wird.
-
Die 3 zeigt die Schnittstelle der 2 mit darauf aufgestecktem Kabelschuh 8 eines elektrischen Kabelbaums. Zur besseren Übersichtlichkeit der Darstellung ist in der 3 der Kabelbaum selbst bzw. das mit dem Kabelschuh 8 verbundene Kabel nicht dargestellt. Der Kabelschuh 8 umfasst eine ebene Basis 81 und zwei seitliche Klemm- und Kontaktierungsbereiche 82, wie an sich bekannt ist. Die Schnittstelle 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in ihrer geometrischen Ausformung dazu ausgebildet, einen derartigen Kabelschuh 8 aufzunehmen. Dieser wird dabei auf den T-förmig ausgebildeten Vorsprung 42, 43 aufgeschoben. Dabei kontaktiert der Kabelschuh 8 die elektrische Kontaktfläche 21 der Schnittstelle 4. Über die Erhebung 210 kann ein Verrasten des Kabelschuhs 8 auf dem Vorsprung 42, 43 erfolgen, wobei die Erhebung 210 in einer Aussparung 83 des Kabelschuhs 8 verrastet.
-
In Abhängigkeit von dem verwendeten Kabelbaumkontakt kann die Schnittstelle 4 auch in anderer Weise ausgebildet sein. Bevorzugt ist sie jedoch im Randbereich des Kunststoffkörpers 1 realisiert, so dass ein Kabelbaumkontakt seitlich aufgeschoben werden kann.
-
Weiter wird darauf hingewiesen, dass die Realisierung nur einer Schnittstelle 4 zur Realisierung eines Kabelbaumkontaktes nur beispielhaft zu verstehen ist. Statt einer können auch eine Mehrzahl entsprechender Schnittstellen im Kunststoffbauteil realisiert sein.
-
Die 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung des mittigen Bereichs des Kunststoffbauteils der 1. Wie bereits erwähnt, umfasst das Kunststoffbauteil mindestens ein Federelement 3 mit einer darauf angeordneten Kontaktstelle. In der 1 sind zwei solcher Federelemente 3 vorgesehen. In anderen bevorzugten Ausgestaltungen umfasst das Kunststoffbauteil eine größere Anzahl solcher Federelemente 3, beispielsweise drei oder vier Federelemente, wobei bei Kontaktierung eines Federelementes durch einen korrespondierenden Kontakt eines anderen Bauteils jeweils der Hupenschaltkreis geschlossen und ein Hupensignal ausgelöst wird. Je größer die Anzahl der Federelemente 3 ist, desto leichter kann ein Fahrzeuginsasse durch Pressen auf die Abdeckkappe des Lenkrads eine Hupen-Funktion auslösen.
-
Die 4 zeigt eines der genannten Federelemente 3 in vergrößerter Darstellung. Das Federelement 3 umfasst eine federnde Zunge 31, das dadurch gebildet ist, dass im Kunststoffkörper um die Zunge 31 herum Aussparungen 32 ausgebildet sind, die die Zunge 31 an drei Seiten umgeben. Die Aussparungen werden beim Spritzgießen des Kunststoffkörpers erzeugt.
-
Wie in der 4 dargestellt, kann die federnde Zunge 31 im Bereich der zuvor erwähnten Wälle 6 ausgebildet sein. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass im Bereich der federnden Zunge 31 keine Wälle ausgebildet sind. In jedem Fall ist auf der Oberseite der federnden Zunge 31 in einem dort realisierten Graben die elektrische Leiterbahn 2 ausgebildet. Diese bildet im Bereich der federnden Zunge 31, im dargestellten Ausführungsbeispiel am Ende der federnden Zunge, eine elektrische Kontaktstelle 22 auf, in der das Metall der elektrischen Leiterbahn 2 eine kreisförmige Erhebung bildet.
-
Damit ist die Kontaktstelle 22 der elektrischen Leiterbahn auf einem mechanisch elastischen Federelement 3 in Form der elastischen Zunge 31 ausgebildet. Durch diese Maßnahme wird die Dauergebrauchsfähigkeit der Kontaktstelle 22 deutlich erhöht. Da das Material, das die elektrischen Leiterbahnen 2 bildet (z. B. Lötzinn) stärker zum Kriechen neigt als das härtere Material des Kunststoffkörpers 1 (das z. B. aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht), wird durch die Maßnahme, die Federelemente im Kunststoffkörper 1 auszubilden, die mechanische Beanspruchung der Kontaktstelle 22 maßgeblich durch die Federelemente 3 des Kunststoffkörpers getragen. Damit wird die mechanische Belastung des elektrisch leitenden Materials, das die Kontaktstelle 22 bildet, deutlich reduziert, wodurch eine hohe Anzahl von Kontaktzyklen erreichbar ist.
