DE19541091C2 - Drehbare Verbindungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine drehbare Verbindungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Verbindungseinrichtung ist in einer Lenkung eines Fahrzeugs enthalten, beispielsweise für eine Airbag-Schaltung und stellt die Verbindung zwischen dem Lenkrad und dem Fahrzeug selbst her. In diesem Fall ist es nötig, die drehbare Verbindungseinrichtung so zu befestigen, daß sich das bewegbare Teil ausgehend von einer neutralen Position des Lenkrads in beide Richtungen um etwa das gleiche Maß drehen kann. Um diese Anforderung zu erfüllen, ist die drehbare Verbindungseinrichtung mit einer Ausrichtvorrichtung zum Ausrichten des festen Teils und des bewegbaren Teils in eine neutrale Drehposition und einer Sperrvorrichtung, zum Aufrechterhalten dieses neutralen Zustands versehen, bis die drehbare Verbindungseinrichtung in dem Lenkungssystem montiert ist.

Aus der DE 38 08 778 ist eine drehbare Verbindungseinrichtung bekannt, die ein als Radialvorsprung einstückig mit dem ersten Gehäuseteil über eine Trennstelle ausgebildet ist. Der Radialvorsprung ragt von dem ersten Gehäuseteil in einen für beide Gehäuseteile koaxialen Innenraum. Der Vorsprung enthält in Umfangsrichtung jeweils ein Anschlagelement. Der Innenraum der beiden Gehäuseteile ist nicht kreisrund ausgebildet, sondern er enthält zwei geradlinige Abschnitte, die als Anschlageinrichtung für zwei an dem erwähnten Radialvorsprung befindliche Anschlagelemente fungiert. Nach der Montage an der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs wird diese bekannte drehbare Verbindungseinrichtung aus ihrem Sperrzustand gelöst, indem der Radialvorsprung an der Trennstelle abgebrochen wird, demzufolge sich das erste und das zweite Gehäuseteil relativ zueinander drehen können.

Aus der US-A-5 248 260 ist eine drehbare Verbindungseinrichtung bekannt, bei der sich zwischen einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil ein Verriegelungselement befindet, welches nach Einstellung der beiden Gehäuseteile auf die gewünschte Mittel- oder Neutralstellung in ein Aufnahmeloch des einen Gehäuseteils eingeschraubt wird. Um Schäden zu vermeiden, die möglicherweise bei der Endmontage durch die gelöste und herabfallende Schraube verursacht werden, ist eine käfigartige Halterung vorgesehen, die ein Herausfallen der gelösten Schrauben verhindert.

Die DE 42 16 526 A1 zeigt eine drehbare Verbindungseinrichtung ähnlich dem Oberbegriff des Anspruchs 1, an deren erstem Gehäuseteil ein axial abstehender Ansatz zur Aufnahme einer Arretierschraube ausgebildet ist. Die Arretierschraube drückt beim Einschrauben ein Federelement in eine Sperrposition, in der es eine Relativdrehung des ersten und zweiten Gehäuseteils verhindert indem es ausgehend von dem ersten Gehäuseteil in einer Ausnehmung des zweiten Gehäuseteils eingreift. Die Trennstelle dient bei dieser bekannten drehbaren Verbindungseinrichtung nicht zum vollständigen Abtrennen des Halteelements, sondern dient als Scharnier, um das das federnde Element zwischen Freigabestellung und Sperrstellung bei entsprechender Verdrehung der Schraube verschwenkt wird.

Bevor der Sperrzustand zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil hergestellt wird, indem durch Eindrehen der Schraube das federnde Element in seine Sperrstellung gebracht wird, müssen das erste und zweite Gehäuseteil exakt in die neutrale Stellung gebracht werden. Anschließend ist eine - eng begrenzte - Verdrehung der beiden Gehäuseteile zueinander nicht mehr möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine drehbare Verbindungseinrichtung zu schaffen, bei der das erste und das zweite Gehäuseteil durch Zulassen einer begrenzten Winkelbewegung auch den Sperrzustand rascher aber dennoch gleichermaßen zuverlässig miteinander zusammengefügt werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer drehbaren Verbindungseinrichtung der eingangs genannten Art durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung ragt die Schraube mit ihrem vorderen Ende in die Bewegungsbahn, so daß die beiden Gehäuseteile entsprechend dem Weg zwischen den beiden in einem vorbestimmten Winkelabstand angeordneten Vorsprüngen bewegbar sind. Dies bedeutet, daß bei der Montage eine exakte Ausrichtung der beiden Gehäuseteile in die neutrale Stellung nicht erforderlich ist. Dies ermöglicht ein rasches Zusammenbauen der Verbindungsvorrichtung.

