DE29724369U1 - Funktionsmodul für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Lüdenscheid, den 19.09.2000 P 1048 EP/G ANR: 1535978

Anmelderin: Firma

Leopold Kostal GmbH & Co. KG Wiesenstr. 47
58507 Lüdenscheid

Funktionsmodul Beschreibung

Die vorliegende Erfindung geht von einem entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruchs konzipierten Funktionsmodul für Kraftfahrzeuge aus.

Derartige Funktionsmodule sind dazu vorgesehen, der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs auf einfache Art und Weise eine Vielzahl von Funktionseinheiten zuordnen zu können. Die Funktionseinheiten eines solchen Funktionsmoduls können z.B. als elektrische Schalter ausgeführt sein, um durch deren Betätigung verschiedene am Kraftfahrzeug zu realisierende Funktionen wie z.B. Stand-/Fahrlicht, Fahrtrichtungsanzeige, Wischen/Waschen, zu initiieren.

Durch die DE 28 10 790 B2 ist ein dem Oberbegriff des Hauptanspruchs entsprechendes Funktionsmodul für Kraftfahrzeuge bekanntgeworden. Dieses Funktionsmodul besteht im wesentlichen aus einem an dem Mantelrohr der Lenksäule festlegbaren Träger, an dem mehrere jeweils als elektrische Schalter ausgeführte Funktionseinheiten festlegbar sind. Die als elektrische Schalter ausgeführten Funktionseinheiten sind jeweils mit einem Steckverbinderteil

versehen und über eine entsprechende Anzahl von Anschlußverbinderteilen an das Bordnetz des Kraftfahrzeugs angeschlossen. Oftmals sollen aber bei modernen Kraftfahrzeugbordnetzen dem Träger eines solchen Funktionsmoduls bestimmte Funktionseinheiten lediglich optional zugeordnet werden. D.h. der Käufer eines Kraftfahrzeugs kann zusätzlich zur Basisausstattung nach seinem persönlichen Geschmack Zusatzausstattungen hinzuwählen. Die Funktionen solcher Zusatzausstattungen sind dann über Satellitenfunktionseinheiten realisierbar, die dem Träger bedarfsweise zugeordnet werden. Dies bedeutet, daß zur funktionalen Anbindung eines solchen Funktionsmoduls an das Bordnetz

&iacgr;&ogr; eines Kraftfahrzeugs mehrere und ggf. auch in ihrer Ausbildung verschiedene Anschlußverbinderteile notwendig sind, die mehreren ggf. verschiedenen Steckverbinderanordnungen zugeordnet werden müssen. Im Bereich der Lenksäule ist jedoch das Händeln von mehreren Anschlußverbinderteilen nicht nur lästig, sondern auch mit einem erheblichen Aufwand und der Gefahr von Verwechslungen verbunden.

Außerdem ist durch die DE 44 27 883 C1 eine Einrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt geworden, die mehrere Schalter, eine Signalübertragungsvorrichtung und eine auf einer Leiterplatte angeordnete Sensoreinrichtung aufweist. Die Leiterplatte steht unmittelbar mit den Schaltern elektrisch in Verbindung. Ferner ist ein zentraler Anschlußbereich an der Einrichtung vorgesehen der zur elektrischen Verbindung mit dem Kraftfahrzeugbordnetz dient.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Funktionsmodul so weiterzubilden, daß unabhängig von dessen Auslegung, d.h. ausgehend von einer minimalen bis zur maximal möglichen Bestückung mit Satellitenfunktionseinheiten der Anschluß des Funktionsmoduls an das Bordnetz des Kraftfahrzeuges auf einfache Art und Weise über möglichst wenige, an zentraler Stelle anzubringende Anschlußverbinderteile realisierbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Bei einem derartigen Aufbau ist besonders vorteilhaft, daß die zur internen Kopplung des Funktionsmoduls notwendigen Steckverbinderteile bzw. Gegensteckverbinderteile direkt an den Funktionseinheiten bzw. an dem Verteilungsgerät vorhanden sind, so daß bei der Montage des Funktionsmoduls ein Hantieren von an biegeschlaffen Leitungen angeschlossenen Steckverbinderteilen völlig entfällt, und über die Steckverbinderteile gleichzeitig eine mechanische Verbindung zwischen den Funktionsmodulen und dem Verteilungsgerät entsteht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung prinziphaft den Aufbau eines Funktionsmoduls in explosionsartiger Darstellung.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht ein solches Funktionsmodul für Kraftfahrzeuge im wesentlichen aus einem Träger 1, an welchem eine Basisfunktionseinheit 2 und mehrere Satellitenfunktionseinheiten 3 festlegbar sind, wobei der Träger 1 und somit das Funktionsmodul über eine Befestigungseinrichtung am Mantelrohr 5 der Lenksäule festlegbar ist.

