DE102022130462A1 - Leitungseinrichtung für einen Kraftwagen - Google Patents

Leitungseinrichtung für einen Kraftwagen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leitungseinrichtung für einen Kraftwagen, mit wenigstens einem Leitungselement (1) zur Übertragung eines Signals oder elektrischer Energie, welches an seinen beiden Enden (2, 3) jeweilige Kontaktelemente (7, 8) zur Verbindung mit korrespondierenden (2, 3) Kontaktelementen (7, 8) aufweist.Um dabei eine besonders zuverlässige Leitungseinrichtung zu schaffen, mittels welcher insbesondere Relativbewegungen zwischen Bauteilen der Karosserie beziehungsweise zwischen Kontaktelementen (7, 8) der Leitungseinrichtung und Anschlussbauteilen kompensiert werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Leitungseinrichtung einem Aufrollmechanismus (6) aufweist, auf welchem das Leitungselement (1) aufrollbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leitungseinrichtung für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Derartige Leitungseinrichtungen, welche üblicherweise auch als Kabelstränge bezeichnet werden, kommen im Kraftwagen vielfach zur Anwendung. Zum einen dienen sie zur Energieversorgung jeweiliger Bauteile und Komponenten mit elektrischer Energie, zum anderen dienen sie zur Übertragung elektrischer oder elektronischer Signale. Auch zur Übertragung weiterer Signale, beispielweise Lichtimpulse, können derartige Leitungseinrichtungen eingesetzt werden. Üblicherweise sind hierbei an beiden Enden des jeweiligen Kabelstrangs jeweilige Kontaktelemente vorgesehen, über welche dieser mit Kontaktelementen von Anschlussbauteilen verbunden werden kann.
  • Ein Problem derartiger Kabelstränge ist, die Zuverlässigkeit von derartigen Versorgungspfaden aufrecht zu erhalten. Dies gilt umso mehr, wenn zukünftig über derartige Leitungseinrichtungen Signale und Energie übertragen werden sollen, um teilsowie hochautomatisierte Fahrfunktionen zu ermöglichen. Ein weiteres Problem entsteht dabei, derartige Leitungseinrichtungen automatisiert einzubauen.
  • Zur Erreichung einer hohen Zuverlässigkeit sind momentan sehr aufwendige Simulationen erforderlich sowie gegebenenfalls - insbesondere, wenn es sich um die Verbindung relativ zueinander beweglicher Teile handelt - tordierte Leitungen, um über den Lebenszyklus der Leitungseinrichtung hinweg keinen Ausfall zu haben. Da solche beweglichen Übergänge oftmals ein hohes Risiko darstellen, werden derartige Pfade oftmals redundant designt. Außerdem treten an Kontaktstellen gerade bedingt durch mögliche Relativbewegungen zwischen den Kontaktelementen der Leitungseinrichtung zu Anschlussbauteilen sogenannten Degradationsphänomene auf, bei welchen in Folge der Relativbewegungen der Bauteile eine Unterbrechung der Energiezufuhr und im schlimmsten Fall beispielsweise bei einem elektrisch antreibbaren Kraftwagen ein thermisches Ereignis vonstattengehen kann.
  • Zu berücksichtigen ist hierbei, dass gerade bei der Verbindung von Türen oder Klappen mit der Kraftwagenkarosserie infolge der ständigen Bewegung mögliche Scheuerungen auftreten können oder andere Beschädigungen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Leitungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche über ihre Lebensdauer besonders zuverlässig ist und welche insbesondere Relativbewegungen zwischen der Leitungseinrichtung und Anschlussbauteilen besonders günstig kompensiert.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Leitungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit günstigen Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Die erfindungsgemäße Leitungseinrichtung für einen Kraftwagen umfasst wenigstens ein Leitungselement, insbesondere einen Flachleiter wie beispielsweise einen Folienleiter, gegebenenfalls aber auch einen anderen Leitungstyp, zur Übertragung eines Signals oder elektrischer Energie, wobei das Leitungselement an seinen beiden Enden jeweilige Kontaktelemente zur Verbindung mit korrespondierenden Kontaktelementen von Anschlussbauteilen aufweist.