Es ist nur nötig, daß das Drehbegrenzungselement durch Drehen in eine festgelegte Position des Halteelements gebracht wird, ohne die Notwendigkeit, das beschwerliche Ausrichten auszuführen. So kann auf eine einfache Art das freie Drehen zwischen beiden Gehäuseteilen gesperrt werden. Besonders bei Verwendung einer selbstschneidenden Schraube als Drehbegrenzungselement kann sich die Schraube durch Vibrationen nur schwer lösen, so daß es möglich ist, eine zufällige Verlagerung der selbstschneidenden Schraube beim Transport der drehbaren Verbindungseinrichtung sicher zu verhindern.

Andererseits wird beim Montieren der drehbaren Verbindungseinrichtung in einem Lenkungssystem die Schraube zusammen mit dem Halteelement von der drehbaren Verbindungseinrichtung entfernt, sobald das Halteelement von der drehbaren Verbindungseinrichtung durch Trennen an der vorgegebenen Trennstelle entfernt wird, so daß der durch das Drehbegrenzungselement gesperrte Zustand aufgehoben wird und beide Gehäuseteile relativ zueinander drehbar werden.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines teilweise schematisiert dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer drehbaren Verbindungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht der drehbaren Verbindungseinrichtung;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 2.

Die Figuren zeigen, daß die drehbaren Verbindungseinrichtung im wesentlichen ein erstes Gehäuseteil 1, ein zweites Gehäuseteil 2, die drehbar miteinander verbunden sind, und ein flexibles Kabel 3 aufweist, das innen in den zwei Gehäuseteilen 1 und 2 untergebracht und gewickelt ist. Bei dieser Ausführungsform wird das erste Gehäuseteil 1 als ein bewegbares Teil und das zweite Gehäuseteil 2 als ein festes Teil benutzt.

Das erste Gehäuseteil 1, das aus einem Kunstharzmaterial gebildet ist, hat eine zylindrische Gestalt, wobei mittig darin eine Wellenöffnung 4 zum Durchführen einer Lenkungswelle (nicht gezeigt) gebildet ist. Nahe der Wellenöffnung 4 ist eine Positionieröffnung 5 gebildet, in die ein Verbindungsstift (nicht gezeigt) eingesetzt werden kann, der sich integral mit der Lenkungswelle dreht. Außerdem ist ein Halteelement 6, das ein Teil einer Sperrvorrichtung bildet, einstückig mit der Oberseite des ersten Gehäuseteils 1 angeordnet. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist das Halteelement 6 mit der Oberseite des ersten Gehäuseteils 1 über einen dünnwandigen Bereich 1a verbunden, während der restliche Bereich von dem ersten Gehäuseteil 1 durch einen Schlitz getrennt ist. Außerdem ist ein Fingeranlagebereich 6a an der Seite des freien Endes des Halteelements 6 vorstehend gebildet, und ein L-förmiger Abstützbereich 6b ist zwischen dem Fingeranlagebereich 6a und dem dünnwandigen Bereich 1a gebildet. Der Abstützbereich 6b ist horizontal von der Oberseite des Gehäuseteils 1 nach außen fortgesetzt, und in diesem fortgesetzten Bereich ist ein Loch 6c gebildet, in das eine selbstschneidende Gewindeschraube 7 fest eingeschraubt ist, die als Drehbegrenzungselement dient.

Andererseits ist das zweite Gehäuseteil 2 aus einem oberen Gehäuseelement 8 und einem unteren Gehäuseelement 9 gebildet, die aus Kunstharzmaterial gebildet sind. Beide Gehäuseelemente 8 und 9 sind durch eine geeignete Verbindung, wie beispielsweise Wärmeverstemmen oder Verschrauben, miteinander einstückig verbunden. An der Innenrandseite der Oberseite des oberen Gehäuseelements 8 ist ein nach oben vorstehender Steg 10 gebildet. Ein Paar von Wänden des Stegs 10, bilden in umfangsmäßiger Richtung, Zusammenwirkvorsprünge 10a und 10b. Beide Gehäuseelemente 8 und 9 sind mittig mit Führungslöchern 8a bzw. 9a versehen, und das erste Gehäuseteil 1 ist entlang der Führungslöcher 8a und 9a drehbar.

