DE3641706A1 - Vorrichtung zur stromuebertragung zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren kontaktstellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stromüber­ tragung zwischen zwei Kontaktstellen, zwischen denen eine nach Art eines Federhauses mit konzentrisch zuein­ ander liegenden Windungen gewickelte, der elektrischen Verbindung dienende Flachbandleitung mit mindestens einem elektrischen Leiter angeordnet ist, die mit ihren Enden fest an die beiden Kontaktstellen angeschlossen ist, bei welcher mindestens eine der beiden Kontaktstellen relativ zu der anderen auf einer zu den Windungen der Flachband­ leitung konzentrischen Bahn bewegbar ist, bei welcher die Enden der Flachbandleitung so gefaltet sind, daß sie unter einem Winkel von 90° von der Flachbandleitung abstehen, bei welcher die Endbereiche der Flachbandleitung mit den gefalteten Stellen in einen durch Spritzen erzeugten Enden der Flachbandleitung Teile vorgesehen sind, um deren Achse diese Enden schwenkbar sind (DE-GM 85 05 830).

Geräte mit derartigen Vorrichtungen sind beispielsweise Aufroller, in denen eine elektrische Leitung auf einer Spule aufgewickelt ist. Die Leitung kann aus dem Gehäuse des Gerätes herausgezogen und unter der Wirkung einer Feder nach Fortfall einer Zugkraft automatisch wieder aufgerollt werden. Bei dem Gerät kann es sich auch um einen Prallschutz für Kraftfahrzeuge handeln, bei dem eine elektrische Stromzuführung im Lenkrad eines Kraft­ fahrzeugs untergebracht ist. Ein wesentliches Problem bei diesen Geräten ist die Stromübertragung zwischen dem feststehenden und dem beweglichen Kontakt. Dieses Problem tritt bei allen Geräten auf, bei denen zwei relativ zuein­ ander bewegbare Kontaktstellen vorhanden sind, von denen in den meisten Fällen eine als Festpunkt ausgebildet ist. Die für solche Fälle seit langem bekannten Schleifkontakte bzw. Schleifringe sind einem Verschleiß unterworfen und insbesondere bei niedrigen Stromstärken wegen der hohen Übergangswiderstände nachteilig.

Bei der eingangs erwähnten, bekannten Vorrichtung nach dem DE-GM 85 05 830 erfolgt die Stromübertragung durch die nach Art eines Federhauses gewickelte Flachbandleitung. Bei einer relativen Drehbewegung der beiden durch die Flachbandleitung verbundenen Kontaktstellen "atmet" die aufgewickelte Flachbandleitung wie die Feder einer Uhr. Die Windungen werden in der einen Drehrichtung auf einen kleinen Durchmesser zusammengezogen. Sie gehen in der anderen Dreh­ richtung auf einen größeren Durchmesser zurück. Diese be­ kannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß die die gefalteten Enden der Flachbandleitung umschließenden Isolierkörper nur mit großem Aufwand hergestellt werden können, da die leichte und flexible Flachbandleitung beim Spritzen sehr leicht aus ihrer zentralen Lage ausweicht. Die Isolierkörper würden dann die Enden der Flachbandleitung nicht gleichmäßig um­ schließen. Es kann sogar leicht geschehen, daß die Flach­ bandleitung auf einer Seite der Isolierkörper völlig frei liegt. Eine solche Flachbandleitung wäre Ausschuß. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, daß der das freie Ende der Flachbandleitung um­ gebende Teil des Isolierkörpers gleichzeitig zur schwenk­ baren Halterung des Endes der Flachbandleitung dient. Dieser Teil muß daher außerdem noch mit großer Maßgenauig­ keit und entsprechend erhöhtem Aufwand hergestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Stromübertragung mittels einer nach Art eines Feder­ hauses gewickelten Flachbandleitung anzugeben, bei der auf einfache Weise sichergestellt ist, daß die Enden der Flach­ bandleitung jeweils in vorgegebener Lage in einen durch Spritzen hergestellten Isolierkörper eingebettet sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs ge­ schilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

• - daß über den gefalteten Enden der Flachbandleitung jeweils ein vorgefertigter, etwa L-förmiger Formkörper aus einem mechanisch stabilen Isoliermaterial mit flachen Wandungen und U-förmigem Querschnitt angebracht ist, der zumindest teilweise von dem Isolierkörper umgeben ist, und
• - daß die gefalteten, freien Enden der Flachbandleitung mit Abstand von den Schwenkachsen angeordnet sind.

