DE3808778C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiralfederverbinder nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Hierin stellt ein elektrisches Verbindungsteil ohne bewegli­ che oder gleitende Teile einen direkten elektrischen Kontakt zwischen einem drehbaren und einem feststehenden Teil eines elektrischen Schaltkreises her.

In der modernen Automobiltechnologie für Gassack-Rückhalte­ systeme ist eine Gassackeinheit auf der Lenksäule montiert und muß in elektrischer Verbindung mit Sensoren oder ähnli­ chem stehen, die ein elektrisches Signal liefern, welches den Gassack bei einem Unfall augenblicklich aktiviert und da­ mit zum Aufblähen veranlaßt, um den Autobenutzer zu schützen.

Demgemäß benötigt man eine elektrische Verbindung zwischen dem drehbaren Teil der Gassackeinheit, welche auf der Lenk­ säule montiert ist, und dem Rest des Systems, welches sta­ tionär ist. Elektrische Verbindungen zwischen rotierenden und stationären Teilen sind natürlich wohlbekannt. Herkömm­ licherweise ruht eine Schleifbürste auf einem Leiterring, wobei eines der Teile drehbar ist, um einen solchen drehba­ ren elektrischen Kontakt zu liefern. Dabei entsteht das Ri­ siko, insbesondere während des Aufpralls bei einem Unfall, daß eine vorübergehende Unterbrechung der elektrischen Ver­ bindung bei dem Schleifbürsten-Ring-System stattfindet, wel­ che zum Versagen des gesamten Gassack-Systems führt.

Dementsprechend wurde bereits zu einem früheren Zeitpunkt ein Spiralfederverbinder entwickelt mit einem äußeren Gehäu­ se und einem inneren Rotor, welche mit Leiterdrähten verbun­ den sind, und einem gewickelten Leiter, welcher in einer Mehrzahl von Windungen um den Rotor bis hin zum äußeren Ge­ häuse gewickelt und mit jedem der Leiterdrähte verbunden ist. Damit kann der Verbinder auf eine Lenksäule montiert werden und das Lenkrad in beide Richtungen gedreht werden, während ein kontinuierlicher, direkter elektrischer Kontakt zwischen den beiden Leiterdrähten durch den ge­ wickelten Lei­ ter hindurch gegeben ist.

Dieses System ist wirksam, um die nötige elektrische Verbin­ dung zwischen einer Gassackeinheit oder anderen Vorrichtun­ gen auf einer rotierenden Säule und einem stationären Teil des Schaltkreises herzustellen, wobei die Konstruktionen nach dem Stand der Technik von Spiralfederverbindern aber den Nachteil aufweisen, daß sie relativ teuer und sperrig sind. Insbesondere wurden früher große Schnappverschlüsse verwendet, um Gehäuse und Rotor miteinander zu verbinden, was ein zusätzliches und unnötiges Teil bedeutet. Außerdem besteht der Bedarf, den Rotor in einer vorher festgelegten Drehposition während der Montage des Verbinders auf die Lenksäule zu fixieren. Der Grund dafür liegt darin, daß es unter Umständen nicht möglich ist, das Lenkrad des Autos über seinen vollen Bereich von links nach rechts zu drehen, ohne das Ende der Fähigkeit des Verbinders, sich ohne einen Bruch des gewickelten Leiters zu drehen, zu erreichen, wenn der Rotor sich aus seiner vorher festgelegten Position her­ ausbewegt hat. Deshalb muß der Verbinder in einer vorher festgelegten Winkelposition auf die Lenksäule montiert wer­ den, so daß dieser und das Lenkrad beide nach links und rechts über den uneingeschränkten Bereich gedreht werden können. Herkömmlicherweise ist ein Verbinder in der Lage, sich zweieinhalb Umdrehungen im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn, ausgehend von einer Mittelstellung, in wel­ cher er auf die Lenksäule montiert wurde und in der die Rä­ der des Fahrzeugs gerade stehen, zu drehen.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Spiralfe­ derverbinders von vereinfachter Konstruktion, bei der ein zusätzliches sperriges Teil für die Befestigung des Verbin­ ders entfallen kann und ferner die gewünschte Winkellage des Verbinders ohne zusätzliches Teil über dem äußeren Gehäuse und dem Rotor oder außerhalb derselben aufrechterhalten wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein Spiralfederverbinder mit einem äußeren Gehäuse, durch das sich eine erste Öffnung er­ streckt. Ein Rotor befindet sich innerhalb dieser ersten Öffnung und ist relativ zu dieser drehbar. Erste Leiterdraht­ mittel werden durch das äußere Gehäuse getragen, während zweite Leiterdrahtmittel durch den Rotor getragen werden. Ein gewickeltes Leitermittel ist in einer Mehrzahl von Wick­ lungen mit Abstand zueinander um den Rotor bis hin zum äuße­ ren Gehäuse gewickelt, wobei dieses gewickelte Leitermittel an seinen Enden mit dem ersten Leiterdrahtmittel bzw. dem zweiten Leiterdrahtmittel verbunden ist. Durch den Rotor hindurch erstreckt sich eine zweite Öffnung, die im allge­ meinen koaxial zu der ersten Öffnung ist, um z.B. die Monta­ ge des Verbinders auf eine Lenksäule zu gestatten.

