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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drehverbinder gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Im Spezielleren betrifft die Erfindung einen Drehverbinder,
bei dem mehrere flexible Kabel in einem Kabelaufnahmeraum untergebracht
sind und eine Umkehr der Wickelrichtung der flexiblen Kabel in dem
Kabelaufnahmeraum stattfindet.
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2. Beschreibung des einschlägigen Standes
der Technik
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Ein
Drehverbinder ist in ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs integriert,
um als elektrische Verbindungseinrichtung für eine Airbag-Schaltung, eine Hupschaltung
sowie andere Schaltkreise verwendet zu werden, die in ein Lenkrad
passen, und er besteht im Großen
und Ganzen aus einem Paar aus einem feststehenden Gehäuseteil
und einem beweglichen Gehäuseteil,
die koaxial angeordnet und drehbar miteinander verbunden sind, sowie
aus einem flexiblen Kabel, das derart untergebracht ist, dass es
in einem ringförmigen
Kabelaufnahmeraum, der zwischen dem Paar der Gehäuseteile gebildet ist, aufgewickelt und
abgewickelt werden kann. Das flexible Kabel trägt mehrere elektrisch voneinander
unabhängige Leiter
zwischen zwei isolierenden Basisschichten und ist bandförmig ausgebildet.
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Zusammen
mit den in der letzten Zeit zunehmenden Trends in Richtung auf das
Einpassen von Schaltkreisen in Lenkräder sind auch eine Erhöhung der
Anzahl der von dem flexiblen Kabel getragenen Leiter, d.h. eine
Erhöhung
der Anzahl der Schaltungen, sowie eine Reduzierung der äußeren Abmessungen
notwendig geworden.
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Ein
Verbinder des in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Typs
ist z.B. in der EP-A-820 125 vorgeschlagen worden, wobei mehrere
flexible Kabel in einem Kabelaufnahmeraum untergebracht sind und
eine Umkehr der Wickelrichtung der flexiblen Kabel auf halbem Wege
erfolgt. Die Unterbringung der mehreren flexiblen Kabel in dem Kabelaufnahmeraum
kann den Bedarf zum Erhöhen
der Anzahl von Schaltungen erfüllen,
da die Anzahl von Leitern, die von den flexiblen Kabeln aufgenommen
werden kann, im Vergleich zu der Unterbringung von nur einem flexiblen
Kabel erhöht
werden kann. Außerdem
kann die auf halbem Wege erfolgende Umkehr der Wickelrichtung der
flexiblen Kabel die erforderliche Länge des flexiblen Kabels im
Vergleich zu einem Fall, in dem keine Umkehr der flexiblen Kabel auf
halbem Wege erfolgt, in etwa auf die Hälfte verkürzen. Auf diese Weise kann
die Anzahl der Windungen der flexiblen Kabel vermindert werden,
und die äußeren Abmessungen
des Drehverbinders können
reduziert werden.
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Ein
Drehelement (das als bewegliches Element bezeichnet wird) ist in
dem Kabelaufnahmeraum untergebracht, und das flexible Kabel ist
U-förmig
um eine Rolle geschlungen, die auf das bewegliche Element gepasst
ist, so dass die Wickelrichtung des flexiblen Kabels umgekehrt wird.
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5 zeigt
eine Konstruktion des Drehverbinders, der in der EP-A-820 125 offenbart
ist. Unter Bezugnahme auf 5 sind ein
feststehendes Gehäuseteil 101,
ein bewegliches Gehäuseteil 102,
ein zwischen dem Paar der Gehäuseteile 101 und 102 ausgebildeter
ringförmiger
Kabelaufnahmeraum, ein bewegliches Element 104, das in
dem Kabelaufnahmeraum 103 drehbar aufgenommen ist, eine
erste und eine zweite Rolle 105 und 106, die an
dem beweglichen Element 104 drehbar angebracht sind, eine
in dem beweglichen Element 104 ausgebildete erste und zweite Öffnung 107 und 108 zum
Hindurchführen
von flexiblen Kabeln durch diese, ein erstes und ein zweites flexibles
Kabel 109 und 110 sowie mit beiden Enden der flexiblen
Kabel verbundene Verbinder 111 und 112 vorgesehen.
Zur Erleichterung des Vergleichs der vorliegenden Erfindung mit
dem genannten herkömmlichen
Beispiel werden in der vorliegenden Beschreibung Komponenten des
herkömmlichen
Beispiels entsprechend den in 5 dargestellten
Komponenten bezeichnet.
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Die
flexiblen Kabel 109 und 110 sind doppelt gewickelt,
wobei das erste flexible Kabel 109 auf der Innenumfangsseite
gewickelt ist und das zweite flexible Kabel 110 auf der
Außenumfangsseite
gewickelt ist, und sie sind in dem Kabelaufnahmeraum 103 untergebracht.
