DE3204913C2

DE3204913C2 - Elektrische Verbindungseinrichtung

Info

Publication number: DE3204913C2
Application number: DE3204913A
Authority: DE
Inventors: Yoshimi Tanashi Tokio/Tokyo Sakurai
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1982-02-12
Publication date: 1985-02-14
Also published as: JPS6330174B2; DE3204913A1; US4451105A; FR2499919A1; JPS57134350A; GB2096410A; GB2096410B; FR2499919B1

Abstract

Eine elektrische Verbindungseinrichtung (13) besteht aus einem ersten Isolierkörper, der zumindest eine erste Anschlußeinheit hat, die an diesem befestigt ist, aus einer ersten Welle, die sich von dem ersten Isolierkörper aus erstreckt, aus einem zweiten Isolierkörper, der drehbar auf die erste Welle gesetzt ist und zumindest eine zweite Anschlußeinheit hat, die an diesem befestigt ist, aus einer zweiten Welle, die an dem zweiten Isolierkörper befestigt ist, aus einem flexiblen elektrischen Leiter (18) in Form eines Drahtes, dessen beide Enden mit der ersten Anschlußeinheit bzw. der zweiten Anschlußeinheit verbunden sind, wobei der elektrische Leiter (18) um die erste Welle herumgewickelt ist, und aus einem Begrenzungsmechanismus zum Begrenzen der relativen Drehung zwischen dem ersten Isolierkörper und dem zweiten Isolierkörper innerhalb eines vorbestimmten Winkels, wobei der Begrenzungsmechanismus ein erstes Zahnrad (21) eines relativ großen Durchmessers, das auf die erste Welle zum Zwecke einer Winkelbewegung damit gesetzt ist, und ein zweites Zahnrad (22) eines relativ kleinen Durchmessers, das in Eingriff mit dem ersten Zahnrad (21) zum Zwecke einer Winkelbewegung um die zweite Welle herum gesetzt ist, hat. Der erste Isolierkörper und der zweite Isolierkörper können leicht und genau mit Bezug aufeinander positioniert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbinöungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer nach der DE-OS 26 58 697 bekannten Vorrichtung dieser Art sind keine Mittel vorgesehen, die das Aufwickeln und Abwickeln des elektrischen Leiters, also eine Verdrehung der beiden Gehäuseteil gegeneinander, begrenzen. Gleiches gilt für eine Kabelaufrollvorrichtung nach der CH-PS 2 48 096. Insbesondere ist eine solche elektrische Verbindungseinrichtung nutzbar zwischen einem Lenkrad oder sonst einem Lenker und einer Lenksäulenabdeckung eines Kraftfahrzeugs, wie dies an sich nach der DE-OS 25 23 455 bekannt ist.

Nach der CH-PS 4 88 304 ist eine Litzenhaspel für Elektrogeräte bekannt, in der sich eine Ratsche befindet, die nur im gelösten Zustand das Aufwickeln der Litze gestattet.

Aufgabe der F.rfinching ist es, eine elektrische Verbindungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, anzugeben, bei der die Gehäuseteile nur um einen beschränkten Winkel gegeneinander verdreht werden können, um dadurch eine Beschädigung des spiralig aufgewickelten, elektrischen Leiters durch Überdehnung und Verschlingung zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben.
Je nach dem Verhältnis der Zähnezahlen der beiden Zahnräder und der Anzahl der Lücken zwischen den Zähnen des ersten Zahnrads stößt der breite Zahn des zweiten Zahnrads nach einer vorgebbaren Umdrehungszahl des zweiten Zahnrads an einen Zahn des ersten Zahnrads an, wobei er vordem eine oder mehrere Lücken des ersten Zahnrads durchläuft und begrenzt somit die Verdrehbarkeit der beiden Gehäuseteile gegeneinander um einen vorbestimmten Winkel.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die Zeichnungen erläutert:

F i g. 1 zeigt eine erste Ausführungsform im Achsschnitt;

F i g. 2 zeigt eine Aufsicht auf die Ausführungsform nach F i g. 1;

F i g. 3 zeigt die Ausführungsform nach F i g. 1 von unten;

