DE4028816C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine variable Kabellängenspeichereinrichtung bzw. Kabelrolle für eine aus- und einfahrbare Lenksäule eines Fahrzeuges.

In der Kabelrolle ist ein Ende eines mehrfach aufge­ wickelten Flachkabels an einem feststehenden Teil, das andere Ende des Flachkabels an einem bewegbaren Teil gesichert und durch dieses hindurchgeführt. Wenn sich das bewegbare Teil dreht, erfolgt hiermit eine Drehung des Flachkabels bis zum Erreichen eines bestimmten Dreh­ winkels, dessen Größe dadurch vorgegeben ist, daß das Flachkabel sich auf die Seite des drehbaren Teils auf­ wickelt oder sich von diesem abwickelt.

Kabelrollen werden eingesetzt bei Lenksäulen von Kraftfahrzeugen für Stromkreise eines Airbags, einer Hupe oder einer Ge­ schwindigkeitsregeleinrichtung (JP 57-66 063).

Bei einer in einer Lenksäule eingebauten Kabelrolle ist das bewegbare Teil mit dem Lenkrad verbunden, wohingegen das feststehende Teil mit der feststehenden Säule oder ähnlichem verbunden ist. Das aus dem fest­ stehenden Teil herausgeführte Flachkabel ist mit einem auf der Säule angeordneten elektrischen Anschluß verbunden. Bei einer Lenksäule, die mit einem sogenannten Teleskopauszug ausgestattet ist, durch den die Position des Lenkrads bezüglich seiner axialen Lage längs der Lenksäule einstellbar ist, verändert sich der Abstand zwischen der Kabelrolle und dem elektrischen Anschluß während der Bewegung des Lenkrades. Daher ist es notwen­ dig, einen aus dem feststehenden Teil herausführenden Vorderabschnitt vorzusehen, der lang genug ist, um die Abstandsänderungen zu ermöglichen.

Bei einem entsprechend lang ausgeführten Vorderabschnitt des Flachkabels wird eine Längenausgleichsvorrichtung er­ forderlich, da das schlaff durchhängende Flachkabel zu einem Hindernis wird. Solch eine Vorrichtung ist bei­ spielsweise aus dem JP 63-32 527 bekannt. Bei den be­ kannten Vorrichtungen ist eine Kabelbaumspule vorgesehen, die zwischen dem bewegbaren Bereich und dem feststehenden Bereich der mit der Teleskopfunktion ausgestatteten Lenk­ säule angeordnet ist. Gleichzeitig ist eine Vielzahl von Kabelbäumen, die aus dem Lenkrad herausgeführt sind, in der Kabelbaumspule untergebracht und schraubenförmig auf­ gewickelt. Die Bewegung des Lenkrads in axialer Richtung wird daher durch eine Änderung der Wickelradien der schraubenförmig in der Kabelbaumspule aufgewickelten Kabelbäume ausgeglichen.

Entsprechend der oben genannten bekannten Längenaus­ gleichsvorrichtung werden während der Teleskopfunktion, also beispielsweise wenn das Lenkrad zum Fahrer hin ge­ zogen wird, die Wickelradien der aufgewickelten Kabel­ bäume klein. Im anderen Fall, wenn also das Lenkrad weg­ geschoben wird, werden die Wickelradien der aufgewickel­ ten Kabelbäume groß. Da die Wickelradien der aufgewickel­ ten Kabelbäume in der Kabelbaumspule veränderbar sind, können auch lange Kabelbäume auf relativ kleinem Raum untergebracht werden.

Da das zusammen mit einer Kabelrolle als Leitungskabel eingesetzte Flachkabel eine hohe Biegesteifigkeit und eine große Breite im Vergleich mit einem Kabelbaum auf­ weist, tritt bei der Verwendung der beschriebenen Längen­ ausgleichsvorrichtung zusammen mit einer Kabelrolle das Problem auf, daß der für die Unterbringung der Kabelfüh­ rung benötigte Raum übermäßig groß wird. Weiterhin be­ steht ein Problem darin, daß die Zuverlässigkeit der durch das Flachkabel hergestellten elektrischen Verbin­ dung wegen der auf das Flachkabel wirkenden übermäßig hohen Verdrehkraft stark reduziert ist.