Die Verbinder 111 und 112, die mit beiden Enden
der flexiblen Kabel 109 und 110 verbunden sind,
sind an dem feststehenden Gehäuseteil 101 bzw.
dem beweglichen Gehäuseteil 102 festgelegt
und mit externen Schaltungen, wie z.B. einer Airbag-Schaltung und
dergleichen verbunden. Das erste flexible Kabel 109 ist
auf seiner Wickelstrecke durch die erste Öffnung 107 hindurch
geführt,
um U-förmig
um die erste Rolle 105 geschlungen zu werden, wodurch die
Wickelrichtung um 180° umgekehrt wird.
Andererseits ist das zweite flexible Kabel 110 auf seiner
Wickelstrecke durch die zweite Öffnung 108 durchgeführt, um
U-förmig
um die zweite Rolle 106 geschlungen zu werden, wodurch
die Wickelrichtung um 180° umgekehrt
wird.
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Wenn
bei dem Drehverbinder das bewegliche Gehäuseteil 102 in Relation
zu dem feststehenden Gehäuseteil 101 im
Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, werden die flexiblen Kabel 109 und 110 um
das bewegliche Gehäuseteil 102 herum
aufgewickelt, und Umkehrbereiche 109a und 110a gelangen
in enge Berührung
mit den Umfangsflächen
der ersten und der zweiten Rolle 105 und 106,
so dass die erste und die zweite Rolle 105 und 106 durch
die Zugkräfte der
flexiblen Kabel 109 und 110 im Uhrzeigersinn bzw.
im Gegenuhrzeigersinn rotationsmäßig bewegt werden
und das bewegliche Element 104 im Gegenuhrzeigersinn rotationsmäßig bewegt
wird. Wenn dagegen das bewegliche Gehäuseteil 102 im Uhrzeigersinn
in Relation zu dem feststehenden Gehäuseteil 101 gedreht
wird, werden die flexiblen Kabel 109 und 110 von
dem beweglichen Gehäuseteil 102 abgewickelt,
und die Umkehrbereiche 109a und 110a gelangen
in enge Berührung
mit Seitenflächenbereichen
der ersten und der zweiten Öffnung 107 und 108,
so dass das bewegliche Element 104 durch Druckkräfte der
flexiblen Kabel 109 und 110 im Gegenuhrzeigersinn
rotationsmäßig bewegt
wird. Auf diese Weise kann die Kontinuität zwischen den flexiblen Kabeln 109 und 110 während der
Rotationsbewegung des beweglichen Gehäuseteils 102 aufrechterhalten
werden.
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Der
Drehverbinder mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion berücksichtigt
dies jedoch in überhaupt
keiner Weise, da aufgrund der Doppelwicklung der flexiblen Kabel 109 und 110 eine
Differenz zwischen dem Aufwickelbetrag der flexiblen Kabel 109 und 110 um
das bewegliche Gehäuseteil 102 und
dem Abwickelbetrag der flexiblen Kabel 109 und 110 von
dem beweglichen Gehäuseteil 102 bei
Rotation des beweglichen Gehäuseteils 102 erzeugt
wird, und dieser Verbinder beinhaltet folgende Probleme.
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Bei
Rotation des beweglichen Gehäuseteils 102 im
Gegenuhrzeigersinn zum allmählichen
Aufwickeln der doppelt gewickelten flexiblen Kabel 109 und 110 um
das bewegliche Gehäuseteil 102 kommt es
aufgrund der Tatsache, dass die Aufwickelgeschwindigkeit des zweiten
flexiblen Kabels 110, das auf der Außenumfangsseite gewickelt ist,
schneller ist als die des ersten flexiblen Kabels 110,
das auf der Innenumfangsseite gewickelt ist, und ferner die erste und
die zweite Öffnung 107 und 108 des
herkömmlichen
Drehverbinders mit der gleichen Breite w1 und w2 ausgebildet sind,
zu keiner Anlage des ersten flexiblen Kabels 109 an der
ersten Rolle 105 selbst bei Anlage des zweiten flexiblen
Kabels 110 an der zweiten Rolle 106 in Abhängigkeit
von der Drehung des beweglichen Gehäuseteils 102. Da ferner
die Bewegungsgeschwindigkeit des Umkehrbereichs 110a in Umfangsrichtung
schneller ist als die Bewegungsgeschwindigkeit des Umkehrbereichs 109a in
Umfangsrichtung, wird der Umkehrbereich 109a mit einer
der Rolle 105 gegenüberliegenden
Wand in Anlage gebracht. In diesem Zustand drücken das bewegliche Element 104 und
der Umkehrbereich 109a fest gegeneinander, so dass die
Rotationsbewegung des beweglichen Elements 104 und des
beweglichen Gehäuseteils 102 verhindert
ist.