Das flexible Kabel 3 ist in einem Raum untergebracht, der zwischen beiden Gehäuseteilen 1 und 2 gebildet ist. Der Raum ist in Draufsicht ringförmig und das Kabel ist spiralförmig oder in einer Gestalt mit einem Umkehrbereich dazwischen gewickelt. Das flexible Kabel 3 ist beispielsweise von einem Kabel gebildet, das Flachkabel genannt wird und mehrere zwischen einem Paar von Trägerfilmen verborgene Leiter aufweist. Ein Ende des flexiblen Kabels 3 ist an dem ersten Gehäuseteil 1 befestigt und anschließend über die Leitung 11 nach außen geführt, während das entgegengesetzte Ende davon an dem zweiten Gehäuseteil 2 befestigt ist und dann nach außen über eine Leitung (nicht gezeigt) geführt ist. Eine bekannt Ausrichtvorrichtung aufweisend ein Zahnrad und ein Zusammenwirkelement ist zwischen beiden Gehäuseteilen 1 und 2 angeordnet, wenn sie auch nicht gezeigt ist, wodurch beide Gehäuse in einen passenden neutralen Zustand ausgerichtet werden können.

Die drehbare Verbindungseinrichtung ist generell wie vorangehend beschrieben aufgebaut. Das erste Gehäuseteil 1 ist an der Lenkradseite (Drehelementseite) eines Lenkungssystems befestigt, und das zweite Gehäuseteil 2 ist an der Lagerungsseite (Statorelementseite) der Lenkungswelle befestigt, und die drehbare Verbindungseinrichtung wird als elektrische Verbindungseinrichtung für ein Airbag-System, etc. verwendet. Beim Montieren der drehbaren Verbindungseinrichtung in einem Lenkungssystem ist es wichtig, daß das erste Gehäuseteil 1 um einen gleichen Abstand von der neutralen Position aus in eine Vorwärts- und eine Rückwärtsrichtung gedreht werden kann. Um diese Anforderung zu erfüllen, werden auf der Herstellungsstufe der drehbaren Verbindungseinrichtung das erste und das zweite Gehäuseteil 1, 2 in einem Montagezustand des flexiblen Kabels 3 dazwischen zusammengebaut, und nach dem Abschluß des Zusammenbauens werden beide Gehäuseteile in einem geeigneten Zustand ausgerichtet. In diesem Fall ist die selbstschneidende Schraube 7 nicht in den Abstützbereich 6b des Halteelements 6 eingeschraubt, und die Zusammenwirkvorsprünge 10a und 10b des zweiten Gehäuseteils 2 können mit keinem Teil des Halteelements 6 zusammenstoßen, so daß das erste Gehäuseteil 1 innerhalb des Längenbereichs des flexiblen Kabels 3 relativ zu dem zweiten Gehäuseteil 2 frei drehen kann.

Nachdem das erste Gehäuseteil 1 in der vorangehend beschriebenen Art in der neutralen Position ausgerichtet ist, wird die selbstschneidende Schraube 7 in die in dem Abstützbereich 6b des Halteelements 6 gebildete Öffnung eingeschraubt bis kurz bevor ihr Vorderende mit der Oberseite des zweiten Gehäuseteils 2 zusammenstößt. Folglich ist das Vorderende der selbstschneidenden Schraube 7 innerhalb des Stegs 10 angeordnet und kann mit beiden Zusammenwirkvorsprüngen 10a und 10b zusammenstoßen. Deshalb ist der Drehbereich des ersten Gehäuseteils 1 auf einen festgelegten Winkelbereich durch das Anstoßen der selbstschneidenden Schraube 7 an den beiden Zusammenwirkvorsprüngen 10a und 10b beschränkt. So ist beispielsweise während des Transports der drehbaren Verbindungseinrichtung das Drehen des ersten Gehäuseteils auf den vorangehend genannten Winkelbereich beschränkt und ein zufälliges Drehen des ersten Gehäuseteils 1 relativ zu dem zweiten Gehäuseteil 2 ist nicht zu befürchten. Dieser Zustand kann bis kurz vor Abschluß der Montage in das Lenkungssystem beibehalten werden.

Beim Befestigen der drehbaren Verbindungseinrichtung an dem Lenkungssystem wird zuerst die Wellenöffnung 4 des ersten Gehäuseteils 1 auf die Lenkungswelle gepaßt, und die Positionieröffnung 5 wird auf den Verbindungsstift gepaßt. Dadurch wird es möglich, die Drehkraft der Lenkungswelle von dem Verbindungsstift zu dem ersten Gehäuseteil 1 über die Positionieröffnung 5 zu übertragen. Bei dieser Verbindung kann die Positionieröffnung 5 leicht an den Verbindungsstift angepaßt werden, da, wie vorangehend beschrieben, das erste Gehäuseteil 1 um einen festgelegten Winkel durch Drehen des Gehäuseteils 1 in dem Winkelbereich gedreht werden kann.

