DE19525928A1 - Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Signale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Signale nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind drehbare Stromübertragungselemente für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge bekannt, um Signale vom Lenkrad auf die Bordelektronik bzw. von der Bordelektronik zum Lenkrad zu übertragen, die fest am Kraftfahrzeug montiert ist. Derartige Stromübertragungselemente werden vorteilhaft eingesetzt, um am Lenkrad mehrere Funktionen auszuführen.

Eine dieser Funktionen besteht z. B. darin, daß ein Airbag im Lenkrad mit Hilfe eines Auslösegerätes sicher gezündet werden kann.

Es sind drehbare Stromübertragungselemente bekannt, die am Lenkrad oder an der Lenksäule befestigt werden können. Diese Stromübertragungselemente bestehen aus Rotor und Stator. Ein Flachbandkabel wird vom Rotor zum Stator inner­ halb einer gemeinsamen Kammer auf- und abgewickelt. Die mit dem Lenkrad mögliche Umdrehungszahl wird durch die Kabellän­ ge, die Kammergröße und Kabeldicke bestimmt.

Diese Stromübertragungselemente weisen den Nachteil auf, daß sie als separate Baueinheit vorgesehen sind und somit zusätzlichen Raum benötigen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Signale zwischen dem Lenkrad und einer stationären Baugruppe zu schaffen, die weniger zusätzlichen Raum benötigt und weniger aufwen­ dig ist.

Erfindungsgemäß wird das entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Bei einer Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Signale zwischen einem Lenkrad und einer feststehenden Baugruppe eines Fahrzeuges unter Verwendung eines Rotors und eines Stators sowie eines zwischen beiden angeordneten elektri­ schen Kabels ist erfindungsgemäß die Vorrichtung im Lenkrad integriert, indem sie in einer Gehäusekammer des Lenkrades angeordnet ist, wobei die Gehäusekammerummantelung als Rotor vorgesehen ist, in die sich der Stator hinein er­ streckt. Durch die Nutzung einer sich von der Lenkradnabe nach außen erstreckenden ringförmigen Gehäusekammer für die Anordnung der Vorrichtung ist zusätzlicher Raum für die Vorrichtung nicht mehr erforderlich. Durch die Nutzung einer Gehäusekammerummantelung als Rotor entfällt das sonst erforderliche Rotorbauteil.

Der Stator ist vorzugsweise an der stationären Lenksäulen­ verkleidung drehsicher angekoppelt und ist auf seinem kabel­ tragenden Abschnitt von der Gehäusekammerummantelung umge­ ben.

Die Gehäusekammer ist zur Dämmung von Geräuschen, die durch Reibung zwischen dem Kabel und dem Stator auftreten, mit Dämmaterial ausgekleidet.

In einer Ausführungsform weist der Stator ein im wesentli­ chen kreisringförmiges flaches Teil mit senkrecht zu diesem verlaufenden Teilen zur Befestigung und zum Aufwickeln des Kabels sowie mit mindestens einem Mitnahmeelement auf, dem ein Mitnahmeelement an der feststehenden Lenksäulenverklei­ dung zugeordnet ist.

Der Stator ist also nach Art einer Kabeltrommel ausgebil­ det, die nur eine Endscheibe aufweist, an der die Kabeltrom­ mel an der feststehenden Lenksäule befestigt ist.

In einer Ausführungsform greifen der Außen- und Innenrand des kreisringförmigen flachen Teils in Ringnuten der Innen­ wände einer ringförmigen Gehäusekammer ein. Weiterhin weist das flache Teil einen ringförmigen Ansatz in Richtung der Lenksäulenverkleidung zur Anlage an dieser auf. In dieser Ausführungsform werden das Lenkrad und die Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Signale vormontiert. Dazu wird zunächst das Kabel im Lenkrad montiert. Anschließend wird das Kabel in den Stator eingerastet und dieser wird in das Lenkrad montiert. Beim Fahrzeughersteller wird das Lenkrad komplett auf die Lenkspindel montiert und verschraubt, wobei gleichzeitig die drehsichere Verbindung zwischen dem Stator und der Lenksäulenverkleidung hergestellt wird.

Weiterhin besteht bei dieser Ausführungsform zwischen den Mitnehmern am Stator und an der Lenksäulenverkleidung ein solches Spiel, daß der Stator in gewissen Grenzen Bewegungs­ spielraum hat.