F i g. 4 ?eigt eine Ausführungsform des elektrischen Leiters;
Fig.5 erläutert die Wirkungsweise des in beiden Dreh richtungen nach Durchlaufen eines vorgegebenen Winkelbereichs sperrenden Getriebes;

F i g. 6 zeigt einen Achsschnitt durch eine zweite Ausführungsform.
Die F i g. 1 bis 3 zeigen eine elektrische Verbindungseinrichtung 13, die ein aus einem oberen Gehäuseteil 14 und einem unteren Gehäuseteil 15 zusammengesetztes Gehäuse aufweist. Die Gehäuseteile 14, 15 sind aus einem Kunstharz hergestellt. In dem unteren Gehäuseteil 15 ist ein Getriebe 16 zwischen den beiden Gehäuseteilen 14,15 untergebracht.

Das obere Gehäuseteil 14 und das untere Gehäuseteil 15 begrenzen mit einer Nabe 14ί> am oberen Gehäuseteil 14 einen ringförmigen Hohlraum 17 in dem Gehäuse, der sich in axialer und radialer Richtung des Gehäuses erstreckt. Ein elektrischer Leiter 18 ist in Windungen innerhalb des ringförmigen Hohlraums 17 aufgewickelt und kann darin in einander entgegengesetzten Richtungen weiter aufgewickelt oder abgewickelt werden. Der elektrische Leiter 18 hat gemäß F i g. 4 die Form eines

so flexiblen Bandes 18a aus einem Kunstharz, in dem in seitlichem Abstand voneinander zwei flache Kupferstreifen 18Z), 18i» eingebettet sind. Der elektrische Leiter 18 kann auch einen kreisförmigen Querschnitt haben. Er ist mit seinem einen Ende mit einer Anschlußeinheit 19 verbunden, die an einer oberen Begrenzungsfläche des oberen Gehäuseteils 14 an dessen äußerem Umfang angebracht ist, und mit seinem anderen Ende mit einer Anschlußeinheit 20 verbunden, die an einer unteren Begrenzungsfläche des unteren Gehäuseteilsl5 an dessen äußerem Umfang angebracht ist.

Das Getriebe 16 besteht aus einem großen Zahnrad 21 und einem kleinen Zahnrad 22, die in einer Ausnehmung in der unteren Bcgrcn/.ungsfläche des unteren Gchäuseteils 15 untergebracht sind. Das große Zahnrad 21 sit/i auf dem Hndc einer Schulter I4;i der Nabe 146. Das kleine Zahnrad 22 ist mittels eines Federringes 23 auf einem Zapfen 15a gelagert, der sich einstückig von dem unteren Gehäuseteil 15 aus nach unten erstreckt,

und steht in Eingriff mit dem großen Zahnrad 21. Das untere Gehäuseteil 15 ist auf der Schulter 14a der Nabe 146 oberhalb des großen Zahnrads 21 drehbar gelagert. Wenn sich das obere Gehäuseteil 14 und das untere Gehäuseteil 15 relativ zueinander drehen, wird der elektrische Leiter 18 innerhalb des ringförmigen Hohlraums 17 aufgewickelt oder abgewickelt An der oberen Begrenzungsfläche des oberen Gehäuseteils 14 sind sich nach oben erstreckende Befestigungsstäbe 24 angebracht. An di-v unteren Begrenzungsfläche des unteren Gehäuseteils 15 sind sich nach unten erstreckende Befestigungsstäbe 25 angebracht

Ein Schleifring 27 und eine Schleifbürste 28, die einen elektrischen Stromkreis schließen, sind in einem zweiten Hohlraum zwischem dem oberen Gehäuseteil 14 und dem unteren Gehäuseteil 15 nächst deren äußeren Umfangen angeordnet Der Schleifring 27 ist an dem unteren Gehäuseteil 15, die Schleifbürste 28 an dem oberen Gehäuseteil 14 befestigt.

