DE19727856A1 - Anordnung zur Verrastung zweier gegeneinander verdrehbarer Teile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verrastung zweier gegeneinander verdrehbarer Teile nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist oft erwünscht, gegeneinander verdrehbare Teile, wie z. B. den Stator und Rotor einer Kontakteinheit in Lenkrädern von Automobilen, vor der endgültigen Montage am Einbauort vorzumontieren. Sowohl der Vorgang, bei dem diese Teile über Rastelemente am Einbauort befestigt werden, als auch der Vorgang, bei dem diese Teile so miteinander verbun­ den werden, daß sie gegeneinander drehbar bleiben, wird nachfolgend als Verrastung bezeichnet.

Aus der DE 195 25 928 A1 ist eine Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Signale zwischen einem Lenkrad und einer feststehenden Baugruppe eines Fahrzeuges unter Verwendung eines Rotors und eines Stators bekannt. Bei dieser auch als Kontakteinheit bezeichneten Vorrichtung ist der Stator ein ringförmiges flaches Teil und er ist auf der Lenksäulenverkleidung gegen Drehung gesichert, während der Rotor durch eine ringförmige Gehäusekammerumman­ telung, die rings um die Nabe verläuft, gebildet ist. Zwischen beiden ist ein Raum für die Aufnahme eines Kabels vorhanden.

In der Gehäusekammerummantelung ist eine Ringnut vorgese­ hen, der eine entsprechende Ringnut auf der Wand der Nabe zugeordnet ist. In diese Ringnuten greifen der äußere und innere Rand des Stators mit einem solchen axialen und radialen Spiel ein, daß das Lenkrad bei Drehbewegungen und bei axialen Bewegungen den Stator nicht berührt.

Die Montage dieser Vorrichtung erfolgt in der Weise, daß nach dem Einbringen des Kabels der Stator mit dem Rotor verrastet wird, d. h. der Innen- und Außenrand des Stators werden unter Ausnutzung der elastischen Verformbarkeit der entsprechenden Teile in die Ringnuten gedrückt. Wegen der Verrastung zwischen dem Stator und dem Rotor kann das Lenkrad mit der Kontakteinrichtung vorgefertigt werden und beim Kfz-Hersteller komplett montiert werden. Dort wird das Lenkrad in bekannter Weise auf die Lenkspindel aufgesetzt und mittels einer Mutter befestigt, wobei ein Bolzen an der Lenksäulenverkleidung in eine Ausnehmung am Stator ein­ greift und diesen so vor Verdrehung sichert.

Weiterhin sind der Stator und der Rotor als gesonderte Bau­ gruppen bekannt, die in der beschriebenen Weise miteinander verrastet sind, wobei der Rotor freilaufend ist. In dieser Ausführung wird auch der Rotor mit dem Lenkrad und der Stator mit der Lenksäulenverkleidung oder mit dem Blinker­ lenkstockschalter durch Rastelemente verbunden, wobei die Verrastung durch Andruck in Richtung der Rotor- und Stator­ längsachse erfolgt. Für den Fall, daß Stator und Rotor vor der Montage am Kfz wie im o.g. Fall bereits miteinander verrastet und im Lenkrad integriert sind, ergibt sich der Nachteil, daß die Kontakteinheit überdrückt werden muß, um im Blinkerlenkstockschalter einzurasten. Die Kontakteinheit muß deshalb anschließend in eine Nullposition zurückgescho­ ben werden oder das Überdrücken müßte mit einem Spezialwerk­ zeug verhindert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Montage zweier freilaufender, gegeneinander verdrehbarer, miteinan­ der verrasteter Teile, insbesondere des Stators und des Rotors einer freilaufenden, lenkradintegrierten Kontaktein­ heit zu erleichtern und sicherer zu gestalten.

Erfindungsgemäß wird das gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Bei einer Anordnung zur Verrastung zweier, gegeneinander verdrehbarer Teile, insbesondere zur Verrastung des Stators und eines freilaufenden Rotors einer Kontakteinheit in Lenkrädern von Kraftfahrzeugen, ist erfindungsgemäß vorgese­ hen, daß die Teile in mindestens zwei Stellungen miteinan­ der verrastbar sind. Dabei ist es zweckmäßig, daß die Rastelemente so ausgebildet sind, daß der erforderliche Kraftaufwand für das Verrasten und Entrasten in jeder Raststellung unterschiedlich ist.

Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, unterschiedli­ che Anforderungen bei der Montage der miteinander zu verra­ stenden Teile zu erfüllen. So ist es möglich, die Rastele­ mente so auszubilden, daß die Verrastung von der ersten Stellung ausgehend zunehmend schwergängiger ist und daß die Entrastung von der letzten Stellung ausgehend zur ersten Stellung zunehmend schwergängiger ist. Dadurch ist es möglich, eine Kontakteinheit in einer ersten Verrastungs­ stellung anzuliefern und in dieser Stellung auf einem Blinkerlenkstockschalter zu verrasten. Durch stärkeren Andruck wird anschließend der Rotor der Kontakteinheit in die Einbaulage, d. h. in die Nullposition gebracht, die der Arbeitslage entspricht. Bei der Demontage sorgt diese Anordnung mit der Mehrfachverrastung dafür, daß die Kon­ takteinheit zunächst aus der Einbaulage in die Vorverrastungsstufe schnappt, bevor die Statorverrastung überwunden und die Kontakteinheit damit vom Blinkerlenkstockschalter gelöst wird.

Infolge der Mehrfachverrastung wird die Montage der mitein­ ander zu verrastenden Teile und deren Befestigung an weite­ ren Baugruppen, wie einem Blinkerlenkstockschalter, verein­ facht und sicherer. Für die Montage oder Demontage sind keine Spezialwerkzeuge erforderlich und spezielle Anweisungen an Monteure sind ebenfalls nicht erforderlich.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist bei einer Kon­ takteinheit in Lenkrädern der Rotor bzw Stator zwei wulstar­ tige, ringförmige Rastelemente für eine erste und eine zweite Raststellung auf, die in Richtung der Rastbewegung im Abstand zueinander angeordnet sind, denen am Stator bzw. Rotor ein Rastelement zugeordnet ist, wobei das Rastelement des Rotors bzw. Stators für die erste Raststellung eine dem Lenkrad abgewandte Eingriffsfläche aufweist, die mit dem Ra­ stelement des Stators bzw. Rotors ein leichtgängigeres Ver­ rasten ermöglicht als eine entsprechende Eingriffsfläche des Rastelementes des Rotors bzw. Stators für die zweite Raststellung, und wobei das Rastelement des Rotors bzw. Stators für die erste Raststellung eine dem Lenkrad Zuge­ wandte Eingriffsfläche aufweist, die gegenüber dem Rastele­ ment des Stators bzw. Rotors ein schwergängigeres Entrasten ermöglicht als eine entsprechende Eingriffsfläche des Raste­ lementes des Rotors bzw. Stators für die zweite Raststel­ lung.

Die unterschiedliche Gängigkeit der Rastelemente wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß die Eingriffsflächen unterschiedliche Neigungen bezüglich der Längsachse des Rotors und Stators aufweisen, wobei die leichter überwindba­ ren Eingriffsflächen eine geringere Neigung als die schwe­ rer überwindbaren aufweisen.

Die Eingriffsflächen des Rastelementes des Stators weisen vorzugsweise eine entgegengesetzt gleich große Neigung bezüglich der Längsachse des Rotors und Stators auf, so daß ihr Einfluß auf die Leicht- bzw. Schwergängigkeit beim Verrasten und Entrasten gleich groß ist.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Stator mindestens ein Rastelement für seine Verbindung mit einem Blinkerlenkstockschalter aufweist, wobei das Rastele­ ment mit Eingriffsflächen versehen ist, deren Neigung bezüglich der Längsachse des Stators zwischen der Neigung der Eingriffsflächen für die schwer- und leichtgängige Verrastung bzw. Entrastung zwischen Stator und Rotor liegt.

Auch der Rotor sollte zweckmäßig mindestens ein Rastelement für seine Verbindung mit dem Lenkrad aufweisen, wobei das Rastelement mit einer Eingriffsfläche für das Verrasten versehen ist, deren Neigung bezüglich der Längsachse des Rotors zwischen der Neigung der Eingriffsflächen für die schwer- und leichtgängige Verrastung zwischen Stator und Rotor liegt, und wobei das Rastelement eine Eingriffsfläche für das Entrasten aufweist, deren Neigung bezüglich der Längsachse des Rotors der Neigung der Eingriffsflächen für die schwergängige Verrastung zwischen Stator und Rotor ent­ spricht.

Bei der Vorverrastung in der ersten Raststellung ist auch eine Verdrehsicherung erforderlich, die in an sich bekann­ ter Weise erfolgen kann. In einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist aber vorgesehen, daß der Rotor oder Stator mindestens eine wulstartige Verstärkung aufweist, der am Stator bzw. Rotor mindestens eine in der ersten Raststellung, die die Vorraststellung darstellt, die gegenseitige Verdrehung des Stators und Rotors verhindernde Ausbuchtung zugeordnet ist. Dadurch kann die Kontaktein­ heit in der ersten Raststellung gegen radiales Verdrehen gesichert werden. Diese Verdrehsicherung stellt gleichzei­ tig eine Transportsicherung dar.