Ausgehend von dem vorliegenden Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine betriebssichere Kabelrolle für eine aus- und einfahrbare Lenksäule von Fahrzeugen vorzuschlagen, die zudem einen möglichst ge­ ringen Installationsraum benötigt.

Um diese Aufgabe zu erfüllen, wird anhand der vorliegen­ den Erfindung eine Kabelrolle für eine aus- und einfahr­ bare Lenksäule in Fahrzeugen vorgeschlagen, mit einem feststehenden Teil und einem mit dem feststehenden Teil drehbar verbundenen bewegbaren Teil, einem zwischen dem feststehenden Teil und dem bewegbaren Teil aufgerollt an­ geordneten Flachkabel, dessen beide Enden außenseitig des feststehenden Teils und des bewegbaren Teils elek­ trisch angeschlossen sind, und mit einer Kabellängenaus­ gleichseinrichtung mit einem Paar von relativverschiebbar miteinander verbundenen Halterungskörpern, wobei das aus dem feststehenden Teil herausgeführte, an den Halterungs­ körpern befestigte Flachkabel unter Ausbildung eines im wesentlichen halbkreisförmigen Verlaufs zwischen den Be­ festigungsbereichen angeordnet ist.

Wenn der Abstand zwischen dem feststehenden Teil der Kabelrolle und einem der Halterungskörper der Kabel­ längenausgleichseinrichtung mit Verschiebung des Lenk­ rades in axialer Richtung zu- oder abnimmt, wird die Abstandsänderung dadurch ausgeglichen, daß die beiden Halterungskörper der Kabellängenausgleichseinrichtung sich relativ zueinander bewegen. In dem Maße wie sich die Halterungskörper bewegen, ändert sich der Verlauf des Flachkabels, indem das Kabel innerhalb der Kabellängen­ ausgleichseinrichtung gekrümmt wird.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der fol­ genden Beschreibung einer Ausführungsform in Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Frontansicht einer Kabelrolle;

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung der Kabel­ rolle;

Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung der Kabel­ längenausgleichseinrichtung;

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der Kabel­ längenausgleichseinrichtung;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines bewegbaren Halters vor dem Zusammenbau;

Fig. 6 eine schematische Darstellung der in­ stallierten Kabelrolle;

Fig. 7 eine Funktionsdarstellung der Kabel­ längenausgleichseinrichtung.

Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung wird nach­ folgend anhand der zugehörigen Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine einer Ausführungsform der Erfindung entsprechende Kabelrolle in einer Frontansicht. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besteht die Kabelrolle aus einem Kabelrollenkörper 1 und einer Kabellängenausgleichseinrichtung 2.

Fig. 2 ist eine Querschnittsdarstellung, die schematisch den Aufbau des Kabelrollenkörpers 1 darstellt. In Fig. 2 bezeichnet Ziffer 3 ein bewegbares Teil, in dessen Zen­ trum ein Rotationszylinder 3a vertikal angeordnet ist, und einen zylindrischen Halter 4, der außerhalb des Ro­ tationszylinders 3a angeordnet ist. Der Halter 4 weist einen nicht dargestellten axial verlaufenden Schlitz auf und ist derart mit dem waagrechten Bereich des bewegbaren Teils 3 verbunden, daß zwischen dem Halter 4 und dem äußeren Umfang des Rotationszylinders 3a ein festgelegter Zwischenraum verbleibt. Ziffer 5 bezeichnet ein Flachka­ bel, daß aus einer Vielzahl zwischen zwei flexiblen Film­ schichten einlaminierten elektrischen Leitern gebildet ist, wobei die flexiblen Filmschichten aus Polyäthylen- Terephtalat oder ähnlichem bestehen. Das Flachkabel 5 ist in einer Vielzahl von Wicklungen angeordnet, wobei der Anfang des aufgewickelten Flachkabels 5 innerhalb des Halters 4 umgebogen ist, nachdem er durch den Schlitz hindurchgeführt und aus dem bewegbaren Teil 3 herausge­ führt ist. Ein nicht näher dargestellter elektrischer An­ schluß ist mit dem Ende einer Kabelführung 6 auf der be­ wegbaren Seite des bewegbaren Teils 3 verbunden.