  • Um dabei eine besonders zuverlässige Leitungseinrichtung zu schaffen, mittels welcher insbesondere Relativbewegungen zwischen Bauteilen der Karosserie beziehungsweise zwischen Kontaktelementen der Leitungseinrichtung und Anschlussbauteilen kompensiert werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Leitungseinrichtung einen Aufrollmechanismus aufweist, auf welchem das Leitungselement aufrollbar ist. Mit anderen Worten ist es demzufolge erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Leitungseinrichtung beziehungsweise das zugehörige Leitungselement in seiner Länge anpassbar ist, um demzufolge übermäßige Beaufschlagungen insbesondere der an den Enden des Leitungselements angeordneten jeweiligen Kontaktelemente zu vermeiden. Außerdem können beispielsweise und insbesondere bei Türen oder Klappen auftretende Torsionsbewegungen, welche in die Leitungseinrichtung eingetragen werden, auf verbesserte Weise durch die Rotation im Ausrollmechanismus kompensiert werden, um somit beispielsweise Scheuerstellen, Knickungen oder dergleichen Beschädigungen zu vermeiden. Ein weiterer Vorteil ist es, dass derartige Leitungseinrichtungen somit bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsfällen zum Einsatz kommen können. So können beispielweise derartige Leitungseinrichtungen für verschiedene Fahrzeugbaureihen eingesetzt werden, obwohl beispielsweise die Länge der jeweiligen Leitungseinrichtung beziehungsweise des jeweiligen Leitungselements in einem gewissen Maß unterschiedlich ist. Hierdurch ergibt sich auch eine äußerst relevante Kosteneinsparung bei der Herstellung und insbesondere Automatisierung von Kraftfahrzeugen.
  • Insgesamt ist somit erkennbar, dass durch das Vorsehen eines Aufrollmechanismus beispielsweise die Torsion in eine definierte und kontrollierte Rotation umgewandelt werden kann, dass sich hierdurch eine Leitungseinrichtung ergibt, welche wesentlich robuster gegenüber Bewegungen, Biegungen und Torsion ist, was eine Reduktion des Simulations- und Absicherungsaufwandes bei der Planung und Herstellung des Kraftwagens ergibt, welche variabel beispielsweise für alle beweglichen Teile eines Fahrzeugs oder über Fahrzeugbauarten hinweg einsetzbar ist, und welche eine einfache Montierbarkeit aufweist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich dabei als vorteilhaft gezeigt, wenn das Leitungselement mit einem seiner Enden auf den Aufrollmechanismus aufrollbar ist. Durch das Aufrollen vom Ende her ergibt sich eine besonders einfache und zuverlässige Ausgestaltung des Leitungselements beziehungsweise der Leitungsvorrichtung.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Aufrollmechanismus das Kontaktelement am aufgerollten Ende des Leitungselements auf. Hierdurch ergibt sich eine einfache Kontaktierung des Leitungselements am Aufrollmechanismus. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Leitungselement als Flachleiter, insbesondere als Folienleiter ausgebildet ist. Ein derartiger Flachleiter kann besonders günstig spiralförmig auf den Aufrollmechanismus aufgewickelt werden. Gleichwohl ist anzumerken, dass theoretisch auch andere Leitungselemente und andere Wicklungen zum Einsatz kommen können. So wäre es theoretisch auch denkbar, ein kabelförmiges Leitungselement einzusetzen, welches beispielsweise spiral- oder schraubenförmig auf eine entsprechende Wickelachse aufgerollt wird.