Gemäß dieser Erfindung weist mindestens ein Teil der zweiten Öffnung einen nicht kreisrunden Querschnitt auf. Im einzel­ nen kann dieser nicht kreisrunde Querschnitt ein paar gegen­ überliegende gerade Wände umfassen. Am äußeren Gehäuse be­ findet sich ein Vorsprung, welcher sich in den nicht kreis­ runden Teil der zweiten Öffnung hinein erstreckt, um die Drehung des Rotors zu begrenzen und damit eine Orientierung des Rotors in Drehrichtung zu liefern, bis der Vorsprung entfernt wird.

An diesem Vorsprung können sich z.B. ein paar gegenüberlie­ gende, sich seitlich erstreckende Anschläge befinden, die ge­ gen den nicht kreisrunden Rand des Querschnitts der zweiten Öffnung stoßen. Demgemäß, im Falle, daß der nicht kreisrunde Querschnitt gegenüberliegende, gerade Wände hat, kann die Drehung durch Anstoßen der Anschläge gegen die geraden Wände begrenzt werden.

Es können zusätzlich Mittel bereitgestellt werden, wie z.B eine Sollbruchstelle, um das Wegbrechen des Vorsprunges vom äußeren Gehäuse nach Montage des Verbinders auf eine Lenk­ säule oder ähnliches zu erleichtern.

Vorzugsweise kann der Rotor mindestens zwei ganze Umdrehun­ gen in beide Richtungen, ausgehend von einer Mittelstellung, ausführen, sobald der Vorsprung entfernt wird. Der Vorsprung kann sich, ausgehend vom Rand der ersten Öffnung, einwärts erstrecken und sich an diesem Vorsprung eine Sollbruchstelle in der Nähe des Randes der ersten Öffnung befinden, um das Entfernen des Vorsprungs vom Rand zu gestatten.

Dementsprechend kann der erfindungsgemäße Spiralfederverbin­ der auf eine Lenksäule oder ähnliches montiert werden, ohne daß der Monteur auf die Winkelorientierung des Rotors zu achten hat. Wenn der Verbinder dann montiert ist, kann der Vorsprung einfach von Hand, mit einem Schraubenzieher oder ähnlichem weggebrochen werden. Der Verbinder ist damit be­ reit, unter extremen mechanischen Belastungen (z.B. bei einem Autounfall) eine elektrische Verbindung herzustellen, um ein elektrisches Signal zu übertragen, das einen Gassack oder ähnliches unter diesen Bedingungen aktiviert.