Ziffer 7 bezeichnet ein feststehendes Teil. Das fest­ stehende Teil 7 weist eine zentrische Bohrung 7a auf, in die der Rotationszylinder 3a des oberhalb angeordneten bewegbaren Teils 3 einrastet. Eine äußere Ringwandung 7b, die die mögliche Abwicklung des Flachkabels 5 begrenzt, ist vertikal im Umfangsbereich des feststehenden Teils 7 angeordnet. Darüber hinaus ist ein Ringelement 8 am obe­ ren Ende der äußeren Ringwandung 7b befestigt, so daß das bewegbare Teil 3 gleitend auf dem Ringelement 8 bewegbar ist. Außerdem sind Führungsbereiche 7c, 8a einstückig an dem feststehenden Teil 7 und dem Ringelement 8 diagonal abwärtsweisend angeformt. Das Ende des aufgewickelten Bereichs des Flachkabels 5 ist innerhalb der äußeren Ringwandung umgebogen und dann aus dem feststehenden Teil 7 hinausgeführt, nach vorheriger Durchführung durch die Führungsbereiche 7c, 8a. Ein Vorderabschnitt 9 an der festen Seite der Führungsbereiche 7c, 8a führt zur oben erwähnten Kabellängenausgleichseinrichtung 2.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 die Kabellängenausgleichseinrichtung 2 im einzelnen beschrieben.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsdarstellung der Kabellängenausgleichseinrichtung 2;

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der Kabellängenausgleichseinrichtung 2; und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines bewegbaren Halters, mit dem die Kabellängenausgleichseinrichtung ausgestattet ist.

In diesen Figuren bezeichnet Ziffer 10 einen bewegbaren Halterungskörper bzw. Halter, während Ziffer 11 einen feststehenden Halterungskörper bzw. Halter meint. Die beiden Halter 10 und 11 sind ver­ schiebbar gleitend miteinander verbunden und bilden zusammen die Kabellängenausgleichseinrichtung 2.

Der bewegbare Halter 10 weist ein Paar Seitenplatten 12 auf. Zwischen den beiden Seitenplatten 12 sind zwei zylindrische Querstreben 13, 14 und eine führungsbahnar­ tig ausgebildete Führungsstütze 15 angeordnet. Ferner sind auf den äußeren Oberflächen der Seitenplatten 12 Vorsprünge 12a angeformt. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, besteht ein Blockkörper, der das Paar Seitenplatten 12 mitumfaßt, aus einem einstückig geformten Teil, wobei das Paar Seitenplatten 12 über ein Filmscharnier 16 an­ geschlossen ist. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist der be­ wegbare Halter 10 mit den einander gegenüberliegend an­ geordneten Seitenplatten 12 dadurch gebildet, daß eine Seitenplatte 12 um 180° um das Filmscharnier 16 in Rich­ tung auf die andere Seitenplatte 12 geschwenkt wird, be­ vor der bewegbare Halter 10 verschraubt wird. Der beweg­ bare Halter 10 wird also dadurch gebildet, daß eine Sei­ tenplatte 12 um eine als strichpunktierte Linie darge­ stellte Biegelinie in Richtung auf die andere Seitenplat­ te 12, dargestellt durch einen Pfeil, verschwenkt wird. Der bewegbare Halter 10 weist darüber hinaus einen strei­ fenförmigen Ausleger 17 auf, in dessen beiden Endberei­ chen als Langlöcher ausgeführte Befestigungsbohrungen 18 vorgesehen sind.

