DE4216157A1 - Vorrichtung zur Signalübertragung zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Endstellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Signalübertragung zwischen zwei Endstellen, zwischen denen eine in Windungen verlaufende und in einer im wesentlichen kreisförmigen Kassette untergebrachte Leitung angeordnet ist, an die weiterführende Leitungen an den beiden Endstellen anschließbar sind und deren Länge wesentlich größer als der Abstand der beiden Endstellen voneinander ist, bei welcher mindestens eine der beiden Endstellen relativ zu der anderen bewegbar ist und bei welcher die Kassette aus zwei Teilen besteht, einem feststehenden Stator und einem drehbaren Rotor (EP-OS 0 417 350).

Eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise für die Übertragung eines Signals zum Auslösen des "Airbag" eines Prallschutzes für Kraftfahrzeuge benötigt. Sie ist zur Übertragung eines elektrischen oder optischen Signals im Lenkrad eines Kraftfahrzeugs untergebracht. "Leitung" im Sinne der Erfindung kann also eine elektrische oder eine optische Leitung sein. Ein wesentliches Problem für diese Vorrichtung ist die Signalübertragung zwischen feststehenden und beweglichen Teilen des Kraftfahrzeugs. Die für solche Fälle seit langem bekannten, der Stromübertragung dienenden Schleifkontakte bzw. Schleifringe sind einem Verschleiß unterworfen und insbesondere bei niedrigen Stromstärken wegen der schwankenden Übergangswiderstände nachteilig.

Bei der bekannten Vorrichtung nach der eingangs erwähnten EP-OS 0 417 350 wird für die Signalübertragung elektrischer Strom verwendet. Die Stromübertragung erfolgt durch eine beispielsweise nach Art eines Federhauses gewickelte Flachband-Leitung - im folgenden kurz als "FBL" bezeichnet. Bei einer relativen Drehbewegung der beiden durch die FBL verbundenen Endstellen, "atmet" die aufgewickelte FBL wie die Feder einer Uhr. Die Windungen der gewickelten FBL werden in der einen Drehrichtung auf einen kleineren Durchmesser zusammengezogen. Sie gehen in der anderen Drehrichtung wieder auf einen größeren Durchmesser auf. Für den Einbau dieser Vorrichtung in das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs ist es daher von Bedeutung, daß die beiden Endstellen eine ganz bestimmte Position zueinander haben, mit einer entsprechenden Position der FBL, damit die vorgegebenen Umdrehungen des Rotors in beiden Drehrichtungen des Lenkrades möglich sind, ohne daß die FBL von den Endstellen abgerissen oder sonstwie zerstört wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Vorrichtung so zu gestalten, daß die für ihren Einbau benötigte Position der Endstellen auf einfache Weise eingehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

• - daß an einem Teil der Kassette ein unter Federkraft stehendes Halteelement befestigt ist, das in Montageposition der Kassette derart am anderen Teil derselben angreift, daß beide Teile in einer vorgegebenen relativen Position zueinander fixiert sind und
• - daß das Halteelement durch eine Drehung des Rotors lösbar ist, so daß es in Arbeitsposition der Kassette durch einen Zwischenraum von dem mit der Halterung versehenen Teil getrennt ist.

In dieser Vorrichtung sind Rotor und Stator der Kassette durch das Halteelement in dessen Arbeitsstellung in der Position fixiert, die für den Einbau in das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs vorgegeben ist. Diese Position bleibt solange erhalten, bis an dem Rotor gedreht wird. Durch eine solche, ausreichend kräftige Drehung wird das Halteelement gelöst und in eine Lage gebracht, daß es vom anderen Teil der Kassette durch einen Zwischenraum getrennt ist. Das Halteelement kann daher in seiner Offenstellung nicht am Rotor schleifen. Schleifgeräusche können also nicht auftreten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch eine Kassette mit einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 eine Ansicht einer geschlossenen Kassette.

Fig. 3 einen Abschnitt der Kassette nach Fig. 2 in vergrößerter Darstellung im Schnitt.