Wie desweiteren aus der Zeichnung hervorgeht, ist die Befestigungseinrichtung schellenartig ausgebildet und einstückig in den Träger 1 integriert. Dazu ist in den aus Zink-Druck-Guß bestehenden Träger 1 eine sich in Uimfangsrichtung des Mantelrohrs 5 erstreckende Zunge 6 eingeformt. Die Zunge 6 kann über eine zugeordnete Schraube 10 angezogen werden. Zu diesem Zweck befindet sich an dem freien Ende der Zunge 6 ein senkrecht von dieser abstehender, mit einer Gewindebohrung versehener erster Befestigungsbock 8 und gegenüberliegend am Träger 1 ein ebenfalls senkrecht von diesem abstehender zweiter

Befestigungsbock 9. Die beiden Befestigungsböcke 8,9 sind einander beabstandet zugeordnet, so daß über ein Betreiben der angebrachten Schraube 10 ein Anziehen der Zunge 6 erreicht wird, womit erhebliche Klemmkräfte auf das Mantelrohr 5 aufgebracht werden. Ein einfaches und sicheres Festlegen des Trägers 1 bzw. des Funktionsmoduls am Mantelrohr 5 ist somit gewährleistet.

Einstückig ist außerdem an den Träger 1 ein Teilabschnitt 11 des Gehäuses der Basisfunktionseinheit 2 angeformt. Die Basisfunktionseinheit 2 ist somit quasi Bestandteil des Trägers 1, d.h. nach dem Anbringen ist diese nicht ohne

&iacgr;&ogr; größeren Aufwand wieder vom Träger 1 zu lösen. Die Satellitenfunktionseinheiten 3 hingegen können über Halteelemente 12 schnell und einfach wieder lösbar am Träger 1 befestigt werden. Muß ggf. eine der Satellitenfunktionseinheiten 3 ausgetauscht werden, oder besteht der Bedarf, optional eine oder mehrere Satellitenfunktionseinheiten 3 zur Basisfunktionseinheit 2 hinzuzufügen, so ist das ohne großen Aufwand möglich. Auch ein Hinzufügen von Satellitenfunktionseinheiten 3 zu einem späteren Zeitpunkt, d.h. nach dem Einbau ins Kraftfahrzeug ist ohne großen Aufwand zu realisieren.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Halteelemente 12 des Trägers 1 und von zwei der drei gezeigten Satellitenfunktionseinheiten 3 als schwalbenschwanzförmige Nuten und Federn ausgebildet. Die als Nuten und Federn ausgebildeten Halteelemente 12 verlaufen in Längsrichtung des Mantelrohrs 5, so daß die beiden Satellitenfunktionseinheiten 3 zur Befestigung von der dem Lenkrad zugewandten Seite auf den Träger 1 bzw. auf die Basisfunktionseinheit 2 aufgeschoben werden können. Eine der drei Satellitenfunktionseinheiten 3 ist über zwei Schrauben 21 an der dem Lenkrad zugewandten Oberseite des Trägers 1 festlegbar. Genausogut ist aber eine Befestigung der drei gezeigten Satellitenfunktionseinheiten 3 lediglich unter Verwendung von Schraubverbindungen oder aber Nut- und Federverbindungen

am Träger 1 möglich. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden die beiden mit Federn versehenen Satellitenfunktionseinheiten 3 letztendlich durch das Anbringen der einen über die beiden Schrauben 21 am Träger 1 zu befestigende Satellitenfunktionseinheit 3 in ihrer Position am Träger 1 festgelegt. Dies ist deshalb der Fall, weil diese Satellitenfunktionseinheit 3 die dem Lenkrad zugewandten Seiten der beiden anderen Satellitenfunktionseinheiten 3 überdecken, wodurch diese nicht mehr vom Träger 1 entfernt werden können.