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Dies
gilt auch für
einen Fall, in dem das bewegliche Gehäuseteil 102 zum Abwickeln
der doppelt gewickelten flexiblen Kabel 109 und 110 von
dem beweglichen Gehäuseteil 102 im
Uhrzeigersinn gedreht wird. Das heißt, da die Abwickelgeschwindigkeit
des zweiten flexiblen Kabels 110, das auf der Außenumfangsseite
gewickelt ist, schneller ist als die des ersten flexiblen Kabels 109,
das auf der Innenumfangsseite gewickelt ist, und da die erste und
die zweite Öffnung 107 und 108 des
herkömmlichen Drehverbinders
mit der gleichen Breite w1 und w2 ausgebildet sind, gelangt das
zweite flexible Kabel 110 in Abhängigkeit von der Rotation des
beweglichen Gehäuseteils 102 früher als
das erste flexible Kabel 109 in Anlage an dem Seitenflächenbereich der
zweiten Öffnung 108.
Da ferner die Bewegungsgeschwindigkeit des Umkehrbereichs 110a in
Umfangsrichtung schneller ist als die Bewegungsgeschwindigkeit des
Umkehrbereichs 109a in Umfangsrichtung, wird der Umkehrbereich 109a in
feste Anlage mit der Rolle 105 gebracht, so dass die Rotationsbewegung
des beweglichen Gehäuseteils 102 ebenfalls
verhindert ist.
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Zum
Vermeiden der vorstehend geschilderten Probleme wurde vor Kurzem
ein Drehverbinder vorgeschlagen (in einer Anmeldung der gleichen
Anmelderin), bei dem die Breite w1 der ersten Öffnung 107, durch
die sich der Umkehrbereich 109a des ersten flexiblen Kabels 109 hindurch
erstreckt, schmaler gewählt
wurde als die Breite w2 der zweiten Öffnung 108, durch
die sich der Umkehrbereich 110a des zweiten flexiblen Kabels 110 hindurch
erstreckt. Die Breite w1 der ersten Öffnung 107 und die
Breite w2 der zweiten Öffnung 108 sind
unter Berücksichtigung der
Differenz in der Aufwickelgeschwindigkeit und der Abwickelgeschwindigkeit
zwischen dem ersten und dem zweiten flexiblen Kabel 109 und 110 eingestellt.
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Da
bei dem Drehverbinder mit dieser Konstruktion die Breite w1 der
ersten Öffnung 107 schmaler
gewählt
ist als die der zweiten Öffnung 108, wie
dies vorstehend beschrieben worden ist, wird das bewegliche Element 104 durch
den Umkehrbereich 109a des durch die schmale Öffnung 107 hindurch geführten ersten
flexiblen Kabels 109 antriebsmäßig bewegt. Da in diesem Fall
der Umkehrbereich 110a in der breiten zweiten Öffnung 108 angeordnet
ist, wird selbst dann, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Umkehrbereichs 110a in
Umfangsrichtung schneller ist als die Bewegungsgeschwindigkeit des Umkehrbereichs 109a in
Umfangsrichtung, die Differenz zwischen den Bewegungsgeschwindigkeiten von
der breiten Öffnung 108 aufgenommen.
Das heißt,
der Umkehrbereich 110a ist derart ausgebildet, dass er
nicht an der Rolle 105 anstößt. Obwohl der Umkehrbereich 109a in
der schmalen Öffnung 107 das
bewegliche Element 104 in Umfangsrichtung antriebsmäßig bewegt,
kann der Umkehrbereich 110a somit in der breiten Öffnung 108 derart
bewegt werden, dass er nicht gegen die Rolle 105 stößt, so dass das
bewegliche Element 104 und das bewegliche Gehäuseteil 102 problemlos
rotationsmäßig bewegt werden
können.
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Wie
eingangs beschrieben worden ist, ist der Drehverbinder in das Lenksystem
eines Kraftfahrzeugs integriert, um als elektrische Verbindungseinrichtung
für die
Airbag-Schaltung, die Hupschaltung und dergleichen verwendet zu
werden. Unter diesen Schaltungen ist ein hohes Maß an Zuverlässigkeit vom
Standpunkt der Sicherheit her insbesondere für die Airbag-Schaltung erforderlich.
Zum Verhindern des Auftretens einer Verbindungstrennung oder einer unvollständigen Verbindung
ist es daher notwendig, dass Belastungen aufgrund der Drehbewegung
des Lenkrads, d.h. des beweglichen Gehäuseteils, nicht auf das flexible
Kabel ausgeübt
werden, in dem die mit der Airbag-Schaltung verbundenen Leiter angeordnet
sind.
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Bei
dem in der EP-A-820 125 offenbarten Drehverbinder gelangen jedoch
beide der flexiblen Kabel 109 und 110 in Anlage
gegen die Drehelemente 105 und 106 oder die Seitenflächen der Öffnungen 107 und 108 bei
der Rotationsbewegung des beweglichen Gehäuseteils 102. Aufgrund
der Rotationsbewegung des beweglichen Gehäuseteils auftretende Spannungen
werden somit auf das flexible Kable übertragen, in dem die mit der
Airbag-Schaltung verbundenen Leiter angeordnet sind. Außerdem wird
bei dem Drehverbinder der genannten Anmeldung (der gleichen Anmelderin)
Spannung aufgrund der Rotationsbewegung des beweglichen Gehäuseteils
auf das flexible Kabel zum antriebsmäßigen Bewegen des beweglichen
Elements 104 ausgeübt.