Fig. 4 eine Einzelheit der Kassette nach Fig. 2 ebenfalls in vergrößerter Darstellung.

Fig. 5 und 6 zwei Querschnitte durch eine Kassette mit einem gegenüber den Fig. 2 bis 4 anderen Halteelement in zwei unterschiedlichen Positionen.

Fig. 7 einen Schnitt durch die Fig. 5 längs der Linie VII- VII.

Fig. 8 einen Schnitt durch Fig. 6 längs der Linie VIII-VIII.

Die Erfindung wird im folgenden für eine Kassette beschrieben, in der eine Flachbandleitung (FBL) mit elektrischen Leitern angebracht ist. Statt der FBL könnte aber auch eine Leitung mit mindestens einem Lichtleiter eingesetzt werden. Auch eine kombinierte Leitung mit elektrischen und optischen Leitern könnte verwendet werden.

In Fig. 1 sind schematisch zwei beispielsweise kreisförmig ausgebildete Wände 1 und 2 einer Kassette K dargestellt. Sie ist für den Einbau in das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs bestimmt. Zur Stromversorgung einer Elektronik 3, durch deren Signal ein Prallsack ausgelöst werden kann, ist die Kassette K an die Batterie 4 des Kraftfahrzeugs angeschlossen. Die Batterie 4 ist über eine elektrische Leitung 5 mit einer als Festpunkt ausgeführten Endstelle 6 der Kassette K verbunden. Die Elektronik 3 ist über eine elektrische Leitung 7 an eine Endstelle 8 der Kassette K angeschlossen, die in Richtung des Doppelpfeiles 9 bewegbar ist. Grundsätzlich könnten auch die Endstelle 8 feststehend und die Endstelle 6 bewegbar ausgeführt sein. Es könnten auch beide Endstellen 6 und 8 bewegbar sein.

Zwischen den beiden Endstellen 6 und 8 ist eine FBL 10 mit mindestens zwei elektrischen Leitern angebracht. Die Leiter sind vorzugsweise als Flachleiter ausgebildet. Diese Ausführungsform der FBL 10 ist besonders dünn und nimmt daher sehr wenig Raum ein. Grundsätzlich könnte die FBL 10 aber auch runde Leiter haben. Der Aufbau der FBL 10 und die Art ihres Anschlusses bzw. Abschlusses an den Endstellen 6 und 8 sind nicht genauer dargestellt. Sie sind prinzipiell in unterschiedlichen Varianten bekannt und hier nicht von Bedeutung.

Die FBL 10 kann gemäß Fig. 1 in der Kassette K zwischen den beiden Endstellen 6 und 8 in mehreren Windungen, also nach Art eines Federhauses von Uhren, angeordnet sein. Obwohl die Anzahl der Umdrehungen eines Lenkrades auf etwa sechs Umdrehungen begrenzt ist, sollen mehr als sechs Windungen für die FBL 10 vorgesehen sein. Die Drehbewegung der Endstelle 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 verkleinert bzw. vergrößert.

Die in Fig. 2 dargestellte Kassette K besteht aus einem Stator 11 und einem Rotor 12. Der Stator 11 ist fest mit der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs verbindbar, während der Rotor 12 mit dem Lenkrad dieses Kraftfahrzeugs drehbar ist. Im Stator 11 ist die FBL 10 etwa so untergebracht, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Die Stellen, an denen die FBL 10 bzw. ihre Enden aus der Kassette K herausgeführt sind, gehen aus Fig. 2 nicht hervor.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der Umfangsfläche des Stators 11 der Kassette K an einem Halter 13 ein Bügel 14 befestigt, der unter Federkraft steht. Dazu kann der Bügel 14 selbst aus federndem Material bestehen. Es ist jedoch auch möglich, eine auf denselben einwirkende Feder einzusetzen. In der aus Fig. 2 ersichtlichen Arbeitsposition des Bügels 14 ist derselbe auch am Rotor 12 festgelegt. Der Rotor 12 hat damit eine Position gegenüber dem Stator 11, die der Montageposition der Kassette K entspricht. Er ist dadurch gegenüber dem Stator 11 fixiert. Diese Montageposition ist auch dann fixierbar, wenn der Bügel 14 am Rotor 12 befestigt und mit seinem freien Ende am Stator 11 festgelegt ist. Er wird dann in der "Offenstellung" bei der Drehung des Rotors 12 mit diesem gedreht. Im folgenden wird davon ausgegangen, daß der Bügel 14 am Stator 11 befestigt ist.