Bei dieser Vorrichtung sind die gefalteten Enden der Flach­ bandleitung durch die Formkörper einwandfrei gefaßt. Sie können beim Spritzen der Isolierkörper nicht aus ihrer zentralen Lage ausweichen, so daß sie vom fertig ge­ spritzten Isolierkörper allseitig mit gleichbleibender Wandstärke umgeben sind. Das wird durch die vorgefertigten Formkörper erreicht, durch welche die Enden der an sich leichten und flexiblen Flachbandleitung so stabilisiert sind, daß sie in einem Spritzwerkzeug einwandfrei festge­ legt werden können. Ein weiterer wesentlicher Vorteil, durch welchen das Herstellungsverfahren vereinfacht wird, besteht darin, daß die durch Falten abgeknickten Enden der Flach­ bandleitung nicht in der Achse der Schwenkstelle liegen. Es braucht daher bei der Umspritzung dieser Enden keine Rück­ sicht auf die Schwenkbarkeit der Leitung genommen zu werden. Dementsprechend ist an dieser Stelle keine besondere Maß­ genauigkeit erforderlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch ein Gerät mit einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 ein gefaltetes Ende einer Flachbandleitung in ver­ größerter Darstellung.

Fig. 3 das Ende der Flachbandleitung mit aufgebrachtem Formkörper.

Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 3 längs der Linie IV-IV.

Fig. 5 eine gegenüber Fig. 3 abgewandelte Ausführungsform.

Fig. 6 ein Ende der Flachbandleitung in fertigem Zustand.

In Fig. 1 sind schematisch zwei beispielsweise kreisförmig ausgebildete Wände 1 und 2 des Gehäuses eines elektrischen Geräts dargestellt. Dieses Gerät kann beispielsweise ein Steuergerät für den Prallschutz von Kraftfahrzeugen sein. Es kann in die Lenkspindel eines Kraftfahrzeugs eingebaut sein. Zur Stromversorgung einer Elektronik 3 dieses Geräts ist dasselbe an die Batterie 4 des Fahrzeugs angeschlossen. Die Batterie 4 ist über eine elektrische Leitung 5 mit einer als Festpunkt ausgeführten Kontaktstelle 6 verbunden. Die Elektronik 3 ist über eine elektrische Leitung 7 an eine Kontaktstelle 8 angeschlossen, die in Richtung des Doppel­ pfeiles 9 bewegbar ist. Zwischen den beiden Kontaktstellen 6 und 8 ist eine Flachbandleitung 10 angebracht, die im folgenden der Einfachheit halber als "FBL 10" bezeichnet wird. Die FBL 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei Leitern 11 versehen. Sie muß mindestens einen Leiter haben, kann aber auch mehr als zwei Leiter aufweisen. Die FBL 10 ist zwischen den beiden Kontaktstellen 6 und 8 in mehreren Windungen, also nach Art eines Federhauses von Uhren, angeordnet. Obwohl die Anzahl der Umdrehungen eines Lenkrades auf etwa sechs Umdrehungen begrenzt ist, sollen wesentlich mehr als sechs Windungen für die FBL 10 vorgesehen sein. Die Drehbewegung der Kontaktstelle 8 macht sich dann für eine einzelne Windung der FBL 10 nicht wesentlich bemerkbar. Es wird lediglich der Durchmesser des aus allen Windungen der FBL 10 bestehenden Wickels ver­ kleinert bzw. vergrößert.

Die FBL 10 ist vorzugsweise mit flachen Leitern 11 ausge­ rüstet, so daß sich eine sogenannte Flachleiter-Bandleitung ergibt. Diese Ausführungsform ist wegen der Leiterform be­ sonders dünn und nimmt daher sehr wenig Raum ein. Grundsätz­ lich könnte die Leitung aber auch mit runden Leitern ausge­ führt sein. Die Leitungsenden sind durch Faltung der Flach­ bandleitung 1 um 90° gegenüber der Flachbandleitung selbst abgeknickt, so wie es in Fig. 2 dargestellt ist. An den freien Enden des abgeknickten Teiles stehen die Leiter 11 zum Anschluß weiterführender Leitungen zur Verfügung.

Die Enden der FBL 10 sind gemäß Fig. 3, in welcher nur ein Ende gezeigt ist, von einem L-förmigen Formkörper 12 um­ geben. Der Formkörper 12 ist ein vorgefertigtes Bauteil mit einem etwa U-förmigen Querschnitt und flachen Wan­ dungen 13 und 14, durch welche die Abmessungen der FBL 10 an ihren Enden nur unwesentlich erhöht werden. Der Form­ körper 12 besteht aus einem mechanisch stabilen Isoliermate­ rial, wie beispielsweise Polyamid. Er ist entsprechend Fig. 4 auf einer Seite offen, so daß er über die gefaltete FBL 10 geschoben werden kann. Der Formkörper 12 kann mindestens in einer Wandung 13 oder 14, vorzugsweise in beiden Wandungen eine durchgehende Ausnehmung 15 bzw. 16 haben, durch welche die FBL 10 zugänglich ist. Beim Spritzen des Isolierkörpers 17 um den Formkörper 12 herum dringt das Material des Isolierkörpers 17 in die Ausnehmung 15 oder 16 ein und sorgt dadurch für eine zusätzliche Festlegung der FBL 10.

