DE10214609B4

DE10214609B4 - Lenkrad für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE10214609B4
Application number: DE2002114609
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Pfeifer; Patrik Schlemmer; Heinz Löffler
Original assignee: Tyco Electronics AMP GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2002-04-03
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2022-04-04
Also published as: DE10214609A1

Abstract

Lenkradeinheit (1, 3, 4) für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad (1) und einem feststehenden Teil (Mantelrohr 4), wobei das Lenkrad bei seiner Montage auf das feststehende Teil (4) aufgesteckt wird, in dessen Innern die mit dem Lenkrad (1) verbundene Lenkwelle (3) verläuft, wobei an dem Lenkrad (1) elektrische Bauelemente (2, 15, 15a, 16) vorgesehen sind, deren Signale über eine Clockspringeinheit (17) vom Lenkrad (1) zum feststehenden Teil (4) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Clockspringeinheit (17) vor der Montage des Lenkrads (1) am Lenkrad (1) angebaut und mit den elektrischen Bauelementen (2, 15, 15a, 16) des Lenkrads (1) verbunden ist, wobei die Clockspringeinheit (17) ein zweiteiliges Gehäuse (18, 18a) aufweist, wovon das eine Teil (18) mit dem Lenkrad (1) verbunden ist und das zweite Teil (18a) im unmontierten Zustand des Lenkrads (1) mit dem ersten Teil (18) lösbar verbunden ist, und wenigstens ein axial wirkendes Befestigungselement (21) vorgesehen ist, mit...