Der Bügel 14 besteht vorzugsweise aus Federstahl. Er kann jedoch auch aus einem federnden Kunststoff bestehen, wenn sichergestellt ist, daß dieser Kunststoff seine federnde Eigenschaft langfristig beibehält. Der Bügel 14 ist an einer Halterung des Rotors 12 festgelegt, die im Zusammenwirken mit dem freien Ende des Bügels 14 so ausgebildet ist, daß der Bügel 14 bei einer Drehung des Rotors 12 um die Achse der Kassette K automatisch von der Halterung gelöst wird und in seine aus der vergrößerten Darstellung in Fig. 3 ersichtliche Offenstellung federt, so daß der Rotor 12 anschließend frei drehbar ist.

Die Art der Halterung des Bügels 14 am Rotor 12 der Kassette K ist grundsätzlich beliebig. Sie muß so ausgebildet sein, daß der Bügel 14 durch eine Drehbewegung des Rotors 12 von derselben gelöst wird. In bevorzugter Ausführungsform besteht die Halterung aus einer Vertiefung 15, die in der äußeren Stirnfläche des Rotors 12 angebracht ist. Die Breite der Vertiefung 15 entspricht der Breite des Bügels 14 an seinem freien Ende. Der Bügel 14 greift mit einer an seinem freien Ende angebrachten Verdickung 16 in die Vertiefung 15 ein, so daß er in gespanntem Zustand in der in Fig. 2 direkt und in Fig. 3 gestrichelt eingezeichneten Lage gehalten ist.

Die Vertiefung 15 hat gemäß der Darstellung in Fig. 4 in bevorzugter Ausführungsform in Umfangsrichtung der Kassette K gesehen einen trapezförmigen Querschnitt. Sie weist an beiden in Umfangsrichtung des Rotors 12 liegenden Seiten Schrägen 17 und 18 auf, die von ihrem Boden ansteigend bis zu ihrer Oberkante reichen. Die in Fig. 4 eingezeichnete Verdickung 16 des Bügels 14 ist korrespondierend zu den Schrägen 17 und 18 abgeschrägt. Wenn der Rotor 12 beispielsweise in Richtung des Pfeiles 19 gedreht wird, dann wird die Verdickung 16 durch die zusammenwirkenden Schrägen der Vertiefung 15 einerseits und der Verdickung 16 andererseits in die aus Fig. 4 gestrichelt ersichtlichen Positionen gebracht. Die Verdickung 16 kommt dadurch von der Vertiefung 15 frei und der Bügel 14 wird nicht mehr am Rotor 12 gehalten. Er federt vielmehr in seine aus Fig. 3 ersichtliche Offenposition. In dieser Position ist der Bügel 14 ausreichend weit von der Kassette K entfernt, so daß er nicht am Rotor 12 schleifen kann.

An der Kante des Rotors 12 kann im Bereich der Vertiefung 15 eine Schräge 20 angebracht sein, durch welche der Bügel 14 leichter so auf den Rotor 12 aufgeschnappt werden kann, daß der in die Vertiefung 15 bzw. zu einer anderen Halterung gelangt. Die Schräge 20 beginnt am Rand des Rotors 12 und steigt mit kleiner werdendem Durchmesser desselben an. Der Bügel 14 kann dadurch leicht wieder in die Montageposition gebracht werden, wenn die Kassette K für Reparaturzwecke ausgebaut und später wieder eingebaut werden soll.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 bis 8 kann das Halteelement auch als Feder 21 ausgebildet sein, die in einer Vertiefung 23 des Stators 11 befestigt ist. Die Feder 21 hat zwei stabile Lagen. Sie greift in der einen, aus den Fig. 5 und 7 erkennbaren stabilen Lage in eine Vertiefung 22 des Rotors 12 ein. Stator 11 und Rotor 12 sind dadurch in vorgegebener relativer Position zueinander fixiert.