Es versteht sich von selbst, daß die Anwendung des erfin­ dungsgemäßen Spiralfederverbinders nicht auf ein Gassacksy­ stem oder die Montage auf der Lenksäule eines Fahrzeuges be­ grenzt ist. Es gibt bereits andere Verwendungen für diese Vorrichtung, welche in der Technik bereits ausgeführt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezug­ nahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 der Zeichnungen ist ein Aufriß einer Seite des Spi­ ralfederverbinders gemäß dieser Erfindung;

Fig. 2 ist ein Aufriß der anderen Seite des Verbinders ge­ mäß dieser Erfindung;

Fig. 3 ist ein Teilschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 1; und

Fig. 4 ist ein Schnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 1.

Die Zeichnungen zeigen einen Spiralfederverbinder 10. Der Ausdruck "Spiralfeder" ist nicht notwendigerweise wörtlich zu interpretieren und bezieht sich allgemein auf jede Art von gewickelten Leitermitteln, bei welchen eine Mehrzahl von Wicklungen mit Abstand zueinander um den Rotor gewickelt sind, wie oben bereits beschrieben.

Wie die Zeichnungen zeigen, erstreckt sich durch das äußere Gehäuse 12 eine erste Öffnung 14. Ein Rotor 16 befindet sich innerhalb der ersten Öffnung 14 und ist relativ zu dieser drehbar. Ein erster Leiterdraht 18 wird vom äußeren Gehäuse 12 getragen, während ein zweiter Leiterdraht 20 durch den Rotor 16 getragen wird.

Eine Spirale aus flachem, isoliertem Draht 22, welche bevor­ zugterweise zwei getrennte parallele Leiter enthält, ist in einer Mehrzahl von Wicklungen mit Abstand zueinander um den Rotor 16 bis hin zum äußeren Gehäuse 12 gewickelt. Die Spi­ rale 22 ist mittels eines steifen, gebogenen Verbinders 24 mit einem Ende des ersten Leiterdrahtes 18 verbunden, während die Spirale 22 an ihrem anderen Ende über einen steifen Ver­ binder 27 mit dem Leiterdraht 20 verbunden ist, so daß elek­ trische Signale kontinuierlich durch die Spirale 22 zwischen den Leiterdrähten 18, 20 fließen können.

Durch den Rotor 16 hindurch erstreckt sich eine zwei­ te Öff­ nung 26, die allgemein koaxial zu der ersten Öffnung 14 ist. Dies gestattet die Montage des Spiralfederverbinders 10 auf einer Lenksäule 28, wie Fig. 2 zeigt. Um dies zu bewerkstel­ ligen, wird ein Paar passend gestalteter Scheiben 30, 32 um die Lenksäule 28 herum zusammengeführt, um gemeinsam eine Beilagscheibe zu bilden. Wie man in Fig. 1 erkennen kann, ist diese Beilagscheibe, welche aus den Scheiben 30, 32 ge­ bildet ist, von der gleichen Gestalt wie die Aussparung 34, die in durchgezogenen Linien dargestellt ist. Folglich kann die Beilagscheibe aus den Scheiben 30, 32 um die Lenksäule 28 montiert werden und dann in die Ausnehmung 34 hinein fal­ lengelassen werden, um den Spiralfederverbinder 10 auf der Lenksäule 28 festzuhalten. Die Scheibe 32 weist einen Keil 36 auf, welcher in die entsprechende Keilnut der Lenksäule 28 eingefügt werden kann.

Ein dritter Draht 38 steht in Verbindung mit einem Leiter­ ring 40, welcher z.B. als Teil des elektrischen Stromkreis­ systems für die Hupe dienen kann, um Signale von der Hupen­ betätigung auf der Lenksäule zu den stationären Hupen, die unter der Motorhaube angebracht sind, zu übermitteln, wobei die Signale von dem Leiterring 40 durch herkömmliche Schleif­ bürsten abgenommen werden.

Man kann erkennen, daß der Rotor 16 über eine größere Strecke in beiden Richtungen gedreht werden kann, abhängig von der Anzahl der Windungen und dem Abstand dieser Leiterwindungen 22 zueinander, wobei die elektrische Verbindung zwischen den Leiterdrähten 18 und 20 aufrechterhalten bleibt.