Dies ist unerwünscht,
wenn die Leiter für
die Airbag-Schaltung in dem genannten einzelnen flexiblen Kabel
angeordnet sind.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines in
einem Fahrzeug angebrachten Drehverbinders, der das Auftreten einer Trennung
der Verbindung oder einer unvollständigen Verbindung bei Leitern
für eine
Airbag-Schaltung
verhindert und der eine höhere
Zuverlässigkeit
und Lebensdauer hat.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein in einem Fahrzeug angebrachter Drehverbinder
geschaffen, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Es
ist möglich,
die Breiten der in dem beweglichen Element ausgebildeten Öffnungen
in Abhängigkeit
von den Bedürfnissen
bei der Ausbildung des Drehverbinders auf beliebige Werte einzustellen.
Wie in der Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik beschrieben
worden ist, haben die mehreren Öffnungen
zum Hindurchführen
der Umkehrbereiche der flexiblen Kabel durch diese unterschiedliche
Größen, so
dass das Ausmaß der
Anlage der flexiblen Kabel an den an dem beweglichen Element vorgesehenen
Rollen oder an den Seitenflächenbereichen der Öffnungen
eingestellt werden kann. Durch Einstellen der Breiten der Öffnungen
kann somit nur ein Teil der mehreren flexiblen Kabel mit den an
dem beweglichen Element vorgesehenen Rollen oder den Seitenflächenbereichen
der Öffnungen
in Anlage gebracht werden, während
andere flexible Kabel daran gehindert werden können, mit den Rollen oder den Seitenflächenbereichen
der Öffnung
in Anlage gebracht zu werden, und zwar unabhängig von dem Rotationsausmaß des beweglichen
Gehäuseteils
ausgehend von der Neutralstellung. Wenn der Leiter für die Airbag-Schaltung
in den flexiblen Kabeln enthalten ist, die durch die Öffnung mit
großer
Breite hindurch geführt
sind und aufgrund der Rotationsbewegung des beweglichen Gehäuseteils
nicht an den an dem beweglichen Element vorgesehenen Rollen oder
den Seitenflächenbereichen
der Öffnungen
in Anlage gelangen, wird keine Belastung aufgrund der Rotationsbewegung
des beweglichen Gehäuseteils auf
den Leiter für
die Airbag-Schaltung ausgeübt,
und ein Trennen der Verbindung oder eine unvollständige Verbindung
der Airbag-Schaltung kann verhindert werden. Auf diese Weise können die
Zuverlässigkeit und
die Lebensdauer der Airbag-Schaltung verbessert werden.
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Bei
dem Drehverbinder können
zwar drei oder mehr flexible Kabel in dem Kabelaufnahmeraum untergebracht
werden, jedoch sind zwei flexible Kabel vom Standpunkt der Anzahl
der in einem Fahrzeug untergebrachten Schaltungen derzeit ausreichend.
Wenn die Anzahl der in dem Kabelaufnahmeraum unter zubringenden Kabel
somit auf zwei begrenzt ist, können
die Positionen der Umkehrbereiche ausreichend voneinander getrennt
werden. Somit können
Störungen
zwischen den flexiblen Kabeln verhindert werden, so dass das bewegliche
Gehäuseteil
problemlos gedreht werden kann.
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Obwohl
die Umkehrbereiche an beliebigen Positionen in dem Kabelaufnahmeraum
nach Bedarf gewählt
werden können,
können
die Positionen der Umkehrbereiche vorzugsweise voneinander getrennt sein,
um Störungen
zwischen den flexiblen Kabeln zu verhindern. Von diesem Gesichtspunkt
ist es besonders bevorzugt, dass die Umkehrbereiche der mehreren
flexiblen Kabel mit etwa 360/n Grad, wobei n die in dem Kabelaufnahmeraum
aufzunehmende Anzahl der flexiblen Kabel darstellt, entlang der
Umfangsrichtung des Kabelaufnahmeraums voneinander getrennt angeordnet
sind.
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Obwohl
die Beziehung zwischen der Ausrichtung der in überlappender Weise angebrachten, mehreren
flexiblen Kabel und der Öffnungen,
durch die Umkehrbereiche der flexiblen Kabel hindurch geführt sind, überhaupt
keinen Einschränkungen
unterliegt, ist es zur Vereinfachung der Ausbildung des beweglichen
Elements und des Drehverbinders unter Reduzierung der Breite auf
einen möglichst
kleinen Betrag besonders bevorzugt, dass das flexible Kabel auf
der Außenumfangsseite,
das mit einer hohen Geschwindigkeit auf das bewegliche Gehäuseteil
aufgewickelt und von diesem abgewickelt wird und leicht an den an
dem beweglichen Element vorgesehenen Rollen oder den Seitenflächenbereichen
der Öffnungen
in Anlage gelangt, durch die schmale Öffnung hindurch geführt wird
und das flexible Kabel auf der Innenumfangsseite, das mit einer
niedrigen Geschwindigkeit auf das bewegliche Gehäuseteil aufgewickelt und von
diesem abgewickelt wird und das nur schwer mit den an dem beweglichen
Element vorgesehenen Rollen oder den Seitenflächenbereichen der Öffnung in
Anlage gelangt, durch die breite Öffnung hindurch geführt wird.