Der bereits oben erwähnte feststehende Halter 11 be­ steht aus einem Basisteil 19 und einem Deckelteil 20, die beide mittels mehrerer Schrauben ineinandergreifend miteinander verbunden sind. Im äußeren Bereich des Basisteils 19 und des Deckelteils 20 sind jeweils Aus­ leger 22 mit als Langlöcher ausgebildeten Befestigungs­ bohrungen 21 vorgesehen. Darüber hinaus sind auf der Innenfläche des Basisteils 19 und des Deckelteils 20 in Längsrichtung angeordnete Führungsnuten 23 ausgebil­ det. Die oben beschriebenen Vorsprünge 12a des bewegbaren Teils 10 greifen in die Führungsnuten 23 ein, so daß eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung entlang den Führungsnuten 23 möglich ist.

An einer Seite des Basisteils 19 sind in dessen Längs­ richtung ein Abteilungselement 24, das einen höhlungs­ artigen Raum bildet, und eine in dem höhlungsartigen Raum angeordnete Führungswandung 25 vorgesehen. Außerdem sind auf der anderen Seite des Basisteils 19 eine halbzylin­ drisch gewölbte Wandung 26 und eine dieser gegenüber­ liegend angeordnete Führungswandung 27 ausgebildet. Zwischen der gewölbten Wandung 16 und der Führungswandung 27 ist ein Kabelabgabeweg gebildet. Zusätzlich ist inner­ halb des Basisteils 19 ein Umlenkstab 29 vorgesehen. Das vorstehend beschriebene Unterteilungselement 24, die Füh­ rungswandung 25, die gewölbte Wandung 26, die Führungs­ wandung 27 und der Umlenkstab 29 sind so angeordnet, daß sie eine Verbindung von der Seitenplatte des Basisteils 19 zum Deckelteil 20 bilden.

Der oben beschriebene Vorderabschnitt 9 an den Führungs­ bereichen 7c, 8a, der aus dem feststehenden Teil 7 des Kabelrollenkörpers 1 herausgeführt ist, führt nach inner­ halb des Abteilbereichs 24 unter Ausbildung einer halb­ kreisförmigen Schleife, nach vorhergehender Befestigung des Vorderabschnitts 9 durch Ausbildung eines S-Schlags im Bereich der Querstrebe 13 und der Führungsstütze 15 des bewegbaren Halters 10. Der Vorderabschnitt 9 ist zu­ dem am feststehenden Halter 11 befestigt, nach vorherge­ hender Umlenkung um die Führungswandung 25. Nach Um­ lenkung um den Umlenkstab 29 und Durchführung durch den Kabelabgabeweg 28 zwischen der gewölbten Wan­ dung 26 und der Führungswandung 27 wird der Vorderab­ schnitt 9 aus dem feststehenden Halter 11 hinausgeführt. Darüber hinaus sind Schutzbänder 30 aus PVC oder ähnli­ chem mit dem Vorderbereich des feststehenden Halters 11 und einem Teil des Flachkabels 9 im Bereich zwischen dem Kabelrollenkörper 1 und dem bewegbaren Halter 10 verbun­ den. Weiterhin ist ein gebogener Bereich 9a des Flachka­ bels 9, der vom bewegbaren Halter 10 zum Befestigungs­ bereich des festehenden Halters 11 führt, beidseitig mit zusammengeklemmten Stützlagen 31 versehen, die aus einem flexiblen Film bestehen. Beide Enden der Stützlagen 31 sind über Klemmstege mit der Führungsstütze 15, dem Ab­ teilbereich 24 und der Führungswandung 25 verbunden, um ein Loslösen der Kabelführung 9 zu verhindern.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der entspre­ chend der vorangegangenen Beschreibung aufgebauten Kabel­ rolle, die an einer mit einer Teleskopfunktion versehe­ nen aus- und einfahrbaren Lenksäule angebracht ist. In Fig. 6 bezeichnet Ziffer 32 ein Lenkrad; 33 bezeichnet eine Säule; und 34 bezeichnet einen Teleskopauszug. Das bewegbare Teil 3 des Kabelrollenkörpers 1 ist fest mit dem Lenkrad 32 verbunden. Das feststehende Teil 7 ist fest mit dem bewegbaren Bereich des Teleskopauszugs 34 verbunden. Der Ausleger 17 des bewegbaren Halters 10 der Kabellängenausgleichseinrichtung 2 ist fest mit dem bewegbaren Bereich des Teleskopauszugs 34, und die Aus­ leger 22 des feststehenden Halters 11 sind fest mit dem feststehenden Bereich der Säule 33 verbunden. Das Lenkrad 32, der Kabelrollenkörper 1 und der bewegbare Halter der Kabellängenausgleichseinrichtung 2 sind zusammen mit dem Teleskopauszug 34 in axialer Richtung einer nicht näher dargestellten Lenkwelle (Pfeile A und B) verschiebbar.