Durch eine kräftige Drehung des Rotors 12 wird die Feder 21 in ihre andere, aus den Fig. 6 und 8 ersichtliche stabile Lage geschnappt. Sie liegt dann vollständig in der Vertiefung 23 des Stators 11, so daß der Rotor 12 unbehindert und ohne Schleifgeräusche gedreht werden kann. Er ist in Fig. 8 etwas gegenüber der verriegelten Position gedreht dargestellt.

Die Feder 21 könnte auch am Rotor 12 befestigt sein und dann in Montageposition der Kassette K in eine Vertiefung des Stators 11 eingreifen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Signalübertragung zwischen zwei Endstellen, zwischen denen eine in Windungen verlaufende und in einer im wesentlichen kreisförmigen Kassette untergebrachte Leitung angeordnet ist, an die weiterführende Leitungen an den beiden Endstellen anschließbar sind und deren Länge wesentlich größer als der Abstand der beiden Endstellen voneinander ist, bei welcher mindestens eine der beiden Endstellen relativ zu der anderen bewegbar ist und bei welcher die Kassette aus zwei Teilen besteht, einem feststehenden Stator und einem drehbaren Rotor, dadurch gekennzeichnet,

• - daß an einem Teil der Kassette (K) ein unter Federkraft stehendes Halteelement befestigt ist, das in Montageposition der Kassette (K) derart am anderen Teil derselben angreift, daß beide Teile in einer vorgegebenen relativen Position zueinander fixiert sind und
• - daß das Halteelement durch eine Drehung des Rotors (12) lösbar ist, so daß es in Arbeitsposition der Kassette (K) durch einen Zwischenraum von dem mit der Halterung versehenen Teil getrennt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Halteelement ein unter Federkraft stehender Bügel (14) ist, der in Montageposition der Kassette (K) in gespanntem Zustand mit seinem freien Ende an einer am anderen Teil der Kassette (K) befindlichen Halterung festgelegt ist und
• - daß der Bügel (14) durch die Drehung des Rotors (12) von der Halterung lösbar ist, so daß er in Arbeitsposition der Kassette (K) in entspanntem Zustand durch einen Zwischenraum von der Kassette (K) getrennt von derselben absteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (14) am Stator (11) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (14) aus federndem Material besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung des Bügels (14) als Vertiefung (15) ausgebildet ist, deren Breite etwa der Breite des Bügels (14) an seinem freien Ende entspricht und die in Umfangsrichtung der Kassette (K) gesehen einen trapezförmigen Querschnitt mit an beiden Seiten angebrachten Schrägen (17, 18) hat, die vom Boden der Vertiefung (15) bis zu ihrer Oberkante reichen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (14) an seinem freien, zum Eingreifen in die Vertiefung (15) bestimmten Ende eine Verdickung (16) aufweist, die an beiden Seiten korrespondierend zu den Schrägen (17,18) der Vertiefung (15) abgeschrägt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (14) an der Umfangsfläche des Stators (11) befestigt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung für den Bügel (14) an bzw. in der außen liegenden Stirnfläche des Rotors (12) angebracht ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kante des Rotors (12) im Bereich der Halterung eine Schräge (20) angebracht ist, die am Rand des Rotors (12) beginnend mit kleiner werdendem Durchmesser zu der Oberfläche des Rotors (12) ansteigt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement eine Feder (21) mit zwei stabilen Lagen ist, die in Montageposition der Kassette (K) in ihrer einen stabilen Lage in eine Vertiefung (22) des anderen Teils derselben eingreift und in Arbeitsposition der Kassette (K) in ihrer anderen stabilen Lage in einer Vertiefung (23) des Teils der Kassette (K) liegt, an dem sie befestigt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (21) am Stator (11) befestigt ist.