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Weitere
Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht unter Darstellung der inneren Konstruktion eines Drehverbinders
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Schnittansicht des Drehverbinders;
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3 eine
Ansicht zur Erläuterung
eines Hauptteils des Drehverbinders;
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4A und 4B fragmentarische
erläuternde
Ansichten von zwei flexiblen Kabeln, die in dem Drehverbinder in
aufgewickelter Weise untergebracht sind;
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5 eine
Draufsicht unter Darstellung der inneren Konstruktion eines herkömmlichen
Drehverbinders; und
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6 eine
Draufsicht unter Darstellung der inneren Konstruktion eines weiteren
herkömmlichen Drehverbinders.
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BESCHREIBUNG
DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines Drehverbinders gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
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Wie
in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist der Drehverbinder
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
in erster Linie gebildet aus einem feststehenden Gehäuseteil 1,
einem beweglichen Gehäuseteil 2,
das koaxial und drehbar mit dem feststehenden Gehäuseteil 1 gekoppelt
ist, einem ersten und einem zweiten flexiblen Kabel 4 und 5,
die in einem ringförmigen
Kabelaufnahmeraum 3 untergebracht sind, der zwischen den
Gehäuseteilen 1 und 2 gebildet
ist, sowie aus einem beweglichen Element 6, das in dem Kabelaufnahmeraum 3 drehbar
untergebracht ist.
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Das
feststehende Gehäuseteil 1 ist
gebildet aus einem oberen Gehäuseelement 7 und
einem unteren Gehäuseelement 8,
die einstückig
miteinander ausgebildet sind, und das obere Gehäuseelement 7 ist mit
einem äußeren zylindrischen
Bereich 9 ausgebildet. Andererseits ist das bewegliche
Gehäuseteil 2 mit
einem inneren zylindrischen Bereich 10 ausgebildet. Das
feststehende Gehäuseteil 1 und
das bewegliche Gehäuseteil 2 sind
koaxial miteinander kombiniert und drehbar miteinander gekoppelt,
so dass der ringförmige
Kabelaufnahmeraum 3 zwischen dem äußeren zylindrischen Bereich 9 und
dem inneren zylindrischen Bereich 10 gebildet ist.
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Das
bewegliche Element 6 ist gebildet aus einer ringförmigen Drehplatte 11,
mehreren Rollen 12, die auf der ringförmigen Drehplatte 11 drehbar gehaltert
sind, speziellen Rollen 12A und 12B unter den
mehreren Rollen 12, um die die flexiblen Kabel 4 und 5 U-förmig herum
geschlungen sind, sowie aus feststehenden Zylindern 13 und 14,
die einander in Umfangsrichtung der Drehplatte 11 gegenüberliegend
angeordnet sind. Eine erste Öffnung 15 ist
zwischen der speziellen Rolle 12A und dem feststehenden
Zylinder 13 gebildet, und eine zweite Öffnung 16 ist zwischen
der speziellen Rolle 12B und dem feststehenden Zylinder 14 gebildet.
Die erste Öffnung 15 befindet
sich in Relation zu der zweiten Öffnung 16 in einer über das
Zentrum der Drehplatte 11 hinweg um 180° gegenüberliegenden Position.
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Wie
in 3 im Detail gezeigt ist, unterscheiden sich die
erste und die zweite Öffnung 15 und 16 in
ihrer Breite in Umfangsrichtung der Drehplatte 11. In 3 ist
die Breite w1 der ersten Öffnung 15, durch
die das auf der Innenumfangsseite angeordnete, erste flexible Doppelwickel-Kabel 4 angeordnet ist,
breiter ausgebildet als die Breite w2 der zweiten Öffnung 16,
durch die das auf der Außenumfangsseite
angeordnete zweite flexibel Doppelwickel-Kabel 5 hindurch
geführt
ist.
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Unter
Berücksichtigung
der Differenz in der Aufwickelgeschwindigkeit und der Abwickelgeschwindigkeit
zwischen den flexiblen Kabeln 4 und 5 auf sowie
von dem inneren zylindrischen Bereich 10 bei Rotation des
beweglichen Gehäuseteils 2 in
Relation zu dem feststehenden Gehäuseteil 1 sind die Breiten
w1 und w2 der ersten und der zweiten Öffnung 15 und 16 derart
eingestellt, dass ein Umkehrbereich 4a des ersten flexiblen
Kabels 4 weder an der ersten speziellen Rolle 12A noch
an dem ersten feststehenden Zylinder 13 in Anlage gelangt,
selbst wenn ein Umkehrbereich 5a des zweiten flexiblen
Kabels 5 an der zweiten speziellen Rolle 12B oder
dem zweiten feststehenden Zylinder 14 in Anlage kommt.