In einer Ausführungsform ist die Ausbuchtung im ring- und wulstförmigen Rastelement vorgesehen. Durch die Ausnutzung des Rastelementes auch für die Verdrehsicherung ist am Stator kein zusätzliches Element für die Verdrehsicherung erforderlich. Es ist zweckmäßig, daß Ausbuchtungen umlau­ fend vorgesehen sind.

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

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Kontakteinheit, bei der der Stator und Rotor vorverrastet sind;

Fig. 2 eine Einzelheit Z nach Fig. 1;

Fig. 3 die Kontakteinheit nach Fig. 1 in einer perspekti­ vischen Darstellung zwischen einem Lenkrad und einem Blinkerlenkstockschalter.

Fig. 4 die Kontakteinheit nach Fig. 1 in einer verraste­ ten Stellung;

Fig. 5 eine Ausführungsform mit einer Verdrehsicherung;

Fig. 6 einen Schnitt, in Richtung der Pfeile VI-VI der Fig. 5 gesehen;

Fig. 7 einen Schnitt, in Richtung der Pfeile VII-VII der Fig. 6 gesehen.

Die in der Fig. 1 dargestellte Kontakteinheit besteht aus einem Stator 1 und einem Rotor 2. Der Stator 1 ist in der vorliegenden Ausführungsform ringförmig und weist einen U-förmigen Querschnitt auf, wobei die offene Seite des U oben liegt. Der Rotor 2 ist ebenfalls ringförmig mit U-förm­ igem Querschnitt. Die offene Seite des U liegt bei diesem unten, so daß der Rotor in montierter Lage über den Stator greift. Im ringförmigen Stator 1 ist für die Energie- und Signalübertragung vom Stator zum Rotor und umgekehrt ein Wickelband 1a vorgesehen. Der Stator 1 weist gemäß der Fig. 2 ein ring- und wulstförmiges Rastelement 3 auf, das Eingriffsflächen 4,5 hat, die eine entgegengesetzt gleich große Neigung bezüglich der Längsachse 6 des Rotors und Stators aufweisen. Dem Rastelement 3 sind ring- und wulstförmige Rastelemente 7, 8 des Rotors 2 zugeordnet. Das Rastelement 7 weist eine einem Lenkrad 22 (Fig. 4) zugekehr­ te Eingriffsfläche 9 geringerer Neigung und eine diesem ab­ gekehrte Eingriffsfläche 10 größerer Neigung auf. Das Raste­ lement 8 weist eine dem Lenkrad zugekehrte Eingriffsfläche 11 größerer Neigung und eine diesem abgekehrte Eingriffsflä­ che 12 geringerer Neigung auf. Die Eingriffsflächen geringe­ rer Neigung sind durch das Rastelement 3 leichter zu über­ winden als die Eingriffsflächen größerer Neigung, so daß diese auch als leicht- bzw. schwergängig bezeichnet wer­ den. Auch diese unterschiedlichen Neigungen beziehen sich auf die genannte Längsachse 6.

Der Stator 1 weist weiterhin Rastelemente 13, 14 auf, mittels derer er auf einem Blinkerlenkstockschalter 15 (Fig. 4) in Rastöffnungen 16, 17 verrastet werden kann. Diese Rastelemente weisen Eingriffsflächen 18, 19 auf, deren Neigung bezüglich der Längsachse 6 zwischen der der leicht- und schwergängigen Eingriffsflächen des Rotors liegt, so daß diese auch als mittelgängig bezeichnet werden können. Der Stator kann mittels der Rastelemente 13, 14 auch auf der Lenksäulenverkleidung oder auf einem anderen stationären Trägerteil befestigt werden.

Der Rotor 2 weist neben den genannten Rastelementen weitere Rastelemente 20, 21 auf, mittels derer er am Lenkrad 22 in nicht sichtbaren Rastöffnungen verrastet werden kann. Diese Rastelemente weisen Eingriffsflächen 23, 24 auf, wobei die Eingriffsfläche 23 mittelgängig und die Eingriffsfläche 24 schwergängig ist.

Bei der Montage werden zunächst der Stator 1 und der Rotor 2 in die in der Fig. 1 dargestellte erste Verraststellung gebracht, indem die leichtgängige Eingriffsfläche 12 des Rotors mit der Eingriffsfläche 4 des Stators in Eingriff gebracht wird. Durch das Aufeinanderdrücken dieser Flächen werden die Rastelemente 3 und 8 elastisch verformt und der Rotor in die Raststellung der Fig. 1 gebracht.