Wie F i g. 5 zeigt, ist das kleine Zahnrad 22 ein Stirnzahnrad mit 17 Zähnen, wobei ein benachbartes Paar dieser Zähne durch Füllen der Lücke zwischen ihnen zu einem einzigen breiten Zahn X vereinigt ist Das große Zahnrad 21 ist ein Stirnzahnrad mit 48 Zähnen, wovon einige in Abständen voneinander weggelassen sind, so daß Lücken Y entstanden sind, in die nur der breite Zahn X des kleinen Zahnrades 22 paßt.

Das große Zahnrad 21 dreht sich zusammen mit dem oberen Gehäuseteil 14. Das kleine Zahnrad 22 steht in Eingriff mit dem großen Zahnrad 21. Um die folgende Beschreibung bequemer lesbar zu machen, sei angenommen, daß das große Zahnrad 21 feststeht und die Achse des kleinen Zahnrads 22 um das große Zahnrad 21 herumläuft. Ein vollständiger Umlauf des kleinen Zahnrades 22 um das große Zahnrad 21 bedeutet bei kinematischer Umkehr, daß das große Zahnrad 21 eine vollständige Umdrehung ausgeführt hat. In einer Position A stößt der breite Zahn Xdes kleinen Zahnrades 22 gegen einen Zahn 21a an dem großen Zahnrad 21, der als Startzahn angenommen werden kann. Das kleine Zahnrad 22 hat z. B. 17 Zähne, von denen zwei zu einem breiten Zahn X vereinigt sind. In dem großen Zahnrad 21 sind Zähne, die bei umlaufender Numerierung einem Vielfachen von 17 entsprechen, fortgelassen, d. i. der 17., der 34., der 51., der 68. usw. Zahn, so daß eine entsprechende Anzahl von Lücken V entsteht. Dadurch ist es dem kleinen Zahnrad 22 möglich, um das große Zahnrad 21 mit mehreren Umdrehungen herum zu laufen, bis sein breiter Zahn X wieder an einen Zahn des großen Zahnrads 21 anstößt.

Weist das große Zahnrad 21 die neun in F i g. 5 dargestellten Lücken Y auf, kann sich das kleine Zahnrad 22 um das große Zahnrad 21 über dreieinhalb Umdrehungen hinweg abwälzen, was einem Winkel von 1260° entspricht, bevor es gegen ein weiteres Abwälzen auf dem großen Zahnrad 21 gesperrt wird, wie dies aus der folgenden Berechnung ersichtlich ist:

17 χ (9+l)-2=168,168:48 = 3,5.

Die Bezugsnummern , und bezeichnen die Anzahlen der Umdrehungen des kleinen Zahnrades 22 aufgrund des Eingriffs des breiten Zahnes X in die Lükken Y. Beispielsweise tritt der breite Zahn X den kleinen Zahnrads 22 in die Lücken Vein, die mit numeriert sind, während das kleine Zahnrad 21 seinen ersten Umlauf um das große Zahnrad 21 herum ausführt.

Mittels des Getriebes 16 kann der elektrische Leiter 18 beim Zusammenbau derart aufgewickelt werden, daß das obere Gehäuseteil 14 schließlich in einer neutralen Stellung gegenüber dem unteren Gehäuseteil 15 ist, also um gleiche Winkel in beiden Drehrichtungen gegenüber dem unteren Gehäuseteil 15 verdreht werden kann. Wenn z. B. das kleine Zahnrad 22 nach dreieinhalb Umdrehungen (1260°) gesperrt werden soll, ergibt sich die neutrale Stellung dadurch, daß man das obore Gehäuseteil 14 von der Position A aus über die Hälfte des erlaubten Umdrehungsbereiches, d.i. 1,75 Umdrehungen (630°) dreht

Der Bereich der zulässigen Verdrehung des oberen Gehäuseteils 14 gegenüber dem unteren Gehäuseteil 15 kann, wenn dies gewünscht wird, durch Änderung der Anzahl der Zähne der Zahnräder 21, 22 und der Anzahl der Lücken Y zwischen den Zähnen des großen Zahnrads 21 geändert werden.