Sowohl die Basisfunktionseinheit 2 als auch die drei Satellitenfunktionseinheiten

&iacgr;&ogr; 3 weisen an ihrer dem Lenkrad abgewandten Seite jeweils ein Steckverbinderteil 13 auf. Die vier Steckverbinderteile 13 sind zur direkten Kopplung von jeweils einem Gegensteckverbinderteil 14 vorgesehen, welche Bestandteile eines ebenfalls am Träger 1 festlegbaren Verteilungsgerätes 15 sind. Die Gegensteckverbinderteile 14 sind mit ihrem Steckgesicht an der dem Lenkrad zugewandten Oberseite des plattenförmigen Verteilungsgerätes 15 vorhanden. Somit ist durch einfaches Aufstecken der Basisfunktionseinheit 2 bzw. der drei Satellitenfunktionseinheiten 3 eine Kopplung zwischen den angebrachten Steckverbinderteilen 13 und den Gegensteckverbinderteilen 14 des Verteilungsgeräts 15 möglich. Die Steckkontaktelemente 13 der drei Satellitenfunktionseinheiten 3 sowie der Basisfunktionseinheit 2 sind jeweils von einem Schutzkragen umgeben. Diese Schutzkragen sind jeweils dazu vorgesehen, eine formschlüssige mechanische Verbindung zum Verteilungsgerät 15 herzustellen. Zu diesem Zweck weisen die vier Gegensteckverbinderteile 14 des Verteilungsgerätes 15 jeweils einen ihre Gegensteckkontaktelemente umgebenden Graben auf, in welchen jeweils ein Schutzkragen eines der vier Steckverbinderteile 13 zu liegen kommt. Mit dem Koppeln wird somit gleichzeitig auf einfache Art und Weise eine formschlüssige mechanische Verbindung zwischen den Funktionseinheiten 2, 3 und dem Verteilungsgerät 15 hergestellt. An der dem Lenkrad abgewandten Unterseite des Verteilungsgeräts 15 ist eine

Steckverbinderanordnung 16 vorhanden, welche zur Kopplung einer mit dem Bordnetz des Kraftfahrzeuges in Verbindung stehenden Gegensteckverbinderanordnung 19 vorgesehen ist. Somit umfaßt die an der Unterseite des Verteilungsgeräts 15 vorhandene Steckverbinderanordnung 16 alle zur Verbindung mit dem Bordnetz notwendigen Steckkontaktelemente.

Eine der drei Satellitenfunktionseinheiten 3 weist ein Steckverbinderteil 13 auf, welches zwei Steckkontaktelemente 17 enthält, die ohne Unterbrechung direkt in die an der Unterseite des Verteilungsgerätes 15 vorhandene

&iacgr;&ogr; Steckverbinderanordnung 16 geführt sind. Diese beiden Steckkontaktelemente 17 sind jeweils direkt durch ein der Gegensteckverbinderanordnung 19 zugehöriges Gegensteckkontaktelement kontaktierbar. Dies ist bei diesen beiden Steckkontaktelementen 17 deshalb der Fall, weil diese zur Kontaktierung des Airbags vorgesehen sind, dessen Anbindung aus Sicherheitsgründen eine möglichst hohe Zuverlässigkeit aufweisen muß.

Zur Erstellung des Funktionsmodules wird zunächst das Verteilungsgerät 15 in das Gehäuse 4 eingesetzt. Über der Einfachheit halber lediglich als Unsichtbare dargestellte, im Innenbereich des Gehäuses 4 angeformte Halteelemente wird das Verteilungsgerät 15 vorfixiert im Gehäuse 4 gehalten. Als nächstes wird der Träger 1 mit der Basisfunktionseinheit 2 in das Gehäuse 4 eingeführt. Dabei greifen vier an die dem Lenkrad abgewandte Unterseite des Trägers 1 angeformte Dome 22 in vier entsprechend im Verteilungsgerät 15, sowie in den Halteelementen des Gehäuses 4 vorhandene Durchbrüche 23 ein. Gleichzeitig wird das Steckverbinderteil 13 der Basisfunktionseinheit 2 mit dem entsprechenden Gegensteckverbinderteil 14 des Verteilungsgeräts 15 gekoppelt, wobei der Schutzkragen des Steckverbinderteils 13 formschlüssig in den Graben des Gegensteckverbinderteiles 14 eingreift. Über vier weitere Schrauben 20 wird dann das Gehäuse 4 und damit auch das Verteilungsgerät 15 fixiert am Träger 1