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Jedes
von dem ersten und dem zweiten flexiblen Kabel 4 und 5 weist
mehrere Leiter 23 auf, die aus Kupfer oder dergleichen
gebildet sind und zwischen Basisschichten 21 und 22 laminiert
sind, die aus einem isolierenden Material gebildet sind, und jedes
Kabel ist mit einer bandartigen Formgebung in einer vorbestimmten
Länge ausgebildet,
wie dies in den 4A und 4B gezeigt
ist. Wie in 4A dargestellt ist, trägt das erste
flexible Kabel 4 zwei Leiter 23a für eine Airbag-Schaltung,
von denen jeder eine große
Breite hat, sowie vier Leiter 23b für eine Hupschaltung und einen
Schaltkreis, die jeweils eine geringere Breite als die Breite jedes
Leiters 23a aufweisen. Das zweite flexible Kabel 5 trägt sechs
Leiter 23b für
die Hupschaltung und den Schaltkreis, von denen jeder eine schmale
Breite aufweist, wie dies in 4B gezeigt
ist. Diese Leiter 23a und 23b sind über Verbinder 24 und 25 nach
außen
geführt,
die mit Enden des ersten und des zweiten flexiblen Kabels 4 und 5 verbunden
sind und an vorbestimmten Stellen in dem feststehenden Gehäuseteil 1 und
dem beweglichen Gehäuseteil 2 angebracht
sind sowie mit der Airbag-Schaltung und der Hupschaltung über externe
Verbinder (nicht gezeigt) verbunden sind, die mit den Verbindern 24 und 25 gekoppelt
werden.
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Wie
in den 1 und 3 gezeigt ist, ist das erste
flexible Kabel 4 durch die erste Öffnung 15 hindurch
geführt,
um U-förmig
um die erste spezielle Rolle 12A geschlungen zu werden,
ist die Innenumfangsseite eines Umkehrbereichs 4a direkt
um den inneren zylindrischen Bereich 10 des beweglichen Gehäuseteils 2 geschlungen
und ist die Außenumfangsseite
eines Umkehrbereichs 4a in über lappender Weise auf das
zweite flexible Kabel 5 gewickelt, das mit einer Umwindung
um den äußeren zylindrischen
Bereich 9 des feststehenden Gehäuseteils 1 gewickelt
ist. Andererseits ist das zweite flexible Kabel 5 durch
die zweite Öffnung 16 hindurch
geführt, um
U-förmig
um die zweite spezielle Rolle 12B geschlungen zu werden,
ist die Innenumfangsseite eines Umkehrbereichs 5a in überlappender
Weise auf das erste flexible Kabel 4 gewickelt, das mit
einer Umwindung um den inneren zylindrischen Bereich 10 des
beweglichen Gehäuseteils 2 gewickelt
ist, und ist die Außenumfangsseite
des Umkehrbereichs 5a direkt um den äußeren zylindrischen Bereich 9 des feststehenden
Gehäuseteils 1 gewickelt.
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Der
auf diese Weise ausgebildete Drehverbinder wird an einem Kraftfahrzeug
angebracht, indem das feststehende Gehäuseteil 1 an einem
Statorelement eines Lenksystems befestigt wird, das bewegliche Gehäuseteil 2 an
einem Lenkrad angebracht wird, das als Drehelement des Lenksystems dient,
und die externen Verbinder (nicht gezeigt), die an der Airbag-Schaltung
und der Hupschaltung und dergleichen vorgesehen sind, mit den in
den Gehäuseteilen 1 und 2 vorgesehenen
Verbindern 24 und 25 verbunden werden. Beim Anbringen
des Drehverbinders an dem Lenksystem wird eine Neutralstellung des
beweglichen Gehäuseteils 2 in
Bezug auf das feststehende Gehäuseteil 1 in
exakte Übereinstimmung
mit einer Neutralstellung des Lenksystems gebracht, und es erfolgt
eine derartige Einstellung, dass keine Zugkraft, die höher ist
als ein vorbestimmter Wert, innerhalb eines Bewegungsbereichs des
Lenkrads auf das erste und das zweite flexible Kabel 4 und 5 ausgeübt wird.
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Im
Folgenden wird die Arbeitsweise des Drehverbinders des vorstehenden
Ausführungsbeispiels
beschrieben.