Es sind Befestigungsmittel 42 bereitgestellt, die es gestat­ ten, das Gehäuse 12 fest mit einem Rahmen zu verschrauben, der die Lenksäule umgibt.

Gemäß dieser Erfindung ist mindestens ein Teil der zweiten Öffnung 26 (d.h. der Ausnehmung 34) von nicht kreisrundem Querschnitt. Im besonderen besteht dieser nicht kreisrunde Querschnitt aus einander gegenüberliegenden, geraden Wänden 44, die am Rotor 16 gebildet sind. Wie bereits dargelegt, kann man die Scheiben 30, 32, welche die Lenksäule 28 umge­ ben, in diese Ausnehmung hineinfallen lassen, wobei sie pas­ send zu dieser geformt sind. Außerdem befindet sich am äuße­ ren Gehäuse 12 ein Vorsprung 46, welcher sich in die nicht kreisrunde Ausnehmung 34 der zweiten Öffnung 26 hinein er­ streckt. Dies hat eine Begrenzung der Drehung des Rotors 16 zur Folge. Im einzelnen kann der Vorsprung 46 zwei gegenüber­ liegende, sich seitlich erstreckende Anschläge 48 aufweisen. Man kann erkennen, daß bei Drehung des Rotors 16 in der er­ sten Öffnung 14 die eine oder die andere der geraden Wände 44 gegen einen der sich seitlich erstreckenden Anschläge 48 anstoßen wird, um eine weitere Drehung zu verhindern, bis der Vorsprung 46 entfernt wird. Infolgedessen kann der Spi­ ralfederverbinder 10 routinemäßig in Montagebandarbeit, wie bereits zuvor beschrieben, montiert werden, mit der Gewiß­ heit, daß keine größere Drehung des Rotors 16 bei der Monta­ ge des Verbinders 10 auf einer Lenksäule 28 stattfindet. Dies gewährleistet den vollen Drehbereich des Verbinders 10, dem Drehbereich der Lenksäule 28 entsprechend, um die volle Einsatzfähigkeit des Systems zu gewährleisten.

Nachdem der Verbinder 10 auf der Lenksäule 28 montiert wurde, kann der seitliche Vorsprung 46 durch Hochbiegen weggebro­ chen werden, wobei eine Sollbruchlinie 50, wie dargestellt, aus einer dünnen Stelle bestehen kann. Nach Entfernen des Vorsprungs 46 ist der Rotor 16 des Verbinders frei, um sich ungehindert mit der Lenksäule 28 drehen zu können.

Gehäuse 12 und Rotor 16 können aus einem geeigneten Kunst­ stoff, z.B. Polystyrol oder ähnlichem, geformt sein, wobei der Vorsprung 46 ein an das Gehäuse 12 angeformtes Teil ist. Insbesondere entfällt damit ein zusätzliches großes Teil, das im bisherigen Stand der Technik angewendet wurde, so daß sich die Erfindung durch Einfachheit und Wirtschaftlichkeit auszeichnet.

Das Gehäuse 12 kann herkömmlicherweise aus einem Paar Gehäu­ sehälften, wie z.B. einem oberen und einem unteren Teil, hergestellt werden, wobei diese entweder durch Erhitzen oder ein Lösungsmittel miteinander verschweißt werden können, um den Rotor 16 und die Spirale 22 zu umschließen.

Claims (8)