Anschließend wird die so vormontierte Kontakteinheit auf den Blinkerlenkstockschalter 15 aufgesetzt und mittels der Rastelemente 13, 14 über die mittelgängige Eingriffsfläche 19 mit diesem verrastet. Die Lage des Rotors und Stators zueinander ändert sich dabei nicht, da deren zweite Rast­ stellung nur über die schwergängige Eingriffsfläche 10 des Rastelementes 7 erzielbar ist. Die zweite Raststellung kann im Anschluß an die Verrastung mit dem Blinkerlenkstockschal­ ter 15 durch die Montagesteckkraft bei der Lenkradmontage erreicht werden. Da die Eingriffsfläche 23 gegenüber dem Lenkrad mittelgängig ist, die Eingriffsfläche 10 gegenüber dem Stator aber schwergängig ist, wird bei diesem Montage­ vorgang zunächst der Rotor mit dem Lenkrad verrastet und bei stärkerem Andruck wird schließlich der Rotor 2 in die zweite Verraststellung, d. h. in seine Arbeitsstellung gebracht.

Bei der Demontage werden durch das Aufbringen einer Zug­ kraft am Lenkrad 22 die Eingriffsflächen 9, 5, 18 und 24 belastet. Da die Eingriffsfläche 9 leichtgängig ist, wird dabei zunächst der Rotor 2 aus der zweiten Verraststellung (Fig. 3) in die erste Verraststellung (Fig. 1) gebracht. Durch stärkeres Ziehen wird wegen der mittelgängigen Ein­ griffsfläche 18 die Kontakteinheit komplett vom Blinker­ lenkstockschalter 15 gelöst. Da die beiden übrigen Ein­ griffsflächen 11 und 24 schwergängig sind, kann die Kon­ takteinheit zusammen mit dem Lenkrad als Baugruppe vom Kfz entfernt werden.

Diese Baugruppe steht damit zu jeder Wiedermontage funkti­ onsbereit zur Verfügung und kann ohne Hilfswerkzeug mon­ tiert werden. Weiterhin kann eine Baugruppe dieser Art als Ersatzbaugruppe komplett vormontiert bereit liegen und kann nach der Demontage der defekten Baugruppe in der angegebe­ nen Weise auf dem Blinkerlenkstockschalter montiert werden, wobei der Rotor durch Einrasten in die zweiten Raststellung in seine Arbeitsstellung gebracht wird.

Neben der Verrastung in axialer Richtung ist auch eine Verdrehsicherung des Rotors und Stators zueinander in der ersten Raststufe als Vorraststufe erforderlich. In der Ausführungsform der Fig. 5 bis 7 ist zu diesem Zweck am Rotor 2 eine wulstartige Verstärkung 25 vorgesehen, die das aus den Fig. 6 und 7 erkennbare Profil aufweist. Der wulstartigen Verstärkung 25 sind am ring- und wulstförmigen Rastelement 3 umlaufende Ausbuchtungen zugeordnet, von denen nur fünf Ausbuchtungen 26 bis 30 dargestellt sind.

Durch diese Verdrehsicherung wird bei jeder Demontage die aktuelle Wickelbandstellung gewährleistet. Die Lage der Ver­ stärkung 25 in der Ausbuchtung 28 gemäß der Fig. 6 charakte­ risiert eine Mittenstellung bei Geradeausstellung der Fahr­ zeugräder. Die Kontakteinheit wird vor der Montage in diese Mittenstellung der Wickellage gebracht und durch Einrasten in die erste Raststellung wird diese Lage gesichert. Bei der Montage der Kontakteinheit am Kraftfahrzeug ist darauf zu achten, daß die Fahrzeugräder die Geradeausstellung einnehmen. Diese Raststellung stellt gleichzeitig eine Transportsicherung dar.

Bei der Montage der Kontakteinheit am Kraftfahrzeug wird, wie vorher beschrieben, der Rotor 2 in die zweite Raststel­ lung gebracht. Dadurch wird die Verdrehsicherung freigege­ ben. Die Kontakteinheit kann nun freilaufen.

Auch bei der Demontage sollten die Fahrzeugräder wieder in die Geradeausstellung gebracht werden. Bei der dargestell­ ten Ausführungsform ist das jedoch nicht erforderlich, da die wulstartige Verstärkung 25 in der ersten Raststellung auch in die Ausbuchtungen 26 sowie 28 bis 30 einrasten kann, die Räderstellungen entsprechen, die von der Geradeausstellung abweichen. In diesem Fall ist aber zu sichern, daß die Räderstellung bis zur erneuten Montage der Kontakteinheit bzw. des Lenkrades unverändert bleibt.