Dann wird das zweite Gehäuseteil 2 an einem festgelegten Statorelement, z. B. der Lenksäule, auf geeignete Weise wie beispielsweise durch Verschrauben befestigt, und danach muß der Arbeiter mit seinem Finger den Fingeranlagebereich 6a des Halteelements 6 ergreifen und das Halteelement 6 in die durch die Strich-Punkt-Punkt-Linie in Fig. 4 angegebene Richtung biegen, wodurch das Halteelement 6 von dem ersten Gehäuseteil 1 entfernt wird. Dabei kann das Halteelement 6 leicht an dem dünnwandigen Bereich 1a als einer vorgegebenen Trennstelle abgebrochen werden, da zwischen dem Basisbereich des Haltelements 6 und der Oberseite des ersten Gehäuseteils 1 der dünnwandige Bereich 1a vorhanden ist. Da die selbstschneidende Schraube 7 nur in den Abstützbereich 6b des Haltelements 6 und nicht in das zweite Gehäuseteil 2 geschraubt ist, wird sie außerdem von dem ersten Gehäuseteil 1 zusammen mit dem Haltelement 6 entfernt. Folglich ist die Drehbegrenzung des ersten Gehäuseteils 1 durch die selbstschneidende Schraube 7 und die beiden Zusammenwirkvorsprünge 10a und 10b aufgehoben, und so kann das erste Gehäuseteil 1 bezüglich des zweiten Gehäuseteils 2 frei drehen.

Indem schließlich das Lenkrad an der Lenkungswelle befestigt wird, wird das Montieren der drehbaren Verbindungseinrichtung an dem Lenkungssystem abgeschlossen, und die drehbare Verbindungseinrichtung ist nun verwendungsbereit. Bei Betrieb wird, da das Lenkrad im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, die Drehkraft sowohl von der Lenkungswelle als auch von dem Verbindungsstift auf das erste Gehäuseteil 1 über die Positionieröffnung 5 übertragen, so daß das erste Gehäuseteil 1 in die gleiche Richtung dreht. Wenn beispielsweise das Lenkrad aus seiner neutralen Drehposition im Uhrzeigersinn gedreht wird, dreht sich auch das erste Gehäuseteil 1 im Eingriff damit im Uhrzeigersinn und das flexible Kabel 3 wird um die äußere Umfangsfläche des ersten Gehäuseteils 1 aufgewickelt. Wenn im Gegensatz dazu das Lenkrad im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, dreht sich das erste Gehäuseteil auch im Eingriff damit im Gegenuhrzeigersinn und das flexible Kabel 3 wird entlang der inneren Umfangsfläche des oberen Gehäuseelements 8 des zweiten Gehäuseteils 2 abgewickelt. In beiden Fällen wird die elektrische Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen 1 und 2 durch das flexible Kabel 3 aufrechterhalten.

Nach der vorangehend beschriebenen Ausführungsform werden auf der Herstellungsstufe der drehbaren Verbindungseinrichtung beide Gehäuseteile 1 und 2 korrekt ausgerichtet und danach wird die selbstschneidende Schraube 7 in den Abstützbereich 6d des integral mit dem Gehäuseteil 2 gebildeten Haltelements 6 geschraubt, mit dem Ergebnis, daß die selbstschneidende Schraube 7 mit beiden Zusammenwirkvorsprüngen 10a und 10b, die mit dem zweiten Gehäuseteil 2 zusammenhängend sind, zusammenstoßen kann. So kann das freie Drehen zwischen den beiden Gehäuseteilen 1 und 2 auf einfache Art gesperrt werden. Insbesondere ist es ausreichend, die selbstschneidende Schraube 7 nur in das Loch 6c des Halteelements 6 zu schrauben, da die selbstschneidende Schraube 7 das Halteelement 6 nicht befestigt, sondern als ein Anschlag zum Zusammenstoßen mit den beiden Zusammenwirkvorsprüngen 10a und 10b dient. D. h., der beschwerliche Arbeitsschritt des Ausrichtens der Öffnung 6c mit dem Gewindeloch kann entfallen. Daneben ist es möglich, die Anzahl der verwendeten Bauteile zu senken, da das Halteelement 6 mit dem ersten Gehäuseteil 1 über den dünnwandigen Bereich 1a zusammen hängt. Außerdem ist es nicht wahrscheinlich, daß sich die selbstschneidende Schraube 7 zufällig während des Transports der drehbaren Verbindungseinrichtung oder etwas ähnlichem löst, da die selbstschneidende Schraube 7 durch Schwingungen nur schwer locker wird. So kann der gesperrte Zustand zwischen den beiden Gehäuseteilen 1 und 2 sicher beibehalten werden.