F i g. 6 bis 8 zeigen eine elektrische Verbindungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig.6 zeigt eine elektrische Verbindungseinrichtung 113 mit einem drehbaren oberen Gehäuseteil 114 und einem feststehenden unteren Gehäuseteil 115. Das untere Gehäuseteil 115 enthält ein zentrales Durchgangsloch 115a, das durch eine zylindrische Nabe 1156 des unteren Gehäuseteils 115 begrenzt ist. Eine Ringscheibe 115c erstreckt sich von einem unteren Ende der Nabe 1156 aus radial nach außen. Eine Ringschulter 115i/sitzt auf dem Umfang der Ringscheibe 115c und erstreckt sich von dort nach oben, um in eine äußere Ringwand 115e überzugehen. Das obere Gehäuseteil 114 weist Ringscheiben 114a mit einem radial nach innen gerichteten Ringflansch 114b auf, der mit einer Ringstufe M5f im Umfang des oberen Endes der Nabe 1156 aufliegt. An dem oberen Gehäuseteil 114 befindet sich eine innere Ringwand 114c, die sich nach unten erstreckt und deren freies Ende 114d radial innerhalb der Ringschulter 115c/des unteren Gehäuseteils 115 verläuft. Das obere Gehäuseteil 114 weist zwei Ringstufen 114e, 114/" unterschiedlicher Höhe radial außerhalb der inneren Ringwand 114c auf. Die radial innere Ringstufe 114e ist in axialer Richtung in einem Absland von der Ringschultcr 115c/des unteren Gehäusetciles 115 angeordnet und steht dieser gegenüber. Die äußere Ringstufe 114/"steht in gleitender Berührung mit dem axialen Ende der äußcren Ringwand 115e.

Das obere Gehäuseteil 114 und das untere Gehäuseteil 115 begrenzen zwischen sich einen ringförmigen Hohlraum 117, der sich radial zwischen der Nabe 115£> und der inneren Ringwand 114c und axial zwischen der oberen Ringscheibe 114a und der unteren Ringscheibe 115c erstreckt. Der ringförmige Hohlraum 117 umschließt einen in mehreren Windungen aufgewickelten elektrischen Leiter 118. Der elektrische Leiter 118 ist mit seinem einen Ende mit einer Anschlußeinheit 119 verbunden, die auf einer oberen Begrenzungsfläche des oberen Gehäuseteils 114 angeordnet ist. Das andere Ende des elektrischen Leiters 118 ist mit einer Anschlußeinheit 120 verbunden, die auf einer unteren Begrenzungsfläche des unteren Gehäuseteils 114 angeordnet

Wenn das obere Gehäuseteil 114 gegen das untere Gehäuseteil 115 verdreht wird, wird der elektrische Leiter 118 aufgewickelt oder abgewickelt. Die Ringstufe 114c und die Ringschulter 115c/ begrenzen zwischen

b5 sich einen kleinen ringförmigen Hohlraum 121, in dem ein Schleifring 122 und eine Schleifbürste 123 untergebracht sind, die einen elektrischen Stromkreis schließen. Befestigungsstäbe 125 erstrecken sich von der oberen

Begrenzungsfläche des oberen Gehäuseteils 114 aus nach oben. Befestigungsstäbe 126 erstrecken sich von der unteren Begrenzungsfläche des unteren Gehäuseteils 115 aus nach unten.

Das obere Gehäuseteil 114 hat eine zentrale, ringförmige Ausnehmung 114g; die die Umfangsfläche 115g der Ringstufe 115/" an der Nabe 115a des unteren Gehäuseteils 115 umfaßt. Einringförmiges Zahnrad 128 ist in der zentralen, ringförmigen Ausnehmung 114g angeordnet und an der Umfangsfläche 115g mit einer Nase befestigt Das ringförmige Zahnrad 128 hindert das obere Gehäuseteil 114 daran, sich axial von dem unteren Gehäuseteil 115 zu lösen.

In dem oberen Gehäuseteil 114 befindet sich eine ringförmige Nut 114Λ, die sich zu der zentralen, ringförmigen Ausnehmung 114g- öffnet und sich teilweise mit dieser überlappt. Ein in Eingriff mit dem ringförmigen Zahnrad 128 stehendes kleines Zahnrad 129 ist drehbar auf einem Zapfen 114/gelagert, der sich zentral in der ringförmigen Nut 114Λ nach oben einstückig vom Boden der Nut 114Λ fort erstreckt.