In einer anderen Ausführungsform weisen der Außen- und Innenrand des kreisringförmigen flachen Teils senkrecht zu diesem Teil in Richtung der Lenksäulenverkleidung verlaufen­ de Randteile auf. Weiterhin ist in dieser Ausführungsform das flache Teil an der Lenksäulenverkleidung befestigt. In dieser Ausführungsform wird der Stator mit dem Kabel vor der Montage des Lenkrades fest mit der Lenksäulenverklei­ dung verbunden.

In einfacher Weise kann der Stator an der feststehenden Lenksäule dadurch befestigt werden, daß als Befestigungsele­ ment an der Lenksäulenverkleidung ein Mitnehmer vorgesehen ist, dem als Befestigungselement am Stator eine Ausnehmung zugeordnet ist.

Die elektrischen Anschlüsse am Stator und Rotor können so ausgebildet sein, daß der Kabelabgang an der Rotorseite mit dem Lenkrad verrastet ist und daß der Kabelabgang an der Statorseite mit dem Stator verrastet ist. Als Kabelabgänge sind vorzugsweise Steckkontakte vorgesehen.

Die Erfindung soll in Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Lenkrad und eine erfin­ dungsgemäße Vorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 gemäß der Linie II-II;

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Lenkrad mit einem gegen­ über der Fig. 1 verändertem Stator.

In der Fig. 1 ist ein Lenkrad 8 ohne Speichen dargestellt, dessen Nabe 9 in bekannter Weise mittels einer Mutter 11 auf einer Lenkspindel 10 befestigt ist. Das Lenkrad ist weiterhin in bekannter Weise so gestaltet, daß die Nabe 9 von einer ringförmigen Gehäusekammer 12 umgeben ist, die außen von einer ringförmigen Gehäuseummantelung 13 begrenzt ist. Das Lenkrad 8 ist allseitig, und somit auch in der Gehäusekammer, von Dämmaterial 5 umkleidet, um Dreh- und Vibrationsgeräusche zu dämmen.

In die nach unten offene Gehäusekammer 12 ragt ein Stator 2, der auf einer stationären Lenksäulenverkleidung 1 befe­ stigt ist. Der Stator 2 besteht aus einem ringförmigen flachen Teil 14 mit einem ringförmigen Ansatz 15, mit dem der Stator auf der Lenksäulenverkleidung aufliegt. Weiter­ hin weist das flache Teil 14 zwei Ansätze 16 mit je einer Ausnehmung auf, in die Bolzen 17 als Mitnehmer eingreifen, die Bestandteil der Lenksäulenverkleidung 1 sind. In der Fig. 1 ist nur jeweils ein Ansatz 16 und ein Bolzen 17 dargestellt. Diese Bolzen gewährleisten nach dem Eingriff in die entsprechenden Ausnehmungen der Ansätze 16 die drehsichere Halterung des Stators auf der Lenksäulenverklei­ dung 1.

In der Ausführungsform der Fig. 1 ist die Gehäuseummante­ lung 13 mit einer Ringnut 7 und die Wand der Nabe 9 mit einer Ringnut 18 versehen. In diese Ringnuten greifen der äußere und der innere Rand des flachen Teils 14 mit einem solchen axialen und radialen Spiel ein, daß das Lenkrad bei Drehbewegungen und bei axialen Bewegungen den Stator nicht berührt.

Auf dem flachen Teil 14 des Stators ist ein senkrecht zu diesem verlaufendes Teil 19 vorgesehen, in dem der Statorkabelabgang 3 vorgesehen ist. Weiterhin ist ein Teil 20 für das Aufwickeln des Flachbandkabels 6 auf der Stator­ seite vorgesehen. Im Statorkabelabgang 3 sind die Enden des Flachbandkabels 6 und eines Anschlußkabels 21 miteinander, z. B. durch Löten, verbunden. Die Verbindung des Anschlußkabels mit dem Flachbandkabel kann aber auch über einen Steckverbinder erfolgen.

Das andere Ende des Flachbandkabels 6 ist mit einem senk­ recht verlaufenden Teil 22 verbunden, das Bestandteil des Rotorkabelabganges 4 ist. In diesem Kabelabgang sind die Enden des Flachbandkabels 6 und eines Anschlußkabels 23 miteinander, z. B. durch Löten oder Steckverbinder, verbun­ den. An diesen Abgang sind alle im oder am Lenkrad vorgese­ henen Verbraucher elektrischer Energie angeschlossen, wie z. B. ein nicht dargestellter Gasgenerator des Airbag. Das Flachbandkabel wird vom Rotor zum Stator innerhalb der gemeinsamen Gehäusekammer auf- und abgewickelt. Durch die Leiterlänge, die Kammergröße und die Kabeldicke wird die mögliche Umdrehungszahl des Lenkrades bestimmt. In der Fig. 1 sind mehrere Windungen des Flachbandleiters dargestellt. Demgegenüber ist in der Fig. 2 wegen der besseren Übersicht­ lichkeit abweichend von der Fig. 1 nur wenig mehr als eine Windung dargestellt.