Bei einem auf die beschriebene Art und Weise installier­ ten Kabelrollenkörper 1 verursacht eine Drehung des Lenk­ rads 32 in eine Richtung eine Aufwicklung des Flachkabels 5 im Kabelrollenkörper 1 auf den Halter 4 des bewegbaren Teils 3. Andererseits verursacht eine Drehbewegung des Lenkrads 32 in die andere Richtung eine Abwicklung des Flachkabels 5 zur Seite der äußeren Ringwandung 7b des feststehenden Körpers 7. In jedem Fall wird eine elektri­ sche Verbindung zwischen dem Lenkrad 32 und dem Kabelrol­ lenkörper 1 über den Vorderabschnitt 6 am bewegbaren Be­ reich des Flachkabels 5 aufrechterhalten. Eine elektri­ sche Verbindung zwischen dem bewegbaren Teil 3 und dem feststehenden Teil 7 des Kabelrollenkörpers 1 wird durch das Flachkabel 5 beibehalten. Eine elektrische Verbindung zwischen dem Kabelrollenkörper 1 und Teilen des fest­ stehenden Bereichs der Säule 33 ist durch den Vorderab­ schnitt 9 am feststehenden Bereich des Flachkabels 5 ge­ geben.

Fig. 7 stellt die Funktionsweise der Kabellängenaus­ gleichsvorrichtung 2 dar und entspricht dem in Richtung des Pfeils B ausgefahrenen Zustand des Lenkrads 32 in Fig. 6 (die Position der Kabellängenausgleichseinrichtung 2 ist hierbei durch eine unterbrochene Linie darge­ stellt). In diesem Fall sind der bewegbare Halter 10 und der feststehende Halter 11 bis zum größtmöglichen Abstand auseinandergeschoben. Der gebogene Bereich 9a der Kabel­ führung 9 befindet sich dabei in einer Position, die durch eine Vollinie angedeutet ist.

Wenn im Gegenteil hierzu das Lenkrad 32 in die durch den Pfeil A in Fig. 6 angedeutete Richtung verschoben ist, werden der Kabelrollenkörper 1 und der bewegbare Halter 10 in die gleiche Richtung wie das Lenkrad 32 verschoben. Der bewegbare Halter 10 bewegt sich dann durch das Glei­ ten der Vorsprünge 12a in den Führungsnuten 23 innerhalb des feststehenden Halters 11 abwärts. Folgerichtig ergibt sich hierbei der kleinstmögliche Abstand zwischen dem be­ wegbaren Halter 10 und dem feststehenden Halter 11. Die­ se Abstandsänderung wird dadurch ausgeglichen, daß der gebogene Bereich 9a der Kabelführung 9 sich wie durch die strichpunktierten Linien in Fig. 7 angedeutet verschiebt.

Die axiale Verschiebung des Lenkrads 32 infolge der Te­ leskopfunktion wird ausgeglichen durch die Verschiebung des gebogenen Bereichs 9a der Kabelführung 9 innerhalb der Kabellängenausgleichseinrichtung 2. Daher ist es möglich, die Kabelführung 9 des Flachkabels 5, die zwischen dem Kabelrollenkörper 1 und einem außen liegen­ den Anschluß erforderlich ist, auf kleinstem Raum anzu­ ordnen.

Außerdem verhindern die Stützlagen 31, die überlappend im gebogenen Bereich des Flachkabels 9 angeordnet sind, ein Knicken des gebogenen Bereichs 9a. Hierdurch wird eine Verbesserung der Betriebssicherheit der Kabel­ rolle erreicht.