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Wenn
das Lenkrad ausgehend von einer Neutralstellung im Uhrzeigersinn
gedreht wird, wird die Drehkraft auf das bewegliche Gehäuseteil 2 übertragen,
so dass das bewegliche Gehäuseteil 2 zu
einer Rotationsbewegung im Uhrzeigersinn veranlasst wird und das
erste und das zweite flexible Kabel 4 und 5 um
den inneren zylindrischen Bereich 10 des beweglichen Gehäuseteils 2 herum
aufgewickelt werden. In diesem Fall wird der Umkehrbereich 5a des
zweiten flexi blen Kabels 5, das mit einer hohen Geschwindigkeit
um den inneren zylindrischen Bereich 10 gewickelt wird,
da dieses auf die Außenumfangsseite
gewickelt wird, und das durch die schmale zweite Öffnung 16 hindurch
geführt
ist, in Anlage mit der zweiten speziellen Rolle 12B gebracht,
und das Bewegungselement 6 nimmt die Rotationskraft des beweglichen
Gehäuseteils 2 auf,
um sich im Uhrzeigersinn um etwa die Hälfte des Rotationsbetrages des
beweglichen Gehäuseteils 2 zu
drehen. Da andererseits das erste flexible Kabel 4, das
auf der Innenumfangsseite angeordnet ist und einen Doppelwickel
mit dem zweiten flexiblen Kabel 5 bildet, um den Innenumfangsbereich 10 mit
einer niedrigeren Geschwindigkeit als der des zweiten flexiblen
Kabels 5 aufgewickelt wird und durch die breite erste Öffnung 15 hindurch
geführt
ist, gelangt der Umkehrbereich 4a weder in Anlage mit der
ersten speziellen Rolle 12A noch mit dem ersten feststehenden
Zylinder 13. Da keine externe Kraft, wie z.B. eine Reibungskraft,
auf den Umkehrbereich 4a ausgeübt wird, lässt sich somit eine Beschädigung der
Leiter 23a für
die Airbag-Schaltung verhindern, die von dem Gesichtspunkt der Sicherheit
besonders wichtig sind.
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Wenn
im Gegensatz dazu das Lenkrad ausgehend von der Neutralstellung
im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wird die Rotationskraft auf
das bewegliche Gehäuseteil 2 übertragen,
so dass das bewegliche Gehäuseteil 2 zur
Ausführung
einer Drehung im Gegenuhrzeigersinn veranlasst wird, und das erste
und das zweite flexible Kabel 4 und 5 werden von
dem inneren zylindrischen Bereich 10 des beweglichen Gehäuseteils 2 abgewickelt.
In diesem Fall wird der Umkehrbereich 5a des zweiten flexiblen Kabels 5,
das von dem inneren zylindrischen Bereich 10 mit einer
hohen Geschwindigkeit abgewickelt wird, da es auf die Außenumfangsseite
gewickelt wird, und das durch die schmale zweite Öffnung 16 hindurch
geführt
ist, in Anlage an den zweiten feststehenden Zylinder 14 gebracht,
und das bewegliche Element 6 nimmt die Rotationskraft des
beweglichen Gehäuseteils 2 auf,
um sich in etwa um die Hälfte
des Rotationsbetrages des beweglichen Gehäuseteils 2 im Gegenuhrzeigersinn
zu drehen. Da andererseits das erste flexible Kabel 4,
das auf der Innenumfangsseite angeordnet ist und einen Doppelwickel
mit dem zweiten flexiblen Kabel 5 bildet, von dem inneren
zylindrischen Bereich 10 mit einer niedrigeren Geschwindigkeit
abgewickelt wird als der des zweiten flexiblen Kabels 5 sowie
durch die erste breite Öffnung 15 hindurch
geführt
ist, gelangt der Umkehrbereich 4a weder in Anlage mit der
ersten speziellen Rolle 12A noch in Anlage mit dem ersten
feststehenden Zylinder 13. Da außerdem keine externe Kraft, wie
z.B. eine Reibungskraft, auf den Umkehrbereich 4a ausgeübt wird,
lässt sich
eine Beschädigung
der Leiter 23a für
die Airbag-Schaltung verhindern, die vom Standpunkt der Sicherheit
besonders wichtig sind.
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Bei
dem Drehverbinder gemäß der vorliegenden
Erfindung unterscheiden sich die in dem beweglichen Element 6 ausgebildeten Öffnungen 15 und 16 zum
Hindurchführen
der flexiblen Kabel 4 und 5 in ihrer Breite, wobei
der Umkehrbereich 4a des flexiblen Kabels 4, in
dem die Leiter 23a für
die Airbag-Schaltung angeordnet sind, in der breiten Öffnung 15 angeordnet
ist. Das flexible Kabel 4 gelangt somit nicht in Anlage
mit der ersten speziellen Rolle 12A sowie dem ersten feststehenden
Zylinder 13, die an dem beweglichen Element 6 vorgesehen
sind, während
der Rotationsbewegung des beweglichen Gehäuseteils 2, und durch
die Rotationsbewegung des beweglichen Gehäuseteils 2 bedingte
Belastungen werden nicht auf die Leiter 23a für die Airbag-Schaltung
aufgebracht. Auf diese Weise kann ein Trennen der Verbindung oder
eine unvollständige Verbindung
der Airbag-Schaltung verhindert werden, wodurch wiederum die Zuverlässigkeit
und die Lebensdauer der Airbag-Schaltung verbessert werden können.