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein Lenkrad mit diesen Merkmalen ist aus dem Aufsatz „Die Kommando-Zentrale” bekannt, erschienen in der Zeitschrift Automobil-Entwicklung im Novemberheft 2001. Es besteht die Tendenz die Anzahl der am Lenkrad vorzusehenden elektrischen Bauelemente zu erhöhen.
Bei der heute üblichen Konzeption der Lenkradmontage ist die Clockspringeinheit am Mantelrohr befestigt. Dies bedingt, dass bei der Montage das Lenkrad offen ist, um die vielen Stecker nach dem Aufstecken des Lenkrades auf dem Mantelrohr zu montieren. Das bedeutet, dass das Lenkrad mit Einzelteilen ans Montageband geliefert werden muss und in der Regel für die Montage bei laufendem Band sich ein Monteur im Fahrzeuginnenraum aufhalten muss. Diese Methode ist sehr aufwendig.
DE 297 06 629 U1 zeigt eine Kontakteinheit mit einem Stator und einem Rotor, insbesondere für das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verriegelungselement zur Verhinderung eines gegenseitigen Verdrehens des Stators und Rotors außerhalb der Arbeitsposition im Kraftfahrzeug, wobei mindestens ein federndes Verriegelungselement vorgesehen ist, das bei der separat vorliegenden Kontakteinheit mit dem Stator und dem Rotor verrastet ist und das bei der Montage am Kraftfahrzeug durch eines der Teile, an dem die Kontakteinheit zu befestigen ist, aus der Raststellung am Stator und/am Rotor bewegbar ist.
US 5,993,228 zeigt eine Kontakteinheit mit einem Kontaktkörper, der aus einem feststehenden Körper zur Verbindung mit einem Kabelbaum und einem rotierenden Körper, der im Bezug zu dem feststehenden Körper rotierbar ist und an einem Lenkrad befestigt wird, zusammengesetzt ist. An einem inneren Umfang des Rotationskörpers ist ein zylindrischer Bereich zur Aufnahme einer Lenkradsäule ausgebildet. An diesem inneren zylindrischen Bereich ist ein Kragen befestigt, der in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei eine Rotationsbewegung des Krages nicht möglich ist. Eine Rotation zwischen dem rotierenden Körper und dem feststehenden Körper wird durch Eingreifen des Kragens in den feststehenden Körper verhindert. Dieses Eingreifen wird durch Verschieben des Kragens in axialer Richtung beim Einbringen der Lenksäule gelöst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde die Konzeption der Montage dahingehend zu verbessern, dass der Aufwand für die Montage des Lenkrads verringert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Befestigung der Clockspringeinheit vor der Montage des Lenkrads am Lenkrad bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich.
Die gesamte Lenkradeinheit kann nun in der Vormontage, meist schon beim Zulieferer, komplett montiert und geprüft werden. Im Fahrzeug wird das vormontierte Lenkrad aufgesteckt und festgeschraubt. Das Gehäuse der Clockspringeinheit ist zweiteilig, jedoch sind die beiden Teile vor dem Einbau lösbar miteinander verbunden (verrastet). Diese Verbindung löst sich beim Einbau. Beim Einbau zentrieren sich auch die Steckverbindungen.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung bietet es sich an, das elektrische Steuergerät mit den elektrischen Anschlüssen in Flexfolientechnik auszuführen, bei der größtenteils alle Elemente wie Schalter, Beleuchtung, Displays integrierbar sind. Die Folie hätte zusätzlich den Vorteil einer niedrigen Geräuschentwicklung bei Vibrationen.
Durch die Verbindung eines Teils des Gehäuses der Clockspringeinheit mittels wenigstens eines axial wirkenden Verbindungselements mit dem Mantelrohr bei der Montage werden die beiden Gehäuseteile axial auseinandergezogen und vorhandene Stecker vollends in ihr Buchsenteil eingesteckt. Vor dem Einstecken des Lenkrads auf das Mantelrohr liegen die Gehäuseteile des Clocksprings aufeinander, um die Montage- und Einsteckkräfte, insbesondere der Stecker zu überwinden. Ohne die axiale Entspannung über die Befestigungselemente, z. B. Schrauben, würden die Teile aneinander reiben, was nicht akzeptabel ist.
Die elektrischen Bauteile sind vorzugsweise auf der Oberfläche einer Folie montiert. Diese hat polypenförmige Gestaltung in den Zweigen zu den außenliegenden elektrischen Bauelementen, wie z. B. Schalter- und Leuchtdioden. Fallweise kann auch ein Stecker z. B. für den Airbag an die Folie angebaut sein. Die eventuell vorhandene Lenkradheizung wird vorzugsweise mit normaler Kupferleitung über Stecker angeschlossen, da es auf der Folie schwierig ist größere Querschnitte zu realisieren. Fallweise kann die Folie aus mehreren Armen bestehen, die miteinander verschweißt sind, wenn die Flächenausdehnung zu groß ist und zu viel Material ausgeschnitten werden müsste. Auch das Steuergerät kann auf der Folie untergebracht sein.
Die erfindungsgemäße Lösung ist insbesondere dann anwendbar, wenn die Anzahl der Leitungen durch besondere Maßnahmen, wie die Signalübertragung über die Clockspringeinheit mittels Bus, verringert werden.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:
1 Prinzipiell eine Ansicht einer Aufsicht auf ein aufgeschnittenes Lenkrad
2 eine Prinzipdarstellung der Signalübertragungseinheit vom Lenkrad zum Fahrzeug
In 1 ist ein Lenkrad 1 gezeigt, in dessen Radinnern eine elektrische Lenkradheizung 2 integriert ist. Das Lenkrad 1 ist mit einer Lenkradwelle 3 verbunden, die in einem feststehenden Mantelrohr 4 drehbar gelagert ist. An einem ebenfalls feststehenden Board 5 sind Lenkstockschalter 6 bis 8 befestigt, mit denen die verschiedensten Funktionen am Fahrzeug auslösbar sind, z. B. das Betätigen der Beleuchtung, der Wischer, des Tempomats oder der Lenkradverstellung. Auf diesem Board sitzt auch ein Lenkwinkelgeber 9, dessen Signale zusammen mit den Schaltersignalen einer Einheit 10 zugeführt werden, die z. B. über CAN-Busverbindungen 11 die Signale an das Fahrzeugnetzwerk weitergibt.
Über dieses Steuergerät wird auch der Betriebsstrom bei 12 eingespeist.
Der Airbag 13 im Lenkrad wird durch Signale ausgelöst, die über ein gesondertes Steuergerät 14 eingespeist werden.
Zwischen den Steuergeräten 10 und 14 und den elektrischen Bauelementen auf dem Lenkrad 1, nämlich Airbag 13, Schaltergruppen 15 und 15a, dem Horn 16 und der Lenkradheizung 2 ist eine Clockspringeinheit 17 geschaltet, die die Signale, bzw. Ströme von der verdrehbaren Lenkradseite zu den feststehenden Steuergeräten 10 und 14, bzw. in umgekehrter Richtung überträgt. Zur Einsparung von Leitungen, bzw. Spuren in dieser Einheit 17 werden vorzugsweise die Signale zumindest teilweise über eine 1 Draht-Busverbindung, z. B. einen LIN-Bus übertragen. Für die Übertragung der Heizspannung wird man jedoch wegen der Stromhöhe eine getrennte Drahtverbindung vorsehen, die man aus Sicherheitsgründen auch für die Auslösesignale für den Airbag 13 vorsieht. Die Bussignale werden in dem Steuergerät 10, bzw. einem auf dem lenkradseitigen Gehäuseteil 18 der Clockspringeinheit 17 sitzenden weiteren Steuergerät 19 aus den zu übertragenden Signalen gebildet.
In 2 sind blockschaltbildartig die elektrischen Bauelemente 2, 13, 15 und 15a auf dem Lenkrad bei I, die zwischengeschaltete Übertragungseinheit mit dem Clockspring bei II und der feststehende Teil der Übertragungseinheit bei III dargestellt. Mit Ausnahme der Verbindungen von den Anschlüssen 12 zur Heizung 2 unter Einschaltung eines Verstärkers 2' und der Verbindung zwischen dem Steuergerät 14 und dem Airbag 13 werden die Signale der einzelnen Komponenten an das Steuergerät 19 gegeben und über einen 1-Draht-Bus 20 zum Beispiel LIN mittels der vereinfacht dargestellten Clockspringeinheit 17 übermittelt zum Steuergerät 10 und dort entsprechend umgewandelt und weitergegeben. Das Gehäuse der Clockspringeinheit 18 und 18a ist geteilt ausgebildet, um die Verdrehung der Gehäuseteile gegeneinander bei Lenkradverdrehung zu ermöglichen. Dies ist auch aus 1 erkennbar, wo zu ersehen ist, dass das Gehäuseteil 18a mit dem Mantelrohr 4 verbunden ist.
Aus 2 ist erkennbar, dass die Verdrahtung der elektrischen Bauelemente vom Steuergerät 19 aus über polypartig verlaufende Folien 21 erfolgt, die die Leiterbahnen zu den Bausteinen tragen und in die, die Schalter 15 und 15a und die dort vorgesehenen Leuchtdioden 15' integriert sind. Auch das Steuergerät 19 kann aus Folien gebildet sein.
Bei der dargestellten Ausbildung sind nur fünf Spuren über die Clockspringeinheit geführt.
Gemäß der Erfindung wird das nicht montierte Lenkrad mit der an ihm angebauten Clockspringeinheit 17 am Montageband zur Verfügung gestellt. Das rechts liegende Gehäuseteil 18a ist in diesem Zustand nach links in das andere Gehäuseteil 18 hineingeschoben, so dass die beiden Gehäuseteile sich axial berühren. Das Gehäuseteil 18a ist in diesem Zustand mit dem anderen Teil 18 lösbar verbunden, z. B. eingerastet (nicht gezeigt) und zwar so, dass es weder in axialer Richtung bewegt werden kann, noch verdrehbar ist. Die Gehäuseteile 18 und 18a sind in bestimmter Weise zueinander ausgerichtet. Das Lenkrad 1 wird in das Mantelrohr eingesteckt. Beim Anziehen einer oder mehreren Schrauben 21 wird das Gehäuseteil 18a weiter in das Mantelrohr 4 hineingezogen, wobei sich die Rastung löst und die beiden Gehäuseteile 18 und 18a außer Kontakt kommen. Gleichzeitig wurden Stecker 22, die die Verbindung zwischen den Spuren der Clockspringeinheit 17 und den Steuergeräten 10 und 14 herstellen in die zugehörigen Buchsen hineingezogen.

