DE4428883C1 - Einrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einer entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Einrichtung für Kraftfahrzeuge aus.

Derartige Einrichtungen sind dafür vorgesehen, um einerseits über den bzw. die Schalter verschiedene am Kraftfahrzeug zu realisierende Funktionen, wie beispielsweise Stand-/Fahrlicht, Fahrtrichtungsanzeige, Wischen/Waschen z. B. der Frontscheibe zu initiieren und um andererseits über die Signalübertragungsvorrichtung physikalische Größen zu oder von im Lenkrad vorhandenen Funktionsgliedern zu übertragen. So wird z. B. über die Signalübertragungsvorrichtung das sogenannte Airbag-System versorgt und bestimmte Funktionen z. B. des Radios, des Autotelefones oder des Tempomaten ausgelöst bzw. beeinflußt.

Durch die US-PS 4,422,699 ist eine Einrichtung für Kraftfahrzeuge bekanntgeworden, bei der zwei übereinander angeordnete jeweils ein eigenes Gehäuse aufweisende Lenkstockschalter mit einer als Signalübertragungsvorrichtung dienenden Spiralkabelkassette über nietartige Verbindungsmittel miteinander gekoppelt und an einer an der Lenksäule ortsfest angeordneten Haltevorrichtung befestigt sind. Eine solche mit dem Lenkrad in Verbindung stehende Einrichtung läßt sich jedoch beim Automobilhersteller nur mit einem vergleichsweise hohem Montageaufwand an ihrer im Kraftfahrzeug vorgesehene Stelle anbringen. Auch ist im Reparaturfall der Austausch einzelner Komponenten bzw. der Austausch der gesamten elektrischen Einrichtung ebenfalls mit einem vergleichsweise hohem Montageaufwand behaftet.

Außerdem ist durch die DE 34 27 588 A1 eine elektrische Einrichtung bekannt geworden, welche eine aus mehreren Komponenten bestehende Baugruppe darstellt. Die Signalübertragungsvorrichtung dieser elektrischen Einrichtung besteht aus einem Drehring und einem feststehenden Träger, wobei zur Übertragung der Signale zwischen dem Drehring und dem Träger federnde Kontaktelemente vorhanden sind. Die federnden Kontaktelemente sind als sogenannte Schleifkontakte ausgebildet und stehen mit zugehörigen Kontaktbahnen in Verbindung. Der Träger umfaßt außerdem Aufnahmevorrichtungen, von denen eine zum Beispiel zur Festlegung eines Blinkerschalters vorgesehen ist. Auf welche Art und Weise diese als Baugruppe ausgeführte elektrische Einrichtung am Mantelrohr der Lenksäule befestigt werden soll, bleibt jedoch völlig offen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Einrichtung für Kraftfahrzeuge der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, so daß sich diesen nicht nur auf besonders einfache Art und Weise zuverlässig und sicher an der Lenksäule eines Kraftfahrzeuges befestigen und gegebenenfalls auch besonders einfach wieder demontieren läßt, sondern welche durch die Möglichkeit des Austausches einzelner Komponenten außerdem leicht-und kostengünstig zu reparieren ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhaft bei einem solchen Aufbau ist, daß die einzelnen, in vielfältigen Ausführungen entsprechend den Wünschen der Kunden erstellten, als eine Baueinheit vorliegenden Einrichtungen und die einzelnen Funktionskomponenten für sich in ihren Funktionen vorprüfbar sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau eines ersten Ausführungsbeispieles einer Einrichtung für Kraftfahrzeuge und deren Zuordnung in einer explosionsartigen Darstellung

Fig. 2 einen prinzipiellen Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispieles einer Einrichtung für Kraftfahrzeuge im Schnitt.

In ihrer Funktion vergleichbare Bauteile sind mit denselben Bezugsziffer versehen.

Wie aus den Figuren hervorgeht, besteht eine solche Einrichtung für Kraftfahrzeuge im wesentlichen aus einer Haltevorrichtung 1 an der ein bzw. mehrere Schalter 3, eine als sog. Spiralkabelkassette ausgebildete Signalübertragungsvorrichtung 4 und eine als Lenkwinkelsensor ausgebildete Sensoreinrichtung 5 befestigt sind. Die einzelnen vorstehend aufgeführten Funktionskomponenten der Einrichtung sind dabei so zusammengefaßt, daß eine für sich handelbare und in ihren Funktionen vorprüfbare Baueinheit entsteht. Dabei stehen die einzelnen Funktionskomponenten über eine, die Funktionselemente der Sensoreinrichtung 5 aufweisende Leiterplatte 6 miteinander in Verbindung.