Als ein Element zum Begrenzen des frei Drehens des ersten Gehäuseteils 1 sind die zwei Zusammenwirkvorsprünge 10a und 10b in umfangsmäßiger Richtung des zweiten Gehäuseteils 2 mit einem festgelegten Abstand gebildet, so daß es möglich ist, das Sperren zwischen den zwei Gehäuseteilen 1 und 2 zu bewirken, wobei das Drehen des ersten Gehäuseteils 1 auf einen festgelegten Winkelbereich beschränkt ist. Deshalb ist es möglich, durch Drehen des ersten Gehäuseteils 1 in dem festgelegten Winkelbereich eine Positionsabweichung zwischen der drehbaren Verbindungseinrichtung und dem Lenkungssystem beim Montieren ersterer an letzterem zu korrigieren und so zu ermöglichen, daß diese Montierarbeit auf einfache Art ausgeführt werden kann.

Außerdem kann das Halteelement 6 einfach ohne ein Werkzeug wie einen Schraubenzieher abgetrennt werden, da das Halteelement 6 über den dünnwandigen Bereich 1a mit dem ersten Gehäuseteil 1 verbunden ist. Folglich kann der Sperrzustand der beiden Gehäuseteile 1 und 2 durch einen so einfachen Arbeitsschritt wie das Entfernen des Halteelements 6 von dem ersten Gehäuseteil 1 aufgehoben werden.

Beispielsweise können die beiden Gehäuseteile 1 und 2 als das feste Teil bzw. das bewegbare Teil verwendet werden, obwohl in der vorangehenden Ausführungsform das erste und das zweite Gehäuseteil 1, 2 als das bewegbare Teil bzw. das feste Teil verwendet werden.

Obwohl bei der vorangehenden Ausführungsform die selbstschneidende Schraube 7 als das Drehbegrenzungselement verwendet wird, kann anstelle der selbstschneidenden Schraube 7 eine übliche in ein Gewindeloch in dem Abstützbereich 6b des Halteelements 6 eingeschraubte Schraube oder ein gestufter Stift verwendet werden, der nur in eine Einsetzrichtung in die Öffnung 6c des Halteelements 6 eingepreßt werden kann.

Außerdem kann auch eine große Anzahl kleiner Löcher zwischen dem Basisbereich des Halteelements 6 und dem ersten Gehäuseteil 1 gebildet sein und diese kleinen Löcher können als vorgegebene Trennstelle 1a verwendet werden, obwohl in der vorangehenden Ausführungsform als vorgegebene Trennstelle der dünnwandige Bereich 1a verwendet wird.

Claims (3)

1. Drehbare Verbindungseinrichtung, umfassend:
ein erstes Gehäuseteil (1) und ein zweites Gehäuseteil (2), die drehbar miteinander verbunden sind;
ein flexibles Kabel (3), das zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil untergebracht und aufgewickelt ist;
ein Halteelement (6), das mit dem ersten Gehäuseteil (1) über eine vorgegebene Trennstelle (1a) einstückig ausgebildet ist;
ein als Schraube ausgebildetes Drehbegrenzungselement (7), das an dem Halteelement (6) angebracht ist; und
eine Anschlageinrichtung (10a; 10b) an dem zweiten Gehäuseteil (2),
wobei ein freies Drehen zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil (1; 2) durch Anstoßen des vorderen Endes des Drehbegrenzungselements an der Anschlageinrichtung begrenzt wird und der Sperrzustand zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil (1; 2) nach dem Entfernen des Halteelements (6) von dem ersten Gehäuseteil (1) an der vorgegebenen Trennstelle (1a) aufgehoben ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (7) in das Halteelement (6, 6b) derart eingeschraubt ist, daß ihr vorderes Ende in eine Bewegungsbahn ragt, die an dem zweiten Gehäuseteil (2) durch die Anschlageinrichtung in Form zweier Vorsprünge (10a, 10b) gebildet ist, die einen definierten Winkelabstand aufweisen.

2. Drehbare Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Trennstelle von einem dünnwandigen Bereich (1a) gebildet ist.

3. Drehbare Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Schraube selbstschneidend ist.