Formkörper 12 und Isolierkörper 17 können prinzipiell aus dem gleichen Material bestehen. Es können aber auch unterschiedliche Materialien verwendet werden. So kann für die Isolierkörper 17 insbesondere ein Material einge­ setzt werden, das mit dem Isoliermaterial der FBL 10 ver­ schweißt. Das Material der Isolierkörper 17 kann auch weicher als das der Formkörper 12 sein, was sich insbe­ sondere an den Enden der Isolierkörper 17, aus denen die FBL 10 austritt, als Knickschutz vorteilhaft bemerkbar machen kann.

Die abgeknickten Enden der FBL 10 liegen entsprechend Fig. 6 außerhalb der Schwenkachsen der Kontaktstellen 6 bzw. 8. Für die Schwenkbarkeit der Enden der FBL 10 kann an denselben eine Art Zapfen 18 vorgesehen werden, der in zugehörige Aus­ nehmungen des Gehäuses der Vorrichtung eingreift. Der Zapfen 18 kann grundsätzlich an den Formkörpern 12 ange­ formt sein. Es ist jedoch auch möglich, den Zapfen 18 zusammen mit den Isolierkörpern 17 herzustellen.

Die Formkörper 12 können sich über eine größere Länge in Richtung der FBL 10 erstrecken, als es für die Stabilisie­ rung der Leitungsenden erforderlich ist. Sie sind dann vor­ zugsweise entsprechend dem vorgegebenen Krümmungsradius der FBL 10 gebogen. Dieser verlängerte Bereich der Formkörper 12 dient zur stabilisierenden Führung der FBL 10 damit die­ selbe beim Drehen des Lenkrades und beim Auf- und Zugehen der Windungen nicht an den Schwenkstellen vorbeigeschoben wird. Die Isolierkörper 17 bedecken insbesondere bei dieser Ausführungsform daher nur einen Teil der Formkörper 12.

An den abgeknickten Enden der FBL 10 können weiterführende elektrische Leitungen 19 angebracht sein. Die Leitungen 19 können ebenfalls als Flachbandleitungen ausgeführt sein. Es ist jedoch auch möglich, übliche Rundleitungen einzu­ setzen. Im Anschlußbereich können über den abgeknickten Enden der FBL 10 und über einem Teil der Leitungen 19 schützende Abdeckungen 20 aus Isoliermaterial angebracht sein. Ein Teil der Abdeckungen 20, bei denen es sich um vorgefertigte Schlauchstücke oder Röhrchen handeln kann, ist vorzugsweise von den Isolierkörpern 17 mit umschlossen. Die Leiter der Leitungen 19 sind an schematisch ange­ deuteten Stellen 21 mit den Leitern 11 der FBL 10 ver­ bunden. Wenn eine solche Verbindungsstelle nicht gewünscht wird, kann die Länge des abgeknickten Teils der FBL 10 so vergrößert werden, daß sie direkt bis zur Kontaktstelle reicht. Auch dann wird aber zweckmäßig eine schützende Abdeckung 20 vorgesehen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Stromübertragung zwischen zwei Kontakt­ stellen, zwischen denen eine nach Art eines Federhauses mit konzentrisch zueinander liegenden Windungen ge­ wickelte, der elektrischen Verbindung dienende Flachband­ leitung mit mindestens einem elektrischen Leiter ange­ ordnet ist, die mit ihren Enden fest an die beiden Kontaktstellen angeschlossen ist, bei welcher mindestens eine der beiden Kontaktstellen relativ zu der anderen auf einer zu den Windungen der Flachbandleitung konzen­ trischen Bahn bewegbar ist, bei welcher die Enden der Flachbandleitung so gefaltet sind, daß sie unter einem Winkel von 90° von der Flachbandleitung abstehen, bei welcher die Endbereiche der Flachbandleitung mit den ge­ falteten Stellen in einen durch Spritzen erzeugten Iso­ lierkörper eingebettet sind und bei welcher an den Enden der Flachbandleitung Teile vorgesehen sind, um deren Achse diese Enden schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß über den gefalteten Enden der Flachbandleitung (10) jeweils ein vorgefertigter etwa L-förmiger Form­ körper (12) aus einem mechanisch stabilen Isoliermate­ rial mit flachen Wandungen (13, 14) und U-förmigem Quer­ schnitt angebracht ist der zumindest teilweise von dem Isolierkörper (17) umgeben ist, und
• - daß die gefalteten, freien Enden der Flachbandlei­ tung (10) mit Abstand von den Schwenkachsen ange­ ordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (13, 14) der Formkörper (12) mindestens eine bis zur Flachbandleitung (10) durchgehende Aus­ nehmung (15, 16) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet daß an den Formkörpern (12) jeweils eine Art Zapfen (18) angeformt ist um den herum das jeweilige Ende der Flachbandleitung (10) schwenkbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet daß an den Isolierkörpern (17) jeweils eine Art Zapfen (18) angeformt ist, um den herum das je­ weilige Ende der Flachbandleitung (10) schwenkbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (17) aus einem mit dem Isoliermaterial der Flachbandleitung (10) ver­ schweißenden Material bestehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Formkörper (12) und Isolierkörper (17) aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (17) aus einem weicheren Material als die Formkörper (12) bestehen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Flachbandleitung (10) eine Flachleiter-Handleitung eingesetzt ist.