Wie insbesondere aus der Fig. 1 hervorgeht, weist die Haltevorrichtung 1 zwei Aufnahmekammern 1a zur Befestigung von zwei Schaltern 3 auf. Die Betätigungsglieder 3a der beiden als Lenkstockschalter ausgebildeten Schalter 3 sind hebelartig ausgeführt und verlaufen in Bezug auf die Lenkspindel 7 im wesentlichen in radialer Richtung. Die der Einfachheit halber nicht dargestellten Funktionselemente der beiden Schalter 3 weisen eine mechanische, elektrische und/oder optoelektronische Wirkungsweise auf. Zur Herstellung der notwendigen internen Verbindungen ist jeder der beiden Schalter 3 mit einer weiteren Leiterplatte 9 bestückt. Zur Herstellung der notwendigen Verbindungen mit den übrigen Funktionskomponenten der Baueinheit sind die beiden Schaltergehäuse 3b an ihren, den Betätigungsgliedern 3a gegenüberliegenden Seiten jeweils mit einer Öffnung 10 versehen, damit an die Leiterplatte 6 angebrachte Andruckkontakte 12 mit auf den beiden weiteren Leiterplatten 9 vorhandenen Kontaktflächen 11 in Wirkverbindung gebracht werden können.

Um die einzelnen Funktionskomponenten zu einer in ihren Funktionen vorprüfbaren Baueinheit zusammenfassen zu können, wird zunächst die mit der Leiterplatte 6 versehene Sensoreinrichtung 5 an der Haltevorrichtung 1 angebracht. Auf der dem Lenkrad zugewandten Seite der Leiterplatte 6 ist die Gehäuseanordnung der Sensoreinrichtung 5 befestigt und sind die der Einfachheit halber nicht dargestellten Funktionselemente der Sensoreinrichtung 5 angebracht. Dabei weist ein Teil der Funktionselemente eine optoelektronische Wirkungsweise auf. An die dem Lenkrad abgewandten Unterseite der Leiterplatte 6 sind an zwei Bereichen jeweils mehrere den beiden weiteren Leiterplatten 9 zuzuordnende Andruckkontakte 12 zu zwei Verbindungszonen zusammengefaßt. An einer weiteren Stelle der Leiterplatte 6 bilden desweiteren mehrere zur Verbindung mit einem Steckverbindungsteil 14 vorgesehene Steckkontaktelemente ein Anschlußfeld 13. Beim Anbringen kommt die Leiterplatte 6 mit ihrer dem Lenkrad abgewandten Seite auf einem Absatz 19 der Haltevorrichtung 1 zu liegen, so daß die Leiterplatte 6 der Grundfläche 20 der Haltevorrichtung 1 mit Abstand zugeordnet ist. Zur Kontaktierung mit ihren Kontaktpartnern durchgreifen die zu zwei Verbindungszonen zusammengefaßten Andruckkontakte 12 und die Steckkontaktelemente des Anschlußfeldes 13 entsprechend ausgesparte Sektionen der Haltevorrichtung 1. Danach wird die Signalübertragungsvorrichtung 4 an der Haltevorrichtung 1 befestigt. Dazu wird die Signalübertragungsvorrichtung 4 auf die dem Lenkrad zugeordneten Seite der Sensoreinrichtung 5 aufgesetzt und über als Schrauben ausgebildete Befestigungsmittel 2 mit in der Haltevorrichtung 1 vorhandenen Gewindebohrungen verschraubt. Beim Verschrauben durchgreifen die Befestigungsmittel 2 mit ihrem Schaft jeweils eine in dem feststehenden Gehäuseteil der Signalübertragungsvorrichtung 4, in der Gehäuseanordnung der Sensoreinrichtung 5 und in der Leiterplatte 6 vorhandene, miteinander in Deckung kommende Befestigungsausnehmungen. Somit sind die Haltevorrichtung 1, die Signalübertragungsvorrichtung 4 und die Sensoreinrichtung 5 mit ihrer Leiterplatte 6 fest miteinander verbunden. Zuletzt werden die beiden Schalter 3 in die beiden Aufnahmekammern 1a der Haltevorrichtung 1 eingeschoben. Zur Herstellung der elektrischen Verbindung tauchen dabei die Andruckkontakte 12 der Leiterplatte 6 durch die Öffnungen 10 der beiden Schaltergehäuse 3b hindurch und kommen beim Einschieben an die auf den beiden weiteren Leiterplatten 9 befindlichen Kontaktflächen 11 zur Anlage. Durch an die Schaltergehäuse 3b angeformten Führungselemente 15 werden die beiden elektrischen Schalter 3 lagegerecht ausgerichtet und in ihrer zugehörigen Aufnahmekammern 1a gehalten. Außerdem sind an die Schaltergehäuse 3b als Befestigungsmittel wirkende Clipselemente 16 angeformt, die für die Festlegung der beiden Schalter 3 in ihren zugehörigen Aufnahmekammern 1a Sorge tragen. Zur Festlegung der Schalter 3 kommen die Clipselemente 16 in Clipsöffnungen 16a der Haltevorrichtung 1 zu liegen, befinden sich die beiden Schalter 3 in ihrer Gebrauchslage.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, besteht der hauptsächliche Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel darin, daß die Baueinheit nur einen Schalter 3 aufweist, daß die Haltevorrichtung 1 einstückig am Schaltergehäuse 3b des Schalters 3 vorhanden ist, und daß die Baueinheit zusätzlich einen Teil der Lenksäulenverkleidung 22 umfaßt.