  • Weiterhin vorteilhaft ist es, dass der Aufrollmechanismus eine Zugeinrichtung, insbesondere eine Federeinrichtung aufweist, wodurch das Leitungselement mit einer Zugkraft beaufschlagt ist. Hierdurch ist auf besonders einfache Weise ein Längenausgleich des Leitungselements zu erreichen, um auf Relativbewegungen zwischen den Kontaktelementen der Leitungseinrichtung und denen der Anschlussbauteile zu reagieren. Zusätzlich werden durch den resultierenden Zug auf das Leitungselement, die Degradationsphänomene an den Kontaktstellen sowie ungewollte Scheuerungen entlang der Leitung reduziert. Vielmehr hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Aufrollmechanismus mittels einer Lagerungseinrichtung schwenkbeweglich gelagert ist. Hierdurch können auch die Leitungseinrichtungen und die Relativbewegungen, beispielsweise durch die Bewegung von Türen, Klappen oder dergleichen, zusätzlich kompensiert werden, um die Leitungseinrichtungen und das Leitungselement vor Verschleiß zu schützen.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine Seitenansicht sowie eine Schnittansicht durch die Leitungseinrichtung für einen Kraftwagen gemäß einer ersten Ausführungsform, bei welcher das Leitungselement als Flachleiter ausgebildet wird und an seinem einen Ende auf einen Aufrollmechanismus aufgerollt ist, welcher mittels einer Lagerungseinrichtung schwenkbeweglich gelagert ist;
    • 2 jeweilige Seitenansichten auf den Aufrollmechanismus der Leitungseinrichtung gemäß 1, wobei die Schwenkbeweglichkeit des Aufrollmechanismus mittels der Lagereinrichtung zur Kompensation von Bewegungen zwischen den Kontaktstellen des Leitungselements mit Anschlussbauteilen verdeutlicht ist.
  • 1 zeigt in einer Seitenansicht und in einer Schnittansicht eine Leitungseinrichtung für einen Kraftwagen mit wenigstens einem Leitungselement 1, welches im vorliegenden Fall als Flachleiter, insbesondere als Folienleiter, ausgebildet ist. Dieses Leitungselement 1 umfasst ein freies Ende 2 und ein weiteres Ende 3, welches vorliegend auf eine Wickelachse 4 mit einer Achse A spiralförmig aufgewickelt ist. Die Wickelachse 4 ist hierbei beispielsweise in einem gestrichelt angedeuteten Gehäuse 5 gelagert, innerhalb welcher somit das Ende 3 des Leitungselements 1 aufgewickelt und aufgenommen ist. Die Wickelachse 4 und das Gehäuse 5 bilden insgesamt einen Aufrollmechanismus 6, zu welchem außerdem eine nicht erkennbare Zugeinrichtung, insbesondere eine Fügeeinrichtung, gehört, mittels welcher das Leitungselement 1 mit einer Zugkraft Fzug beaufschlagt ist. Gegen diese Zugkraft Fzug wirkt demzufolge ein Gegenmoment Mgegen durch die Wiedereinrichtung des Aufrollmechanismus 6. Oder anders gesagt ist das Leitungselement 1 an seinem freien Ende 2 gegen die Zugkraft Fzug ausziehbar beziehungsweise mittels dieser in das Gehäuse 5 einziehbar.
  • Am freien Ende des Leitungselements beziehungsweise des Flachleiters 1 ist schematisch ein Kontaktelement angeordnet, mittels welchem die Leitungseinrichtung und das Leitungselement 1 mit einem Anschlussbauteil verbindbar sind. Am gegenüberliegenden weiteren Ende 3, welches auf der Wickelachse 4 aufgewickelt ist, ist ebenfalls ein Kontaktelement 8 vorgesehen, welches im vorliegenden Fall an der Wickelachse 4 ausgebildet ist, sodass durch Kontaktieren des Aufrollmechanismus 6 über die Wickelachse 4 eine Übertragung von Signalen oder elektrischer Energie zum Kontaktelement 7 am freien Ende des Leitungselements 1 ermöglicht sind.