Nachdem das obere Gehäuseteil 114 in eine neutrale Position gebracht worden ist, können das kleine Zahnrad 129 und das ringförmige Zahnrad 128 mit einer Markierung 130 versehen werden, die quer über den Eingriffsbereich des kleinen Zahnrads 129 und des ringförmigen Zahnrads 128 längs einer Linie durch deren Achsen verläuft. Die Markierung 130 dient als Referenzmarke, wenn sich das obere Gehäuseteil 114 in seiner neutralen Position befindet.

Wird das obere Gehäuseteil 114 gegenüber dem unteren Gehäuseteil 115 verdreht, dreht sich das kleine Zahnrad 129 um seine Achse, während es sich gleichzeitig auf dem ringförmigen Zahnrad 128 abwälzt. Die Anzahl der Zähne des kleinen Zahnrads 129 ist 10, die Anzahl der Zähne des ringförmigen Zahnrads 128 ist 31, so daß sich die Markierung 130 niemals in sich selbst ausrichtet, wenn das obere Gehäuseteil 114 gegenüber dem unteren Gehäuseteil 115 um einige Umdrehungen in jeder Richtung verdreht wird, also z. B. in Aufwickel richtung oder Abwickelrichtung des elektrischen Leiters 118 umd 3 bis 4 Umdrehungen. Die Anzahl der Zähne, wie sie oben angegeben ist, ist derart gewählt, daß keine Markierungsausrichtung stattfindet, wenn sich das obere Gehäuseteil 114 gegenüber dem unteren Gehäuseteil 115 um mehr als das Zweifache von 3 bis 4 Umdrehungen dreht

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Verbindungseinrichtung mit zwei um einen begrenzten Winkel gegeneinander verdrehbaren, je eine Anschlußeinheit (19,20; 119,120) tragenden Gehäuseteilen (14,15; 114,115), die einen spiralig aufgewickelten, flexiblen, mit seinen Enden mit den Anschlußeinheiten (19,20; 119,120) verbundenen, flexiblen, spiralig aufgewickelten, elektrischen Leiter (18; 118) umschließen, gekennzeichnet durch ein erstes Zahnrad (21; 128) verhältnismäßig großen Durchmessers, das mit dem einen Gehäuseteil (14; 114) drehfest koaxial zur Drehachse der Verdrehbarkeit der Gehäuseteile (14, 15; 114, 115) gegeneinander verbunden ist und in Eingriff mit einem zweiten Zahnrad (22; 129) verhältnismäßig kleinen Durchmessers steht, das an dem anderen Gehäuseteil (15; 115) drehbar gelagert ist, wobei das erste Zahnrad (21; 128) zumindest eine Lücke (Y) zwischen seinen Zähnen und das zweite Zahnrad (22; 129) zumindest einen Zahn (X) mit einer der Lücke (Y) entsprechenden Breite aufweist.

2. Elektrische Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lücke (Y) durch Ausfall eines Zahns in der Teilung des ersten Zahnrads (21 gebildet ist.

3. Elektrische Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Markierung (130) auf beiden Zahnrädern (128, 129) zum Positionieren des ersten Zahnrades (128) und des zweiten Zahnrades (129) relativ zueinander.

4. Elektrische Verbindungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung (130) aus einer ersten Linie, die auf dem ersten Zahnrad (128) angebracht ist, und aus einer zweiten Linie, die auf dem zweiten Zahnrad (129) angebracht ist, besteht und daß die erste Linie und die zweite Linie aufeinander ausgerichtet sind, wenn das erste Zahnrad (128) und das zweite Zahnrad (129) in eine vorbestimmte, relative Position zueinander gebracht sind.

5. Elektrische Verbindungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Zähne des ersten Zahnrads (21; 128) kein Vielfaches der Anzahl der Zähne des zweiten Zahnrads (22; 129) ist.