Claims (12)

1. Anordnung zur Verrastung zweier gegeneinander verdrehbarer Teile, insbesondere zur Verrastung des Stators und eines freilaufenden Rotors einer Kon­ takteinheit in Lenkrädern von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die gegeneinander verdrehbaren Teile (1, 2) in mindestens zwei Stellungen miteinander verrastbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rastelemente (7, 8) so ausgebildet sind, daß der erforderliche Kraftaufwand für das Verrasten und Entrasten in jeder Raststellung unterschiedlich ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rastelemente (7, 8) so ausgebil­ det sind, daß die Verrastung von der ersten Stel­ lung ausgehend zunehmend schwergängiger ist und daß die Entrastung von der letzten Stellung ausgehend zur ersten Stellung zunehmend schwergängiger ist.

4. Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Kontakteinheit in einem Lenkrad der Rotor (2) oder Stator zwei wulstartige, ringförmige Rastelemente (7, 8) für eine erste und eine zweite Raststellung aufweist, die in Richtung der Rastbewegung im Abstand zueinander angeordnet sind, denen am Stator (1) bzw. Rotor ein Rastelement (3) zugeordnet ist, wobei das Rastelement (8) für die erste Raststel­ lung des Rotors (2) eine dem Lenkrad (22) abgewand­ te Eingriffsfläche (12) aufweist, die mit dem Raste­ lement (3) des Stators bzw. Rotors ein leichtgängi­ geres Verrasten ermöglicht als eine entsprechende Eingriffsfläche (10) des Rastelementes (7) des Rotors (2) bzw. Stators für die zweite Raststel­ lung, und wobei das Rastelement (8) für die erste Raststellung des Rotors (2) eine dem Lenkrad (22) zugewandte Eingriffsfläche (11) aufweist, die gegenüber dem Rastelement (3) des Stators (1) bzw. Rotors ein schwergängigeres Entrasten ermöglicht als eine entsprechende Eingriffsfläche (9) des Rastelementes (7) des Rotors (2) bzw. Stators für die zweite Raststellung.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsflächen (9, 10, 11, 12) unter­ schiedliche Neigungen bezüglich der Längsachse (6) des Rotors (2) und Stators (1) aufweisen.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die leichter überwindbaren Eingriffsflächen (9, 12) eine geringere Neigung als die schwerer über­ windbaren Eingriffsflächen (10, 11) aufweisen.

7. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsflächen (4, 5) des Rastelementes (3) des Stators (1) bzw. Rotors die entgegengesetzt gleich große Nei­ gung bezüglich der Längsachse (6) des Rotors und Stators aufweisen.

8. Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (1) mindestens ein Rastelement (13, 14) für seine Verbindung mit einem Blinkerlenkstockschalter (15) aufweist, wobei das Rastelement (13, 14) Eingriffs­ flächen (18, 19) aufweist, deren Neigung bezüglich der Längsachse (6) des Stators (1) zwischen der Neigung der Eingriffsflächen (10, 11) für die schwergängige und der Eingriffsflächen (9, 12) für die leichtgängige Verrastung bzw. Entrastung zwi­ schen Stator und Rotor liegt.

9. Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) mindestens ein Rastelement (20, 21) für seine Verbindung mit dem Lenkrad (22) aufweist, wobei das Rastelement (20, 21) eine Eingriffsfläche (23) für das Verrasten aufweist, deren Neigung bezüglich der Längsachse (6) des Rotors zwischen der Neigung der Eingriffsflächen (10, 11) für die schwergängige und der Eingriffsflächen (9, 12) für die leichtgängige Verrastung zwischen Stator und Rotor liegt, und wobei das Rastelement (20, 21) eine Eingriffsfläche (24) für das Entrasten aufweist, deren Neigung bezüglich der Längsachse (6) des Rotors der Neigung der Eingriffsflächen (10, 11) für die schwergängige Verrastung zwischen Stator und Rotor entspricht.

10. Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) oder Stator mindestens eine wulstartige Verstär­ kung (25) aufweist, der am Stator (1) bzw. am Rotor mindestens eine in der ersten Raststufe die gegen­ seitige Verdrehung des Stators und Rotors verhin­ dernde Ausbuchtung (26-30) zugeordnet ist.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtung (26-30) im ring- und wulst­ förmigen Rastelement (3) vorgesehen ist.

12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Ausbuchtungen umlaufend vorgesehen sind.