festgelegt. Zu diesem Zweck befinden sich in den vier Domen 22 des Trägers 1 Gewindebohrungen, in welche die weiteren Schrauben 20 eingeschraubt werden. Danach werden die beiden mit den Federn versehenen Satellitenfunktionseinheiten 3 auf den Träger 1 aufgeschoben, wobei die Nut- und Federverbindungen eine Vorführung übernehmen und eine formschlüssige Anbindung sicherstellen. Letztendlich greifen die Federn vollständig in die Nuten des Trägers 1 ein, und die Steckverbinderteile 13 der beiden Satellitenfunktionseinheiten 3 kommen mit den entsprechenden Gegensteckverbinderteilen 14 des Verteilungsgeräts 15 in Wirkverbindung. Auch hierbei greifen die an die

&iacgr;&ogr; Steckverbinderteile 13 angeformten Schutzkragen zur Herstellung einer zusätzlichen formschlüssigen Verbindung in die Gräben der beiden entsprechenden Gegensteckverbinderteile 14 ein.

Zuletzt wird die durch eine Verschraubung am Träger 1 festlegbare Satellitenfunktionseinheit 3 angebracht. Die Satellitenfunktionseinheit 3 wird dazu auf die dem Lenkrad zugewandte Oberseite des Trägers 1 aufgesetzt, wobei das zapfenförmig ausgebildete Steckverbinderteil 13 seitlich am Träger 1 vorbeigeführt und mit dem entsprechender Gegensteckverbinderteil 14 des Verteilungsgerätes 15 gekoppelt wird. Wie bereits beschrieben, werden dabei zwei Steckkontaktelemente 17 dieses Steckverbinderteils 13 direkt in die an der Unterseite des Verteilungsgeräts 15 vorhandene Steckverbinderanordnung 16 geführt. Dies ist möglich, weil das entsprechende Gegensteckverbinderteil 14 der Steckverbinderanordnung direkt gegenüberliegend angeordnet ist. Auch bei diesem Steckverbinderteil 13 greift der angeformte Schutzkragen zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung in einen Graben des entsprechenden Gegensteckverbinderteils 14 des Verteilungsgeräts 15 ein. Zur abschließenden Fixierung der drei Satellitenfunktionseinheiten 3 wird dann die zuletzt montierte Satellitenfunktionseinheit 3 über die beiden Schrauben 21 an der Oberseite des Trägers 1 befestigt.

Komplett vormontiert kann das Funktionsmodul dann am Mantelrohr 5 der Lenksäule befestigt werden. Zu diesem Zweck wird das komplette Funktionsmodul einfach auf das Mantelrohr 5 aufgeschoben, wobei durch entsprechend ausgebildete Führungselemente eine automatische Kopplung der an der Unterseite des Verteilungsgerätes 15 befindlichen Steckverbinderanordnung 16 mit der ebenfalls am Mantelrohr 5 festgelegten Gegensteckverbinderanordnung 19 stattfindet. Durch einfaches Aufschieben des kompletten Funktionsmoduls auf das Mantelrohr 5 sind somit alle zum Anschluß an das Bordnetz des Kraftfahrzeugs notwendigen Verbindungen hergestellt. Zur

&iacgr;&ogr; letzendlichen Fixierung des kompletten Funktionsmoduls wird dann ein Schraubendreher durch die im Gehäuse 4 befindliche Öffnung 7 eingeführt, um die Schraube 10 der Befestigungseinrichtung zu betreiben und den Träger 1 über Klemmung am Mantelrohr 5 festzulegen.