1. Spiralfederverbinder mit einem äußeren Gehäuse, durch das sich eine erste Öffnung erstreckt; einem Rotor, der sich innerhalb dieser ersten Öffnung befindet und relativ zu die­ ser drehbar ist; einem ersten Leiterdrahtmittel, welches vom äußeren Gehäuse getragen wird; einem zweiten Leiterdrahtmit­ tel, welches vom Rotor getragen wird; einem gewickelten Lei­ termittel, welches in mehreren voneinander beabstandeten Windungen um den Rotor bis hin zum äußeren Gehäuse gewickelt ist, wobei dieses Leitermittel an seinem einen Ende mit dem ersten Leiterdrahtmittel und an seinem zweiten Ende mit dem zweiten Leiterdrahtmittel verbunden ist; wobei sich durch den Rotor hindurch eine zweite Öffnung erstreckt, die allge­ mein koaxial zu der ersten Öffnung ist; dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens ein Teil der zweiten Öffnung (26) einen nicht kreisrunden Querschnitt aufweist und sich am äußeren Gehäuse (12) ein Vorsprung (46) befindet, welcher sich in den nicht kreisrunden Teil der zweiten Öffnung (26) hinein erstreckt, um die Drehung des Rotors (16) zu begrenzen und damit dem Rotor (16) eine Orientierung in Drehrichtung zu verleihen, bis der Vorsprung (46) entfernt wird.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel bereitgestellt sind, die das Wegbrechen des Vorsprungs (46) vom äußeren Gehäuse (12) erleichtern.

3. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (46) zwei einander gegenüberliegende, sich seitlich erstreckende Anschläge (48) aufweist und der nicht kreisrunde Querschnitt der zweiten Öffnung (26) zwei einan­ der gegenüberliegende, gerade Wände (44) umfaßt, wobei die Drehung durch Anschlagen der Anschläge (48) gegen die gera­ den Wände (44) begrenzt wird.

4. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (16) mindestens zwei ganze Umdrehungen in beiden Richtungen, ausgehend von einer Mittelstellung, ausführen kann, sobald der Vorsprung (46) entfernt wird.

5. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorsprung (46), ausgehend vom Umfang der ersten Öff­ nung (14), einwärts erstreckt und sich an diesem Vorsprung (46) eine Sollbruchlinie (50) in der Nähe des übrigen Um­ fangsteiles der ersten Öffnung (14) befindet, um das Ent­ fernen des Vorsprunges (46) von besagtem Umfang zu gestatten.

6. Spiralfederverbinder mit einem äußeren Gehäuse, durch das sich eine erste Öffnung erstreckt; einem Rotor, der sich innerhalb dieser ersten Öffnung befindet und relativ zu die­ ser drehbar ist; einem ersten Leiterdrahtmittel, welches vom äußeren Gehäuse getragen wird; einem zweiten Leiterdrahtmit­ tel, welches vom Rotor getragen wird; einem gewickelten Lei­ termittel, welches in mehreren beabstandeten Windungen um den Rotor bis hin zum äußeren Gehäuse gewickelt ist, wobei dieses Leitermittel an seinen Enden mit dem ersten Leiter­ drahtmittel bzw. mit dem zweiten Leiterdrahtmittel verbunden ist; wobei sich durch den Rotor hindurch eine zweite Öffnung erstreckt, die allgemein koaxial zu der ersten Öffnung ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der zweiten Öffnung (26) einen nicht kreisrunden Querschnitt aufweist und sich am äußeren Gehäuse (12) ein Vorsprung (46) befin­ det, welcher sich in den nicht kreisrunden Teil der zweiten Öffnung (26) hinein erstreckt, um die Drehung des Rotors (16) zu begrenzen und damit eine Orientierung des Rotors (16) in Drehrichtung zu liefern, bis der Vorsprung (46) entfernt wird; wobei der Vorsprung (46) zwei gegenüberliegende, sich seitlich erstreckende Anschläge (48) aufweist und der nicht kreisrunde Querschnitt der zweiten Öffnung (26) zwei gegen­ überliegende, gerade Wände (44) umfaßt, wobei die Drehung durch Anschlagen der Anschläge (48) gegen die geraden Wände (44) begrenzt wird; wobei sich an diesem Vorsprung (46) eine Sollbruchstelle (50) befindet, um das Wegbrechen des Vor­ sprunges (46) vom äußeren Gehäuse (12) zu erleichtern und damit dem Rotor (16) das Drehen zu gestatten.

7. Verbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (16) mindestens zwei ganze Umdrehungen in beiden Richtungen, ausgehend von einer Mittelstellung, ausführen kann, sobald der Vorsprung (46) entfernt ist.

8. Verbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (46) am Umfangsrand der ersten Öffnung (14) angebracht ist.