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Da
ferner die Anzahl der in dem Kabelaufnahmeraum 3 unterzubringenden
flexiblen Kabel auf zwei begrenzt ist, können die Umkehrbereiche 4a und 5a in
ausreichender Weise voneinander getrennt werden, und eine Störung zwischen
den flexiblen Kabeln 4 und 5 kann verhindert werden,
so dass das bewegliche Gehäuseteil 2 in
Relation zu dem feststehenden Gehäuseteil 1 problemlos
gedreht werden kann.
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Ferner
sind die Umkehrbereiche 4a und 5a entlang der
Umfangsrichtung des Kabelaufnahmeraums 3 in einem Abstand
von etwa 360/n Grad (wobei n die Anzahl der in dem Kabelaufnahmeraum 3 unterzubringenden
flexiblen Kabel darstellt) voneinander getrennt angeordnet. Störungen zwischen
den flexiblen Kabeln 4 und 5 lassen sich somit
verhindern, wodurch das bewegliche Gehäu seteil 2 in Relation
zu dem feststehenden Gehäuseteil 1 problemlos
gedreht werden kann.
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Ferner
ist das flexible Kabel 5 auf der Außenumfangsseite, das mit einer
hohen Geschwindigkeit auf das bewegliche Gehäuseteil 2 aufgewickelt
und von diesem abgewickelt wird und das in einfacher Weise an der
an dem beweglichen Element 6 vorgesehenen zweiten speziellen
Rolle 12B oder dem der zweiten speziellen Rolle 12B gegenüberliegend
angeordneten, zweiten feststehenden Zylinder 14 in Anlage
gelangen kann, durch die schmale Öffnung 16 hindurch
geführt,
während
das flexible Kabel 4 auf der Innenumfangsseite, das mit
einer niedrigen Geschwindigkeit auf das bewegliche Gehäuseteil 2 aufgewickelt
und von diesem abgewickelt wird und das nur schwer in Anlage an
der an dem beweglichen Element 6 vorgesehenen ersten speziellen
Rolle 12A oder dem der ersten speziellen Rolle 12A gegenüberliegend
angeordneten ersten feststehenden Zylinder 3 in Anlage
gelangen kann, durch die breite Öffnung 15 hindurch
geführt
ist. Die Breiten der Öffnungen 15 und 16 lassen
sich somit insgesamt reduzieren, wodurch sich die Ausbildung des
beweglichen Elements 6 und des Drehverbinders vereinfachen lässt.
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Während bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die beiden flexiblen
Kabel 4 und 5 in dem Kabelaufnahmeraum 3 untergebracht sind,
ist die Anzahl der flexiblen Kabel in keinster Weise begrenzt, und
es können
auch drei oder mehr sowie auch eine beliebige Anzahl von flexiblen
Kabeln als Mehrfach-Wickel vorgesehen und in dem Kabelaufnahmeraum 3 untergebracht
werden.
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Während die
Anzahl der in einem einzelnen flexiblen Kabel aufzunehmenden Leiter 23 bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sechs beträgt, ist
auch die Anzahl der Leiter 23 in keinster Weise beschränkt, und
es kann eine beliebige Anzahl von Leitern (sechs oder weniger, sechs oder
mehr) in einem einzelnen flexiblen Kabel angeordnet sein.
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Während die
Leiter 23a für
die Airbag-Schaltung bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
derart ausgebildet sind, dass sie eine größere Breite aufweisen als die
Breite der Leiter 23b für
andere Schaltungen, können
diese Leiter 23a und 23b auch mit der gleichen
Breite ausgebildet sein, wenn die Kontinuität der Airbag-Schaltung dadurch nicht
beeinträchtigt
wird.
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Bei
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel sind
die Leiter 23a für
die Airbag-Schaltung
in dem ersten flexiblen Kabel 4 angeordnet, und die Breite w1
der ersten Öffnung 15,
durch die der Umkehrbereich 4a des ersten flexiblen Kabels 4 hindurch
geführt
ist, ist breiter gewählt
als die Breite w2 der zweiten Öffnung 16,
durch die der Umkehrbereich 5a des zweiten flexiblen Kabels 5 hindurch
geführt
ist. Jedoch ist es in umgekehrter Weise auch möglich, die Leiter 23a für die Airbag-Schaltung
in dem zweiten flexiblen Kabel 5 anzuordnen und die Breite
w2 der zweiten Öffnung 16,
durch die der Umkehrbereich 5a des zweiten flexiblen Kabels 5 hindurch
geführt
ist, breiter zu wählen
als die Breite w1 der ersten Öffnung 15,
durch die der Umkehrbereich 4a des ersten flexiblen Kabels 4 hindurch
geführt
ist.