  • Der gesamte Aufrollmechanismus 6 ist vorliegend außerdem mittels einer Lagereinrichtung 9 beweglich gelagert und demzufolge beispielsweise derart an einem Bauteil des Kraftwagens, beispielsweise an der Karosserie des Kraftwagens oder einer zugehörigen Tür, Klappe oder dergleichen, lagerbar.
  • In Zusammenschau mit 2 ist demzufolge erkennbar, dass zur Orientierung des Leitungselements 1 mit seinem freien Ende 2 der Aufrollmechanismus 6 zwischen jeweiligen Positionen und die vorliegend als Lagereinrichtung 9 dienende Wickelachse 4 verschwenkbar ist. Die linke Darstellung von 2 zeigt demzufolge beispielsweise eine Position des Aufrollmechanismus 6 und der Leitungseinrichtung insgesamt, welche diese einnimmt, wenn beispielsweise die Tür 11, Klappe oder dergleichen angeschlossen ist. Rechts dargestellt ist die Lage des Aufrollmechanismus 6, welcher seinerseits beispielsweise karosserieseitig gelagert ist, wenn die Tür 11, Klappe oder dergleichen offen ist.
  • Des Weiteren ist erkennbar, dass der Aufrollmechanismus 6, genauer gesagt das Gehäuse 5, eine Führung 10 für das Leitungselement 1 aufweist, welche im Abstand zur Lagerachse der Lagereinrichtung 9, welche mit der Achse A der Wickelachse 4 zusammenfällt, angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich in optimaler Weise die Ausrichtung des Aufrollmechanismus 6 bei geöffneter beziehungsweise bei geschlossener Klappe, Tür oder dergleichen.
  • Schließlich kann der in dem Aufrollmechanismus ein Einrastmechanismus integriert sein, beispielsweise nach Art eines Freilaufes, beispielsweise um das Leitungselement 1 von der Zugkraft Fzug zu entlasten.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Leitungselement
    2
    Ende
    3
    Ende
    4
    Wickelachse
    5
    Gehäuse
    6
    Aufrollmechanismus
    7
    Kontaktelement
    8
    Kontaktelement
    9
    Lagereinrichtung
    10
    Führung
    11
    Tür
    A
    Achse
    Fzug
    Zugkraft
    Mgegen
    Gegenmoment

Claims (8)

  1. Leitungseinrichtung für einen Kraftwagen, mit wenigstens einem Leitungselement (1) zur Übertragung eines Signals oder elektrischer Energie, welches an seinen beiden Enden (2, 3) jeweilige Kontaktelemente (7, 8) zur Verbindung mit korrespondierenden (2, 3) Kontaktelementen (7, 8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungseinrichtung einem Aufrollmechanismus (6) aufweist, auf welchem das Leitungselement (1) aufrollbar ist.
  2. Leitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (1) mit einem seiner Enden (2, 3) auf den Aufrollmechanismus (6) aufrollbar ist.
  3. Leitungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufrollmechanismus (6) das Kontaktelement (7, 8) am aufgerollten Ende (2, 3) des Leitungselements (1) aufweist.
  4. Leitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden (2, 3) Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (1) als Flachleiter, insbesondere als Folienleiter, ausgebildet ist.
  5. Leitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden (2, 3) Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufrollmechanismus (6) eine Zugeinrichtung, insbesondere eine Federeinrichtung aufweist, wodurch das Leitungselement (1) mit einer Zugkraft (Fzug) beaufschlagt ist.
  6. Leitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden (2, 3) Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufrollmechanismus (6) mittels einer Lagereinrichtung (9) schwenkbeweglich gelagert ist.
  7. Leitungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerachse (A) der Lagereinrichtung (9) koaxial zur Wickelachse (A) des Aufrollmechanismus (6) angeordnet ist.
  8. Leitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufrollmechanismus (6) eine Führung (10) für das Leitungselement (1) aufweist, welche in einem Abstand zur Lagerache der Lagereinrichtung (9) angeordnet ist.
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