Durch die einstückig spritzgegossene Ausführung des be­ wegbaren Halters 10, an dem das Seitenplattenpaar 12 über das Filmscharnier 16 angeschlossen ist, ist es darüber hinaus möglich, die Anzahl der erforderli­ chen Teile zu reduzieren.

Weiterhin ist es auch möglich, Toleranzabweichungen der einzelnen Teile auszugleichen, da die Kabelführung 9 innerhalb des bewegbaren Halters 10 zwischen den Quer­ streben 13 und 14 verschiebbar ist, und da die Befesti­ gungsbohrungen 18 des bewegbaren Halters 10 und die Be­ festigungsbohrungen 21 des feststehenden Halters 11 als quer zur Verschieberichtung der Kabelführung 9 ausgeführ­ te Langlöcher ausgebildet sind.

Wie bereits oben ausgeführt wurde, ist es entsprechend der vorliegenden Erfindung möglich, selbst bei einer Abstandsänderung zwischen dem Kabelrollenkörper 1 und dem außen angeordneten Anschluß während der Teleskopfunk­ tion den Vorderabschnitt des Flachkabels, der zwischen dem Kabelrollenkörper 3 und dem außen liegenden Anschluß erforderlich ist, ohne Durchhang innerhalb eines kleinen Raums anzuordnen. Dies wird dadurch erreicht, daß das aus dem feststehenden Teil 7 herausgeführte Flachkabel 5 mit einem Paar von Haltern 10, 11 verbunden wird, die glei­ tend relativverschiebbar miteinander verbunden sind, und daß zwischen dem Paar der Halter 10, 11 ein im wesent­ lichen halbkreisförmig gebogener Bereich 9a gebildet ist. Der Gebrauchswert der Kabelrolle ist daher ent­ scheidend verbessert.

Es ist selbstverständlich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Es sind eine Vielzahl von unterschiedlichen, anders gearteten Ausführungen der vorliegenden Erfindung denk­ bar, die von der dargestellten Lösung Gebrauch machen.

Claims (3)

1. Kabelrolle für eine aus- und einfahrbare Lenksäule eines Fahrzeuges mit einem feststehenden Teil (7) und einem mit dem feststehenden Teil (7) drehbar verbundenen bewegbaren Teil (3), einem zwischen dem feststehenden Teil (7) und dem bewegbaren Teil (3) aufgerollt angeord­ neten Flachkabel (5), dessen beide Enden außenseitig des feststehenden Teils (7) und des bewegbaren Teils (3) elektrisch angeschlossen sind, und mit einer Kabellängenausgleichseinrichtung (2) mit einem Paar von relativverschiebbar miteinander verbundenen Halterungs­ körpern (10, 11), wobei das aus dem feststehenden Teil (7) herausgeführte, an den Halterungskörpern (10, 11) be­ festigte Flachkabel (5) unter Ausbildung eines im we­ sentlichen halbkreisförmigen Verlaufs (9a) zwischen den Befestigungsbereichen angeordnet ist.

2. Kabelrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das an den Halterungskörpern (10, 11) befestigte Flachkabel (5) unter Ausbildung des im wesentlichen halbkreisförmig verlaufenden Bereichs (9a) sich innerhalb der Halterungskörper (10, 11) ausgehend von den Befestigungsbereichen des Paars der Halterungskörper (10, 11) in im wesentlichen der gleichen Richtung erstreckt, und
daß der im wesentlichen halbkreisförmig ver­ laufende Bereich (9a) in derselben Richtung bewegbar ist wie die Relativverschiebungsrichtung der miteinander ver­ bundenen Halterungskörper (10, 11).

3. Kabelrolle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Halterungskör­ per (10, 11), wo das Flachkabel (5) von wenigstens einer Seite der Halterungskörper (10, 11) nach außen führt, zwei Elemente in Berührung mit dem Flachkabel (5) vorgesehen sind, so daß das Flachkabel (5) S-förmig in den Hal­ terungskörpern (10, 11) verläuft.