Um die in Fig. 2 dargestellten Funktionskomponenten zu einer in ihren Funktionen vorprüfbaren Baueinheit zusammenfassen zu können, wird zunächst die mit der Leiterplatte 6 versehene Sensoreinrichtung 5 über mehrere Clipsverbindungen an der Haltevorrichtung 1 bzw. am Schaltergehäuse 3b festgelegt. Dabei sind an die Haltevorrichtung 1 bzw. an das Schaltergehäuse 3b mehrere Clipsnasen angeformt, die eine entsprechende Anzahl von in der Leiterplatte 6 vorhandene Clipsausnehmungen haltend durchgreifen. Auf der dem Lenkrad zugewandten Seite der Leiterplatte 6 ist die Gehäuseanordnung der Sensoreinrichtung 5 befestigt und sind die der Einfachheit halber nicht dargestellten Funktionselemente der Sensoreinrichtung 5 angebracht. Dabei weist ein Teil der Funktionselemente eine optoelektronische Wirkungsweise auf. Außerdem ist die Leiterplatte 6 mit einem Bereich dem Innenraum des Schalters 3 zugeordnet, wobei auch der dem Schaltstück 3b des Schalters 3 zugeordnete, für die automatische Rückstellung der Blinkerebene zuständige Schaltschieber auf der dem Lenkrad zugewandten Seite der Leiterplatte 6 angeordnet ist. Danach wird die Signalübertragungsvorrichtung 4 an der Haltevorrichtung 1 bzw. am Schaltergehäuse 3b des Schalters 3 befestigt. Dazu wird die Signalübertragungsvorrichtung 4 auf die dem Lenkrad zugeordnete Seite der Gehäuseanordnung der Sensoreinrichtung 5 aufgesetzt. Über als Schrauben ausgebildete Befestigungsmittel 2 wird das feststehende Gehäuseteil mit einer Gewindebohrung der Haltevorrichtung 1 verschraubt. Beim Verschrauben durchgreifen die Befestigungsmittel 2 mit ihrem Schaft in dem feststehenden Gehäuseteil der Signalübertragungsvorrichtung 4, in der Gehäuseanordnung der Sensoreinrichtung 5 und in der Leiterplatte 6 vorhandene miteinander in Deckung kommende Befestigungsausnehmungen. Zum Umfang der vorstehend beschriebenen Baueinheit gehört außerdem noch ein Teil der Lenksäulenverkleidung 22, die an die Haltevorrichtung 1 angeschraubt wird. Somit werden über die als Schrauben ausgebildeten Befestigungsmittel 2 alle zur Einrichtung gehörigen Funktionskomponenten zu einer modularen Baueinheit zusammengefaßt.

Um die für die elektrischen Funktionen der Einrichtung notwendigen Verbindungen zwischen den einzelnen Funktionskomponenten möglichst einfach mit geringem Platzbedarf herstellen zu können, sind die Funktionselemente der Sensoreinrichtung 5 im wesentlichen in sogenannter "SMD-Technik" auf die Leiterplatte 6 aufgebracht und über darauf vorhandene elektrische Leiterbahnen entsprechend ihrer Funktionen miteinander verschaltet bzw. zu einem der an der Leiterplatte 6 vorhandenen Andruckkontakte 12 bzw. zu einem der Steckkontaktelemente des Anschlußfeldes 13 geführt.