Claims

Lenkradeinheit (1, 3, 4) für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad (1) und einem feststehenden Teil (Mantelrohr 4), wobei das Lenkrad bei seiner Montage auf das feststehende Teil (4) aufgesteckt wird, in dessen Innern die mit dem Lenkrad (1) verbundene Lenkwelle (3) verläuft, wobei an dem Lenkrad (1) elektrische Bauelemente (2, 15, 15a, 16) vorgesehen sind, deren Signale über eine Clockspringeinheit (17) vom Lenkrad (1) zum feststehenden Teil (4) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Clockspringeinheit (17) vor der Montage des Lenkrads (1) am Lenkrad (1) angebaut und mit den elektrischen Bauelementen (2, 15, 15a, 16) des Lenkrads (1) verbunden ist, wobei die Clockspringeinheit (17) ein zweiteiliges Gehäuse (18, 18a) aufweist, wovon das eine Teil (18) mit dem Lenkrad (1) verbunden ist und das zweite Teil (18a) im unmontierten Zustand des Lenkrads (1) mit dem ersten Teil (18) lösbar verbunden ist, und wenigstens ein axial wirkendes Befestigungselement (21) vorgesehen ist, mit dem das zweite Teil des Gehäuses (18a) mit dem feststehenden Teil (4) verbindbar ist, wobei das Gehäuse (18, 18a) so ausgebildet ist, dass durch die Befestigung des zweiten Teils (18a) am feststehenden Teil (4) mit dem axial wirkenden Befestigungselement (21) die beiden Teile (18, 18a) des Gehäuses auseinander gezogen und voneinander getrennt werden.
Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im unmontierten Zustand des Lenkrads (1) eine lösbare Drehsperre zwischen den beiden Teilen (18, 18a) des Gehäuses besteht und dass diese Sperre beim Verbinden des zweiten Teils (18a) mit dem feststehenden Teil (4) der Lenkradeinheit freigegeben wird.
Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem mit dem Lenkrad (1) verbundenen Teil (18) des Gehäuses ein Steuergerät (19) angebaut ist und dass dieses Steuergerät (19) und wenigstens ein Teil dieser Verbindungen zu den elektrischen Bauelementen (13, 15, 15a, 16) in Flexfolientechnik (21) ausgebildet ist.
Lenkrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Bauelemente (15, 15a, 16) zumindest teilweise in die Folien (21) integriert sind.
Lenkrad nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass für das Steuergerät (19) und die Verbindungen (21) eine Folie mit Ausschnitten vorgesehen ist.
Lenkrad nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass für das Steuergerät (19) und die Verbindungen (21) mehrere Folienteile zusammengesetzt sind.
Lenkrad nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Folie elektrische Stecker (23) angebracht sind.
Lenkrad nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Bauelemente (2) mit hohem Stromverbrauch und/oder die Airbagsteuerung konventionell verdrahtet sind.