-
Darüber hinaus ist in dem Ausführungsbeispiel der Figuren im Kunststoffbauteil eine Kontaktniete 5 realisiert (vgl. 1). Eine solche Kontaktniete 5 stellt ebenfalls eine elektrische Kontaktstelle bereit, die mit einem Kontakt eines weiteren Bauteils zum Auslösen einer Hupen-Funktion oder einer Erdungsfunktion in Kontakt treten kann. Die Kontaktniete besteht jedoch aus einem Material, das im Vergleich zu dem Material, das die elektrischen Leiterbahnen 2 bildet, eine höhere mechanische Festigkeit aufweist, so dass über diese Kontaktstelle eine noch höhere Zahl von Kontaktzyklen erreichbar ist.
-
In der 4 ist die eigentliche Kontaktniete noch nicht dargestellt. Es sind jedoch Maßnahmen dargestellt, die die nachträgliche Anbringung einer solchen Kontaktniete ermöglichen. Hierzu bilden die Leiterbahnen 2 einen Abzweig 23 aus, der in einen kreisförmigen Kontaktbereich 24 mündet, der die Wandung eines in einer kreisförmigen Erhebung 61 ausgebildeten Lochs 62 umgibt.
-
In der 5 ist auf diesen Kontaktbereich 24 eine Kontaktniete 5 aufgesetzt. Diese erhebt sich kalottenförmig über der Erhebung 61 und steht elektrisch mit den elektrischen Leiterbahnen 23, 2 in Kontakt.
-
Es wird darauf hingewiesen, dass eine solche Kontaktniete auch bei Herstellung des Kunststoffbauteils in einem kombinierten Spritzguss- und Metallgussverfahren unmittelbar hergestellt werden kann, statt einer in den 4 und 5 vorgesehenen nachträglichen Einbringung.
-
Es wird weiter darauf hingewiesen, dass die elektrischen Leiterbahnen 2 eine Mehrzahl von Durchkontaktierungen im Kunststoffkörper 1 ausbilden können, d. h., es können punktförmige oder auch längliche Bereiche vorgesehen sein, in denen sich das Material der Leiterbahn 2 bis zur anderen Seite des Kunststoffkörpers 1 erstreckt. Im Bereich solcher Durchkontaktierungen können beispielsweise elektrische Kabel zum Anlegen eines Stroms oder eines Potentials an die elektrischen Leiterbahnen 2 angeschlossen werden. Die Durchkontaktierungen werden z.B. beim kombinierten Spritzguss- und Metallgussverfahren hergestellt, wozu die genannten Gräben 61 im Bereich der Durchkontaktierungen beispielsweise kreisförmige Öffnungen ausbilden, die sich quer durch den Kunststoffkörper 1 erstrecken.
-
Das erfindungsgemäße Kunststoffbauteil kann in vielfältiger Weise in einem Fahrzeuglenkrad oder Gassackmodul angeordnet oder in ein solches integriert sein. Beispielsweise kann das Kunststoffbauteil dazu vorgesehen sein, am Lenkradskelett eines Fahrzeuglenkrads angeordnet, insbesondere an der Lenkradnabe verrastet zu werden. Für diesen Fall ist das Kunststoffbauteil ortsfest angeordnet, wobei zugehörige bewegliche elektrische Kontakte z.B. durch eine Komponente eines schwimmend gelagerten Gassackmoduls oder einer beweglich angeordneten Gassackabdeckung bereitgestellt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Kunststoffbauteil Teil des Gassackmoduls ist. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Kunststoffbauteil mit einem Generatorträger eines schwimmend gelagerten Gassackmoduls verbunden sein. Auch kann das Kunststoffbauteil in Form einer Kontaktbrücke ausgebildet sein, die beispielsweise mit einer beweglichen Gassackabdeckung verbunden ist.
-
Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung können an beliebigen Teilen eines Fahrzeuglenkrads und/oder eines Gassackmoduls realisiert werden, die der Bereitstellung eines Hupenschaltkreises dienen und hierzu elektrische Kontakte ausbilden.
-
Form und Verlauf der elektrischen Leiterbahnen 2 sind in den Figuren lediglich beispielhaft dargestellt. Auch kann der Kunststoffkörper 1 statt plattenförmig in anderer Weise, beispielsweise als Gehäuseteil ausgebildet sein.