Da die elektrische Leiterplatte 6 mit einem der Einfachheit halber nicht dargestellten Busbaustein versehen ist und die übrigen Funktionskomponenten busfähig ausgebildet sind, so wie über die elektrische Leiterplatte 6 miteinander in Verbindung stehen, kann die Einrichtung über Bussignale betrieben werden. Somit werden zum Betrieb der Einrichtung nur relativ wenige von außen zuzuführende Leitungen und interne Verbindungsstrecken bzw. Verschaltungen benötigt.

Durch diese Konzeption ist gewährleistet, daß bei der Montage der einzelnen Funktionskomponenten gleichzeitig nicht nur die mechanischen Verbindungen sondern auch alle zur Funktion der Einrichtung notwendigen elektrischen Verbindungen hergestellt werden. Dabei sind die zwischen den einzelnen Funktionskomponenten vorhandenen mechanischen und elektrischen Schnittstellen, wie beschrieben, sowohl für eine einfache Montage als auch Demontage ausgelegt.

Wie aus Fig. 1 und Fig. 2 hervorgeht, wird eine wie vorstehend beschrieben zusammengefaßte, in ihren Funktionen vorprüfbare Baueinheit zum Erreichen einer vorläufigen Befestigungsposition in bezug auf die Lenkspindel 7 in axialer Richtung auf den freien Endbereich des Mantelrohres 17 aufgesetzt. Dabei durchgreifen drei an das Mantelrohr 17 angeformte, als pilzkopfartige Stifte ausgebildete Befestigungselemente 18 drei als Ausnehmungen ausgebildete, in der Haltevorrichtung 1 vorhandene Befestigungszonen 19. Die drei Befestigungszonen 19 sind in der Grundfläche 20 der Haltevorrichtung 1 vorhanden und schlüssellochartig ausgebildet. Um eine einfache und eindeutige Befestigung der Baueinheit zu gewährleisten, sind die Befestigungszonen 19 in dem mittleren Bereich der ringförmig ausgebildeten Grundfläche 20 eingebracht und etwa im Winkel von 120° versetzt zueinander angeordnet. Selbstverständlich kann die Grundfläche 20 auch aus mehreren z. B. drei Ringsegmentflächen bestehen. Beim Aufsetzen der Baueinheit durchgreifen die Befestigungselemente 18 mit ihren Köpfen zunächst die kreisförmigen Bereiche der Befestigungszone 19. Wird dann die gesamte Baueinheit durch eine Drehbewegung um etwa 10° verdreht, kommen die Befestigungselemente 18 in den schlitzartigen Bereichen der drei Befestigungszonen 19 zu liegen. Dabei kommen die Köpfe der Befestigungselemente 18 mit ihren dem Mantelrohr 17 zugewandten Befestigungsflächen übergreifend an den dem Lenkrad zugewandten Flächen der Befestigungszonen 19 zur Anlage. Damit befindet sich die Baueinheit in ihre endgültige Befestigungsposition, in der sie über einen Befestigungsflansch 21 ortsfest mit dem Mantelrohr 17 verschraubt wird. Weil die ersten Abschnitte der schlitzartigen Bereiche der Befestigungszone 19 geringfügig schmaler als die Durchmesser der Schäfte der Befestigungselemente 18 ausgebildet sind, kommt es nach Beendigung der Drehbewegung zu einer Verrastung der Baueinheit in ihrer endgültigen Befestigungsposition. Somit wird für das Montagepersonal deutliche erkennbar, daß die Baueinheit ihre endgültige Befestigungsposition erreicht hat. Außerdem ist gewährleistet, daß die Baueinheit nicht unbeabsichtigt wieder aus ihrer endgültigen Befestigungsposition entfernt wird und ihrer Gebrauchslage entsprechend ortsfest mit dem Mantelrohr 17 verbunden wird.

Um die zur Funktion notwendigen Verbindungen zu den von außen zugeführten Leitungen herzustellen, sind diese an ihren freien Enden zu einem Steckverbindungsteil 14 zusammengefaßt. Das mit weiblich ausgebildeten Steckkontaktelementen bestückte Steckverbindungsteil 14 ist derart am Mantelrohr 17 gehalten, so daß durch das Aufsetzen der Baueinheit das Steckverbindungsteil 14 automatisch mit den Stiftkontaktteilen des Anschlußfeldes 13 in Wirkverbindung kommt. Beim Verdrehen der Baueinheit wird das Steckverbindungsteil 14 dann um einen entsprechenden Winkelbetrag mitgenommen. Somit sind gleichzeitig mit dem Aufsetzen der Baueinheit auch alle von außen zugeführten Verbindungen zu den elektrischen Steckkontaktteilen des Anschlußfeldes 13 hergestellt.