Claims (20)

1. Funktionsmodul mit mehreren im Bereich der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs unterhalb des Lenkrades vorhandenen, von einem gemeinsamen Gehäuse (4) umgebenen Funktionseinheiten, die sich aus einer über einen Träger (1) am Mantelrohr (5) der Lenksäule kraft- und/oder formschlüssig befestigten Basisfunktionseinheit (2) und zumindest einer weiteren am Träger (1) befestigten Satellitenfunktionseinheit (3) zusammensetzen, wobei die einzelnen Funktionseinheiten über zugeordnete Anschlußverbinderteile mit dem Bordnetz verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger (1) ein senkrecht zur Lenksäule ausgerichtetes, dieselbe zumindest partiell umgreifendes plattenförmiges Verteilungsgerät (15) festgelegt ist, welches mit zumindest einer seiner flachen Seiten den Funktionseinheiten (2, 3) derart zugeordnet ist, daß an der dem Verteilungsgerät (15) jeweils zugewandten Seite der Funktionseinheiten (2, 3) direkt vorhandene Steckverbinderteile (13) mit an dem Verteilungsgerät (15) direkt vorhandenen Gegensteckverbinderteilen (14) koppelbar sind, und daß an dem Verteilungsgerät (15) außerdem eine Steckverbinderanordnung (16) vorhanden ist, welche alle zum Anschluß an das Bordnetz notwendigen Steckkontaktelemente aufweist.

2. Funktionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbinderanordnung (16) aus einem einzigen Steckverbinderteil besteht, welches zur direkten Kopplung mit einer aus einem einzigen Gegensteckverbinderteil bestehenden Gegensteckverbinderanordnung (19) vorgesehen ist.

3. Funktionsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Funktionseinheiten (2, 3) zumindest ein Steckkontaktelement (17) enthält, welches ohne Unterbrechung direkt in die an der Unterseite des plattenförmigen Verteilungsgerätes (15) vorhandene Steckverbinderanordnung (16) geführt und direkt durch ein zu einer Gegensteckverbinderanordnung (19) gehöriges Gegensteckkontaktelement kontaktierbar ist.

4. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Funktionseinheiten (2, 3) ein Steckverbinderteil (13) enthält, dessen Steckkontaktelemente von einem gemeinsamen Schutzkragen umgeben sind.

5. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckkontaktelemente der zur Verbindung des Verteilungsgerätes (15) mit dem Bordnetz vorgesehenen Steckverbinderanordnung (16) von einem gemeinsamen Schutzkragen umgeben sind.

6. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegensteckkontaktelemente zumindest eines der Gegensteckverbinderteile (14) von einer Vertiefung umgeben sind.

7. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) einstückig zumindest einen Teilabschnitt (11) des Gehäuses der Basisfunktionseinheit (2) bildet.

8. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisfunktionseinheit (2) als mit einem Bedienhebel versehener Lenkstockschalter ausgeführt ist.

9. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Satellitenfunktionseinheit (3) als Lenkwinkelsensor ausgeführt ist.

10. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Satellitenfunktionseinheit (3) als u. a. die Airbag-Kontaktierung realisierende Spiralkabelkassette ausgeführt ist.

11. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Satellitenfunktionseinheit (3) als zumindest ein tastenförmiges Bedienelement aufweisender Schalter ausgebildet ist.

12. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das die Funktionseinheiten (2, 3) umgebende Gehäuse (4) direkt am Träger (1) festgelegt ist.

13. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß einstückig an dem Träger (1) eine Klemmkräfte auf das Mantelrohr (5) ausübende, schellenartig ausgeführte, durch eine Schraube (10) betriebene Befestigungseinrichtung vorhanden ist.

14. Funktionsmodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (4) eine Öffnung (7) vorhanden ist, durch die zum Betreiben der Schraube (10) ein Schraubendreher hindurchführbar ist.

15. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des plattenförmigen Verteilungsgerätes (15) zumindest eine mehrere Leiterbahnen aufweisende, die Verbindung zwischen den Funktionseinheiten (2, 3) und dem Bordnetz des Kraftfahrzeuges herstellende Leiterplatte vorhanden ist.

16. Funktionsmodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte in sogenannter Stanzgittertechnik ausgeführt ist.

17. Funktionsmodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen der Leiterplatte als kupferkaschierte Struktur ausgebildet sind.

18. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterplatte des Verteilungsgerätes (15) mehrere elektronische Bauelemente zugeordnet sind.

19. Funktionsmodul nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der elektronischen Bauelemente als Mikrocomputer ausgebildet ist.

20. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilungsgerät (15) als sogenannter Busknoten ausgebildet ist und somit eine Anbindungsmöglichkeit an den Datenbus des Kraftfahrzeugs umfaßt.