Die Montage dieser Vorrichtung erfolgt in der Weise, daß zunächst das Flachbandkabel 6 im Lenkrad montiert wird. Dann wird das statorseitige Ende des Flachbandkabels 6 in den Stator 2 eingerastet. Anschließend wird der Stator mit dem Lenkrad verrastet, d. h., der Innen- und der Außenrand des flachen Teiles 14 werden unter Ausnutzung der elasti­ schen Verformbarkeit der entsprechenden Teile in die Ringnu­ ten 7 und 18 gedrückt. Beim KFZ-Hersteller wird das Lenkrad 8 mittels der Mutter 11 auf der Lenkspindel 10 befestigt.

Insbesondere aus der Fig. 1 ist ersichtlich, daß nach der Montage des Lenkrades die gesamte Vorrichtung zur Übertragung der elektrischen Energie zum Lenkrad in diesem eingebettet ist, ohne daß ein gesondertes Rotorteil erfor­ derlich ist.

In der Fig. 3 ist abweichend zur Fig. 1 eine Ausführungs­ form dargestellt, bei der der Stator 2 an seinem inneren und äußeren Rand je ein abgewinkeltes Randteil 24 bzw. 25 aufweist, mit denen er auf der Lenksäulenverkleidung 1 aufliegt. Die Gehäusewand 13 weist im Bereich des Stators 2 einen stufenförmig zurückgesetzten Rand 26 auf.

In dieser Ausführungsform wird zunächst der Stator 2 auf der Lenksäulenverkleidung befestigt. Das Flachbandkabel 6 wird auf den Stator 2 montiert und der Statorkabelabgang 3 wird in diesem verrastet. Bei der Montage des Lenkrades wird zunächst der Rotorkabelabgang 4 mit dem Lenkrad verra­ stet und anschließend wird das Lenkrad 8 mittels der Mutter 11 auf der Lenkspindel 10 befestigt.

Auch diese letztgenannte Ausführungsform weist die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Signale zwischen einem Lenkrad und einer feststehenden Baugruppe eines Fahrzeuges unter Verwendung eines Rotors und eines Stators sowie eines zwischen beiden angeordneten elektrischen Kabels, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung im Lenkrad (8) integriert ist, indem sie in einer Gehäusekammer (12) des Lenkrades (8) angeordnet ist, wobei die Gehäusekammerummante­ lung (13) als Rotor vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stator (2) an der stationären Lenksäu­ lenverkleidung (1) drehsicher angekoppelt ist und daß er auf seinem kabeltragenden Abschnitt von der Gehäusekammerummantelung (13) umgeben ist.

3. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusekammer (12) mit Dämmaterial (5) ausgekleidet ist.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (2) ein im wesentlichen kreisringförmiges flaches Teil (14) mit einem senkrecht zu diesem ver­ laufenden Teil (20) zur Befestigung und zum Auf­ wickeln des Kabels (6) sowie mit mindestens einem Mitnahmeelement (16) aufweist, dem ein Mitnahmeele­ ment an der feststehenden Lenksäulenverkleidung (1) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß sich der Außen- und Innenrand des kreis­ ringförmigen flachen Teils in Ringnuten (7, 18) der Innenwände einer ringförmigen Gehäusekammer (12) hinein erstrecken und daß das flache Teil einen ringförmigen Ansatz (15) in Richtung der Lenksäulen­ verkleidung (1) zur Anlage an dieser aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Außen- und Innenrand des kreisringför­ migen flachen Teils (14) senkrecht zu diesem Teil in Richtung der Lenksäulenverkleidung (1) verlaufen­ de Randteile (24, 25) aufweisen und daß das flache Teil (14) an der Lenksäulenverkleidung (1) befe­ stigt ist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Kopplungsele­ ment an der Lenksäulenverkleidung (1) ein Mitnehmer (17) vorgesehen ist, dem als Befestigungselement am Stator (2) eine Ausnehmung zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelabgang (4) an der Rotorseite mit dem Lenkrad (8) verrastet ist und daß der Kabelabgang (3) mit dem Stator (2) verrastet ist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kabelabgänge Steckkontakte vorgesehen sind.