Claims (16)

1. Elektrische und/oder optisch wirkende Einrichtung für Kraftfahrzeuge, die unterhalb des Lenkrades an einer am Mantelrohr der Lenksäule ortsfest angeordneten Haltevorrichtung befestigt ist und die zumindest aus einem sich mit seinem Betätigungsglied mehr oder weniger radial zur Lenkspindel erstreckenden Schalter und einer mit zwei relativ zueinander verdrehbaren Gehäuseteilen versehenen mit dem Lenkrad in Verbindung stehenden, die Lenkspindel konzentrisch umgebenden Signalübertragungsvorrichtung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (3), die Signalübertragungsvorrichtung (4) und die Haltevorrichtung (1) über zumindest ein Befestigungsmittel (2) zu einer modularen Baueinheit zusammengefaßt sind, die bei Bedarf wieder in ihre einzelnen Funktionskomponenten auftrennbar ist, und die zum Erreichen einer vorläufigen Befestigungsposition in bezug auf die Lenkspindel (7) in axialer Richtung auf das freie Ende des Mantelrohres (17) aufgesetzt wird, wobei an dem freien Ende des Mantelrohres (17) zumindest ein Befestigungselement (18) angebracht ist, das beim Aufsetzen der Baueinheit mit seinem Kopf einer der Haltevorrichtung (1) zugehörigen Befestigungszone (19) zugeordnet wird, und daß die Baueinheit durch eine in bezug auf die Lenkspindel in senkrechter Richtung vorgenommene Relativbewegung in seine endgültige Befestigungsposition gebracht wird, wobei der Kopf des Befestigungselementes (18) mit seiner dem Mantelrohr (17) zugewandten Befestigungsfläche übergreifend an der dem Lenkrad zugewandten Fläche der Befestigungszone (19) zur Anlage kommt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkspindel (7) von der dem Mantelrohr (17) zugeordneten Grundfläche (20) der Haltevorrichtung (1) zumindest partiell umgeben ist, wobei die zumindest eine Befestigungszone (19) im Randbereich der Grundfläche (20) vorhanden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkspindel (7) von der dem Mantelrohr (17) zugeordneten Grundfläche (20) der Haltevorrichtung (1) zumindest partiell umgeben ist, wobei die zumindest eine Befestigungszone (19) im mittleren Bereich der Grundfläche (20) vorhanden ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungszone (19) als Ausnehmung ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungszone (19) schlüssellochartig ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in Zuordnung zu der Befestigungszone (19) an dem Mantelrohr (17) angebrachte Befestigungselement (18) hakenförmig ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in Zuordnung zu der Befestigungszone (19) an dem Mantelrohr (17) angebrachte Befestigungselement (18) als pilzkopfartiger Stift ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in Zuordnung zu der Befestigungszone (19) an dem Mantelrohr (17) angebrachte Befestigungselement (18) als Schraube ausgebildet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (1) einstückig am Schaltergehäuse (3b) des zumindest einen Schalters (3) vorhanden ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (1) eine separate Funktionskomponente darstellt, welche zur Befestigung eines Schalters (3) mit zumindest einer Aufnahmekammer (1a) versehen ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit durch eine Drehbewegung von der vorläufigen Befestigungsposition in die endgültige Befestigungsposition überführt wird.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit durch eine Schiebebewegung von der vorläufigen Befestigungsposition in die endgültige Befestigungsposition überführt wird.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Haltevorrichtung (1) und am Mantelrohr (17) miteinander in Eingriff bringbare Rastelemente vorhanden sind.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente Bestandteile der Befestigungszone (19) und des Befestigungselementes (18) sind.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Baueinheit eine mit einem der beiden Gehäuseteile der Signalübertragungsvorrichtung (4) zusammenwirkende Sensoreinrichtung (5) zugehörig ist, deren Funktionselemente auf einer Leiterplatte (6) angeordnet sind.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß an der Leiterplatte (6) zumindest ein-von außen zugängliches Anschlußfeld (13) vorhanden ist, von dem ausgehend, für die Funktionen der Einrichtung notwendige Verbindungen über die Leiterplatte (6) zu zumindest zwei der Funktionskomponenten der Baueinheit geführt sind.